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淺談發(fā)電機保護的相關(guān)問題
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作者:cqkh8888
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發(fā)布時間: 2018-05-11
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維護電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)是電力公司的主要工作，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障勢必會影響到電力公司的正常供電，給人們的生產(chǎn)生活帶來不利影響
維護電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)是電力公司的主要工作，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障勢必會影響到電力公司的正常供電，給人們的生產(chǎn)生活帶來不利影響，給電力公司造成巨大的經(jīng)濟損失，所以做好發(fā)電機的保護工作是保證電力系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的重要工作。在電力系統(tǒng)工作過程中可能會因為出現(xiàn)誤動影響到發(fā)電機的保護，通過加強發(fā)電機保護控制的協(xié)調(diào)性能夠有效地維護電力系統(tǒng)的正常工作。在具體協(xié)調(diào)的過程中由于工程師缺乏相應(yīng)的實戰(zhàn)經(jīng)驗，使得電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能及早被發(fā)現(xiàn)，協(xié)調(diào)工作開展也不及時。一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障就可能出現(xiàn)瞬時振蕩問題，通過發(fā)電機調(diào)速器和勵磁系統(tǒng)兩個發(fā)電機主系統(tǒng)同時作用，就會使電力系統(tǒng)回歸到當(dāng)初的穩(wěn)定狀態(tài)。這兩大發(fā)電系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)工作中起到了穩(wěn)定作用，調(diào)速器主要起到控制發(fā)電系統(tǒng)頻率的作用，勵磁系統(tǒng)主要起到控制發(fā)電系統(tǒng)電壓的作用。下面文章就針對這兩大發(fā)電機保護設(shè)備進行分析，保證發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
1 萬州發(fā)電機維修調(diào)速器控制及低頻協(xié)調(diào)
在發(fā)電機設(shè)備中，調(diào)速器主要就是保證發(fā)電機能夠維持正常速度運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)負荷的合理化分配。發(fā)電機能否正常運行和頻率以及轉(zhuǎn)速有著十分密切的聯(lián)系。一旦發(fā)電機出現(xiàn)負荷不平衡的狀況，就會導(dǎo)致發(fā)電機出現(xiàn)轉(zhuǎn)速加快，頻率增大的情況。這時就需要調(diào)速器通過封閉導(dǎo)葉的形式來減少功率輸出，減少機械力對發(fā)電機的負面作用。發(fā)電機總是處在低頻狀態(tài)下并長期的滿負載運行，當(dāng)前的控制還不能糾正這種過載的能力，低頻甩負荷也需要在整個系統(tǒng)負荷匹配時才會發(fā)生。在這些孤網(wǎng)里，存在著典型的負荷失配，如果在一個孤網(wǎng)上發(fā)生過載，頻率將減小，導(dǎo)致發(fā)電機轉(zhuǎn)速減緩。不同的發(fā)電機在面臨相同故障時所表現(xiàn)的情況也是不同的。例如水輪發(fā)電機在低頻狀態(tài)的運轉(zhuǎn)就不會造成事故的發(fā)生，所以針對水輪發(fā)電機就不需要配置低頻保護設(shè)備。低頻運行對于一般的發(fā)電機來說都是不利的，都或多或少的對設(shè)備有所損壞，所以需要發(fā)電廠設(shè)置專門的低頻保護。
2 勵磁保護及系統(tǒng)穩(wěn)定
