淺談發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行的危害及處理

1、<p>　　淺談發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行的危害及處理</p><p>　　大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司 遼寧 鞍山 114000 </p><p>　　摘要：文章通過(guò)對(duì)負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)危害的分析和舉例，增強(qiáng)值班員對(duì)不對(duì)稱運(yùn)行的認(rèn)識(shí)，必要時(shí)臨時(shí)擴(kuò)大停電范圍來(lái)保證發(fā)電機(jī)的安全。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：不對(duì)稱 負(fù)序電流 危害 非全相 </p>

2、<p><b>　　1、概述 </b></p><p>　　同步發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行情況在實(shí)際中會(huì)經(jīng)常遇到，如發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)合斷時(shí)三相不同期或非全相、系統(tǒng)中的兩相或單相短路、發(fā)電機(jī)線圈匝間短路或開(kāi)路，都會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)破壞，導(dǎo)致三相電壓電流不對(duì)稱，最終影響發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。 </p><p>　　2、不對(duì)稱運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的危害 </p><

3、p>　　發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，定子電流中的負(fù)序分量，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，將使轉(zhuǎn)子上的大齒、小齒、槽楔、護(hù)環(huán)、勵(lì)磁繞組及阻尼繞組，切割負(fù)序磁場(chǎng)，產(chǎn)生頻率為100HZ的感應(yīng)電流。由于交流電的集膚效應(yīng)，感應(yīng)電流只能在轉(zhuǎn)子表面的薄層中流過(guò)，這些電流不僅流過(guò)轉(zhuǎn)子本體，還流過(guò)護(hù)環(huán)以及轉(zhuǎn)子的槽楔與齒，并流經(jīng)槽楔與齒與護(hù)環(huán)的許多接觸面。由于這些接觸面的電阻很高，發(fā)熱尤其嚴(yán)重，后果不堪設(shè)想。其次是負(fù)序電流引起附加轉(zhuǎn)距產(chǎn)生振動(dòng)。例如：某

4、廠300MW機(jī)組在解列時(shí)，主變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)一相未斷開(kāi)，持續(xù)9分鐘，負(fù)序電流達(dá)34%，結(jié)果是轉(zhuǎn)子大齒表面嚴(yán)重過(guò)熱，部分槽楔移位，護(hù)環(huán)內(nèi)表面過(guò)熱。 </p><p>　　3、限制不對(duì)稱運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　3.1規(guī)程規(guī)定發(fā)電運(yùn)行中三相電流之差不得超過(guò)額定值的10%，運(yùn)行人員對(duì)定子電流的監(jiān)視也可間接作為對(duì)負(fù)序電流的監(jiān)視。用對(duì)稱分量法計(jì)算負(fù)序電流如下： </p><

5、;p>　　？A2=0.17 [（IA-IB）+ （IA-IC）]+j0.866（IB-IC） </p><p>　　由式可知發(fā)電機(jī)的三相電流差增大時(shí)，負(fù)序電流也增大。汽輪發(fā)電機(jī)的三相電流差是額定值10%時(shí)，負(fù)序電流占額定值約6%。在這個(gè)電流下，轉(zhuǎn)子的發(fā)熱是能承受的。所以規(guī)程規(guī)定汽輪發(fā)電機(jī)的三相電流之差不超過(guò)額定值的10%。 </p><p>　　3.2 負(fù)序電流定值標(biāo)準(zhǔn)。不對(duì)稱程度通

6、常用負(fù)序電流對(duì)額定電流的百分?jǐn)?shù)表示，正常運(yùn)行中負(fù)序電流表指示一般不超過(guò)1.0%，當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化，負(fù)序電流不大于5%時(shí)，可以正常運(yùn)行。但當(dāng)超過(guò)10%時(shí)，將會(huì)引起電網(wǎng)電壓顯著的不對(duì)稱，轉(zhuǎn)子表面將明顯發(fā)熱超溫。因此規(guī)程規(guī)定：100MW以下的汽輪發(fā)電機(jī)在每相電流不超額定值時(shí)，負(fù)序電流不超過(guò)8%，應(yīng)能長(zhǎng)期運(yùn)行；100MW-125MW轉(zhuǎn)子內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)不超過(guò)8%；200MW-300MW機(jī)組不超過(guò)6%，或依制造廠規(guī)定。 </p><