在整個發(fā)電機系統(tǒng)中勵磁系統(tǒng)主要是提供磁場能，進而有效地保證發(fā)電機與電力系統(tǒng)能夠同步運轉(zhuǎn)，同時該系統(tǒng)也能夠為發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組提供足夠的直流電。當(dāng)前的勵磁系統(tǒng)的直流電主要來自于交直流變壓器，在交流電轉(zhuǎn)換到直流電的過程中會產(chǎn)生電勢，為變壓器的正常工作提供動力，為了保證電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，往往需要配置一套蓄電池為其提供足夠的能量。由于受到技術(shù)和設(shè)備的限制，過去的勵磁系統(tǒng)往往靠小發(fā)電機提供直流電，不利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。當(dāng)前使用的大型發(fā)電機使得勵磁電流突然變大，這勢必會造成連鎖反應(yīng)，例如無功功率輸出變大會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的工作電壓升高。如果這時突然把歷次電流變小，也會產(chǎn)生一系列的不良反應(yīng)，甚至出現(xiàn)電力系統(tǒng)和發(fā)電機的不同步。在發(fā)電機和電力系統(tǒng)聯(lián)系變小時，同時沒有電源控制其出口電壓，如果勵磁系統(tǒng)的電流勢必會造成發(fā)電機出口電壓的升高，容易損壞發(fā)電機的零部件。當(dāng)前所使用的10MW及以上的發(fā)電機主要通過自動電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)來保護自身的穩(wěn)定運行。在調(diào)節(jié)的過程中，勵磁系統(tǒng)能夠吸收電力系統(tǒng)中的無功功率同時還能保持電壓始終在規(guī)定的范圍內(nèi)。在電力系統(tǒng)工作的過程中一旦發(fā)生短路勢必會造成電力設(shè)備的電壓驟降，繼而出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象，使得電量不能按照原來的那種方式進行傳輸，電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)沒有得到足夠的電量支持。在工作人員檢查完故障并修好短路故障之后，發(fā)電機的鉆子還是有可能給受到電力線內(nèi)部震蕩的影響，造成出口電壓位置存在一定的波動。勵磁保護主要就是在發(fā)電機出現(xiàn)故障時保護發(fā)電機，避免出現(xiàn)發(fā)電機運行不良的現(xiàn)象。
3 發(fā)電機靜態(tài)穩(wěn)定性
正常情況下，發(fā)電機表現(xiàn)出的是靜態(tài)穩(wěn)定性，但是在某些情況下就會破壞這種穩(wěn)定性，例如，電廠輸送用電的輸電線路過少等。當(dāng)電力系統(tǒng)中的負荷中心和遠端發(fā)電廠之間的電壓向量夾角超過90以上時，各個電力系統(tǒng)之間所傳輸?shù)碾娔芫蜁p少，電力系統(tǒng)就會出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象，同時可能分解為幾個孤網(wǎng)，影響到電力的正常傳輸。由于故障使得發(fā)電廠之間的線路斷開，這就造成線路的兩個點之間的電抗增加到一個只能提供傳輸不能維持同步的電能點上。在發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩的情況下導(dǎo)致發(fā)電機出現(xiàn)磁極跳動而不同步。總之，保證發(fā)電機的穩(wěn)定性可以避免電力系統(tǒng)之間出現(xiàn)斷路，繼而有效地保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4 失磁保護
發(fā)電機的各個系統(tǒng)和部件之間必須相互協(xié)調(diào)才能發(fā)揮出發(fā)電機的保護作用，在發(fā)電機工作的過程中應(yīng)該保證失磁保護與發(fā)電機的容量、靜態(tài)穩(wěn)定性等之間相互協(xié)調(diào)。為了避免發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)高電壓的情況，發(fā)電機需要在欠勵的情況下運轉(zhuǎn)，同時還應(yīng)該從發(fā)電系統(tǒng)中吸收無功功率。發(fā)電機通過吸收無功功率來實現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓的作用，吸收情況具體體現(xiàn)在發(fā)電機容量的曲線中。為了保證發(fā)電機能夠可持續(xù)運行，就必須保證發(fā)電機的欠勵設(shè)置在發(fā)電機容量曲線中。對于同步發(fā)電機來說，如果出現(xiàn)失磁現(xiàn)象就會導(dǎo)致其電力設(shè)備損壞，所以工作人員應(yīng)該定期對發(fā)電機進行檢查，及早發(fā)現(xiàn)失磁現(xiàn)象。如果沒有及時發(fā)現(xiàn)失磁現(xiàn)象就會導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備消耗大量的功率，并對整個電力系統(tǒng)造成巨大損害。通過大量的查看經(jīng)驗，造成發(fā)電機失磁現(xiàn)象的原因有很多，例如，供給發(fā)電機磁場繞組出現(xiàn)直流供電短路、磁場繞組短路等等。當(dāng)發(fā)電機出現(xiàn)失磁現(xiàn)象之后，使得無功電流瞬間通過發(fā)電機，造成定子繞組的電流過大，繼而引發(fā)相應(yīng)的設(shè)備故障。目前檢測發(fā)電機失磁現(xiàn)象的設(shè)備主要是阻抗繼電器，通過觀察電機出口的電壓情況來判斷發(fā)電機是否存在故障。此外，工作人員還需要注意到輸電線路是否出現(xiàn)短路以及在瞬變后的阻抗軌道是否回轉(zhuǎn)到失磁的繼電器阻抗特性的區(qū)域中。失磁保護在發(fā)電機保護中經(jīng)常出現(xiàn)，應(yīng)該引起足夠的重視。
1 萬州發(fā)電機維修調(diào)速器控制及低頻協(xié)調(diào)
在發(fā)電機設(shè)備中，調(diào)速器主要就是保證發(fā)電機能夠維持正常速度運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)負荷的合理化分配。發(fā)電機能否正常運行和頻率以及轉(zhuǎn)速有著十分密切的聯(lián)系。一旦發(fā)電機出現(xiàn)負荷不平衡的狀況，就會導(dǎo)致發(fā)電機出現(xiàn)轉(zhuǎn)速加快，頻率增大的情況。這時就需要調(diào)速器通過封閉導(dǎo)葉的形式來減少功率輸出，減少機械力對發(fā)電機的負面作用。發(fā)電機總是處在低頻狀態(tài)下并長期的滿負載運行，當(dāng)前的控制還不能糾正這種過載的能力，低頻甩負荷也需要在整個系統(tǒng)負荷匹配時才會發(fā)生。在這些孤網(wǎng)里，存在著典型的負荷失配，如果在一個孤網(wǎng)上發(fā)生過載，頻率將減小，導(dǎo)致發(fā)電機轉(zhuǎn)速減緩。不同的發(fā)電機在面臨相同故障時所表現(xiàn)的情況也是不同的。例如水輪發(fā)電機在低頻狀態(tài)的運轉(zhuǎn)就不會造成事故的發(fā)生，所以針對水輪發(fā)電機就不需要配置低頻保護設(shè)備。低頻運行對于一般的發(fā)電機來說都是不利的，都或多或少的對設(shè)備有所損壞，所以需要發(fā)電廠設(shè)置專門的低頻保護。
2 勵磁保護及系統(tǒng)穩(wěn)定
在整個發(fā)電機系統(tǒng)中勵磁系統(tǒng)主要是提供磁場能，進而有效地保證發(fā)電機與電力系統(tǒng)能夠同步運轉(zhuǎn)，同時該系統(tǒng)也能夠為發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組提供足夠的直流電。當(dāng)前的勵磁系統(tǒng)的直流電主要來自于交直流變壓器，在交流電轉(zhuǎn)換到直流電的過程中會產(chǎn)生電勢，為變壓器的正常工作提供動力，為了保證電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，往往需要配置一套蓄電池為其提供足夠的能量。由于受到技術(shù)和設(shè)備的限制，過去的勵磁系統(tǒng)往往靠小發(fā)電機提供直流電，不利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。當(dāng)前使用的大型發(fā)電機使得勵磁電流突然變大，這勢必會造成連鎖反應(yīng)，例如無功功率輸出變大會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的工作電壓升高。如果這時突然把歷次電流變小，也會產(chǎn)生一系列的不良反應(yīng)，甚至出現(xiàn)電力系統(tǒng)和發(fā)電機的不同步。在發(fā)電機和電力系統(tǒng)聯(lián)系變小時，同時沒有電源控制其出口電壓，如果勵磁系統(tǒng)的電流勢必會造成發(fā)電機出口電壓的升高，容易損壞發(fā)電機的零部件。