7、;p>　　3.3負(fù)序能力標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)負(fù)序電流到一定的數(shù)值后，短時(shí)間內(nèi)由負(fù)序損耗產(chǎn)生的熱量來(lái)不及散出，轉(zhuǎn)子表面的平均溫升與轉(zhuǎn)子的負(fù)序能量I22t成正比。實(shí)踐證明用I22t作為負(fù)序能力的判據(jù)是行之有效的。 </p><p>　　4、不對(duì)稱運(yùn)行的現(xiàn)象 </p><p>　　判斷不對(duì)稱運(yùn)行應(yīng)將多種表計(jì)結(jié)合起來(lái)，不得以一種表計(jì)為準(zhǔn)。 </p><p>　　4.1要清楚發(fā)電機(jī)

8、正常運(yùn)行負(fù)序電流一般指示多少，本發(fā)電機(jī)從并網(wǎng)到滿負(fù)荷時(shí)負(fù)序電流變化多大，掌握本機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的基準(zhǔn)值。 </p><p>　　4.2當(dāng)系統(tǒng)中有較大的單相負(fù)荷時(shí)，并網(wǎng)中的發(fā)電機(jī)互相分擔(dān)，同時(shí)單相負(fù)荷占總發(fā)電機(jī)負(fù)荷比例小，負(fù)序電流增加不明顯。 </p><p>　　4.3當(dāng)系統(tǒng)有不對(duì)稱短路時(shí)，距短路點(diǎn)近的發(fā)電機(jī)，負(fù)序電流能出現(xiàn)報(bào)警，此時(shí)發(fā)電機(jī)三相電流差指示明顯，隨故障切除而消失。 </p

9、><p>　　4.4主變高壓側(cè)某相接觸電阻增大，發(fā)電機(jī)一相電流大，兩相電流?。话l(fā)電機(jī)一相線圈斷股或開(kāi)焊一相降低，其它兩相不變。此現(xiàn)象負(fù)荷越高越明顯。 </p><p>　　4.5發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)發(fā)生非全相，未經(jīng)主變升壓的主開(kāi)關(guān)，斷一相則一相無(wú)電流；經(jīng)主變升壓的主開(kāi)關(guān)非全相，斷一相發(fā)電機(jī)電流一相大兩相小，兩相跳開(kāi)主變中性點(diǎn)接地時(shí)，發(fā)電機(jī)兩相有電流，主變中性點(diǎn)不接地時(shí)，發(fā)電機(jī)三相無(wú)電流。 </p

10、><p>　　5、對(duì)不同情況進(jìn)行果斷的處理 </p><p>　　5.1 負(fù)荷不對(duì)稱 </p><p>　　若靜子三相電流差不超過(guò)Ie10%或負(fù)序電流不超Ie6%，但接近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，可適當(dāng)降低負(fù)荷，保持發(fā)電機(jī)靜子三相電流不超額定值，迅速查找原因。同一母線上幾臺(tái)發(fā)電機(jī)負(fù)序電流同時(shí)增加，且各相電流變化一樣，為系統(tǒng)負(fù)荷不對(duì)稱或不對(duì)稱短路引起，一般在短時(shí)內(nèi)經(jīng)系統(tǒng)調(diào)整可恢復(fù)。 &l

11、t;/p><p>　　5.2 發(fā)-變回路內(nèi)一相阻抗發(fā)生變化 </p><p>　　當(dāng)主開(kāi)關(guān)一相觸頭接觸電阻增大、母線刀閘一相接觸不良、主變分接頭一相觸頭接觸電阻增大、發(fā)電機(jī)某一相線圈斷股或開(kāi)焊等情況發(fā)生后，表現(xiàn)為同一母線上某一臺(tái)發(fā)電機(jī)負(fù)序電流明顯增加，其它機(jī)組增加很少，且各相電流變化與負(fù)序電流大的機(jī)組相反。若發(fā)電機(jī)電流指示為一相降低，另兩相升高，同時(shí)可能伴有機(jī)冷水含氫增加，降負(fù)荷后三相電流差基

12、本不變，則為發(fā)電機(jī)故障引起，應(yīng)立即將負(fù)荷降至零解列停機(jī)；若發(fā)電機(jī)電流指示為一相高兩相低，降低負(fù)荷后三相電流差也降低，則為主變高壓側(cè)故障，有條件的可用旁路轉(zhuǎn)代主開(kāi)關(guān)，區(qū)分是否主開(kāi)關(guān)、母線刀閘故障引起，否則盡快安排停機(jī)處理。 </p><p>　　5.3 發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)非全相 </p><p>　　發(fā)電機(jī)的主接線方式有：a發(fā)-變單元接線公用主開(kāi)關(guān)；b發(fā)-變單元接線，發(fā)變之間有開(kāi)關(guān)；c發(fā)電機(jī)與變壓

13、器公用主開(kāi)關(guān)直配線；d橋形接線。因?yàn)閷?duì)于后三種接線方式發(fā)生非全相都容易處理，本身開(kāi)關(guān)無(wú)法操作時(shí)，可立即將上一級(jí)或線路對(duì)端開(kāi)關(guān)拉開(kāi)即可，因此本文主要闡述對(duì)第一種接線方式發(fā)生非全相時(shí)的處理方法。 </p><p>　　5.3.1 運(yùn)行時(shí)非全相。對(duì)于各相沒(méi)有輔助接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)，不論運(yùn)行中跳開(kāi)幾相，機(jī)構(gòu)已經(jīng)動(dòng)作，DEH或同步器調(diào)速系統(tǒng)會(huì)立即將有功負(fù)荷降至零，只要迅速將無(wú)功降至零，就能保證靜子電流為零，再進(jìn)行重新并網(wǎng)或用母聯(lián)開(kāi)

14、關(guān)串代解列即可；而對(duì)于各相有輔助接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)，只跳開(kāi)一相，DEH不會(huì)動(dòng)作，必須立即手動(dòng)將負(fù)荷降至零，保持3000轉(zhuǎn)和滅磁開(kāi)關(guān)在合位。但若是發(fā)電機(jī)變壓器故障保護(hù)動(dòng)作跳閘起非全相，滅磁開(kāi)關(guān)也跳閘，對(duì)于各相有輔助接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)，失靈保護(hù)可能動(dòng)作，而對(duì)于各相沒(méi)有輔助接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)，失靈保護(hù)將無(wú)法啟動(dòng)，值班員必須按失靈動(dòng)作結(jié)果，迅速拉開(kāi)發(fā)電機(jī)所在母線上所有進(jìn)出線開(kāi)關(guān)，將故障開(kāi)關(guān)隔離后恢復(fù)母線及線路。 </p><p>　　5.3.2

15、 并列時(shí)非全相。因有功負(fù)荷很小，應(yīng)迅速將無(wú)功調(diào)至零，將主開(kāi)關(guān)手動(dòng)拉掉，處理后再重新并網(wǎng)；若因操作機(jī)構(gòu)或回路故障，無(wú)法操作時(shí)，則立即保護(hù)發(fā)電機(jī)靜子電流為零，迅速用母聯(lián)開(kāi)關(guān)串帶解列，將故障開(kāi)關(guān)隔離，恢復(fù)母線。 </p><p>　　5.3.3 解列時(shí)非全相。應(yīng)立即聯(lián)系汽機(jī)掛閘，維持發(fā)電機(jī)3000轉(zhuǎn)，保持發(fā)電機(jī)靜子三相電流為零，若檢同期將斷開(kāi)相能并上，用旁路開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)代解列。若并不上用母聯(lián)開(kāi)關(guān)串帶解列。若汽機(jī)無(wú)法掛閘，隨差

16、轉(zhuǎn)速下降負(fù)序電流增加，若非全相或負(fù)序過(guò)流保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)失靈，發(fā)電機(jī)所在母線所有進(jìn)出線開(kāi)關(guān)跳閘，將故障開(kāi)關(guān)隔離后，恢復(fù)母線及線路運(yùn)行。對(duì)于各相開(kāi)關(guān)沒(méi)有輔助接點(diǎn)的開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)跳開(kāi)后，失靈保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，負(fù)序過(guò)流保護(hù)也不會(huì)將未斷開(kāi)相跳開(kāi)，發(fā)現(xiàn)非全相且汽機(jī)無(wú)法掛閘時(shí)，不需待負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作即按失靈保護(hù)動(dòng)作結(jié)果處理。 </p><p>　　5.3.4 恢復(fù)備用時(shí)非全相。機(jī)組恢復(fù)備用時(shí)，回路刀閘全部合上后，發(fā)電機(jī)將非全相反送電

17、，發(fā)電機(jī)出現(xiàn)電流，負(fù)序電流也有指示，因此時(shí)的開(kāi)關(guān)操作保護(hù)都在停運(yùn)狀態(tài)，無(wú)法動(dòng)作和報(bào)警，處理的唯一辦法是按失靈保護(hù)動(dòng)作結(jié)果處理。 </p><p><b>　　6、結(jié)論 </b></p><p>　　處理發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行的目的是迅速將負(fù)序電流降至標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，在發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)無(wú)法斷開(kāi)且汽輪機(jī)無(wú)法維持3000轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)電壓無(wú)法維持時(shí)，應(yīng)立即拉開(kāi)上一級(jí)開(kāi)關(guān)或拉開(kāi)母線上所有進(jìn)出線