當(dāng)前所使用的10MW及以上的發(fā)電機主要通過自動電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)來保護自身的穩(wěn)定運行。在調(diào)節(jié)的過程中，勵磁系統(tǒng)能夠吸收電力系統(tǒng)中的無功功率同時還能保持電壓始終在規(guī)定的范圍內(nèi)。在電力系統(tǒng)工作的過程中一旦發(fā)生短路勢必會造成電力設(shè)備的電壓驟降，繼而出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象，使得電量不能按照原來的那種方式進行傳輸，電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)沒有得到足夠的電量支持。在工作人員檢查完故障并修好短路故障之后，發(fā)電機的鉆子還是有可能給受到電力線內(nèi)部震蕩的影響，造成出口電壓位置存在一定的波動。勵磁保護主要就是在發(fā)電機出現(xiàn)故障時保護發(fā)電機，避免出現(xiàn)發(fā)電機運行不良的現(xiàn)象。
3 發(fā)電機靜態(tài)穩(wěn)定性
正常情況下，發(fā)電機表現(xiàn)出的是靜態(tài)穩(wěn)定性，但是在某些情況下就會破壞這種穩(wěn)定性，例如，電廠輸送用電的輸電線路過少等。當(dāng)電力系統(tǒng)中的負荷中心和遠端發(fā)電廠之間的電壓向量夾角超過90以上時，各個電力系統(tǒng)之間所傳輸?shù)碾娔芫蜁p少，電力系統(tǒng)就會出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象，同時可能分解為幾個孤網(wǎng)，影響到電力的正常傳輸。由于故障使得發(fā)電廠之間的線路斷開，這就造成線路的兩個點之間的電抗增加到一個只能提供傳輸不能維持同步的電能點上。在發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩的情況下導(dǎo)致發(fā)電機出現(xiàn)磁極跳動而不同步。總之，保證發(fā)電機的穩(wěn)定性可以避免電力系統(tǒng)之間出現(xiàn)斷路，繼而有效地保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4 失磁保護
發(fā)電機的各個系統(tǒng)和部件之間必須相互協(xié)調(diào)才能發(fā)揮出發(fā)電機的保護作用，在發(fā)電機工作的過程中應(yīng)該保證失磁保護與發(fā)電機的容量、靜態(tài)穩(wěn)定性等之間相互協(xié)調(diào)。為了避免發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)高電壓的情況，發(fā)電機需要在欠勵的情況下運轉(zhuǎn)，同時還應(yīng)該從發(fā)電系統(tǒng)中吸收無功功率。發(fā)電機通過吸收無功功率來實現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓的作用，吸收情況具體體現(xiàn)在發(fā)電機容量的曲線中。為了保證發(fā)電機能夠可持續(xù)運行，就必須保證發(fā)電機的欠勵設(shè)置在發(fā)電機容量曲線中。對于同步發(fā)電機來說，如果出現(xiàn)失磁現(xiàn)象就會導(dǎo)致其電力設(shè)備損壞，所以工作人員應(yīng)該定期對發(fā)電機進行檢查，及早發(fā)現(xiàn)失磁現(xiàn)象。如果沒有及時發(fā)現(xiàn)失磁現(xiàn)象就會導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備消耗大量的功率，并對整個電力系統(tǒng)造成巨大損害。通過大量的查看經(jīng)驗，造成發(fā)電機失磁現(xiàn)象的原因有很多，例如，供給發(fā)電機磁場繞組出現(xiàn)直流供電短路、磁場繞組短路等等。當(dāng)發(fā)電機出現(xiàn)失磁現(xiàn)象之后，使得無功電流瞬間通過發(fā)電機，造成定子繞組的電流過大，繼而引發(fā)相應(yīng)的設(shè)備故障。目前檢測發(fā)電機失磁現(xiàn)象的設(shè)備主要是阻抗繼電器，通過觀察電機出口的電壓情況來判斷發(fā)電機是否存在故障。此外，工作人員還需要注意到輸電線路是否出現(xiàn)短路以及在瞬變后的阻抗軌道是否回轉(zhuǎn)到失磁的繼電器阻抗特性的區(qū)域中。失磁保護在發(fā)電機保護中經(jīng)常出現(xiàn)，應(yīng)該引起足夠的重視。
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