淺談發(fā)電機不對稱運行的危害及處理

1、<p>　　淺談發(fā)電機不對稱運行的危害及處理</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：文章通過對負序電流對發(fā)電機危害的分析和舉例，增強值班員對不對稱運行的認識，必要時臨時擴大停電范圍來保證發(fā)電機的安全。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：不對稱 負序電流 危害 非全相 </p>

2、<p><b>　　1、概述 </b></p><p>　　同步發(fā)電機不對稱運行情況在實際中會經(jīng)常遇到，如發(fā)電機主開關(guān)合斷時三相不同期或非全相、系統(tǒng)中的兩相或單相短路、發(fā)電機線圈匝間短路或開路，都會導致發(fā)電機運行狀態(tài)破壞，導致三相電壓電流不對稱，最終影響發(fā)電機的安全運行。 </p><p>　　2、不對稱運行對發(fā)電機的危害 </p><

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

4、廠300MW機組在解列時，主變壓器高壓側(cè)開關(guān)一相未斷開，持續(xù)9分鐘，負序電流達34%，結(jié)果是轉(zhuǎn)子大齒表面嚴重過熱，部分槽楔移位，護環(huán)內(nèi)表面過熱。 </p><p>　　3、限制不對稱運行的標準 </p><p>　　3.1規(guī)程規(guī)定發(fā)電運行中三相電流之差不得超過額定值的10%，運行人員對定子電流的監(jiān)視也可間接作為對負序電流的監(jiān)視。用對稱分量法計算負序電流如下： </p><

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

6、常用負序電流對額定電流的百分數(shù)表示，正常運行中負序電流表指示一般不超過1.0%，當負荷發(fā)生變化，負序電流不大于5%時，可以正常運行。但當超過10%時，將會引起電網(wǎng)電壓顯著的不對稱，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)電機在每相電流不超額定值時，負序電流不超過8%，應能長期運行；100MW-125MW轉(zhuǎn)子內(nèi)冷汽輪發(fā)電機不超過8%；200MW-300MW機組不超過6%，或依制造廠規(guī)定。 </p><

7、;p>　　3.3負序能力標準。當負序電流到一定的數(shù)值后，短時間內(nèi)由負序損耗產(chǎn)生的熱量來不及散出，轉(zhuǎn)子表面的平均溫升與轉(zhuǎn)子的負序能量I22t成正比。實踐證明用I22t作為負序能力的判據(jù)是行之有效的。 </p><p>　　4、不對稱運行的現(xiàn)象 </p><p>　　判斷不對稱運行應將多種表計結(jié)合起來，不得以一種表計為準。 </p><p>　　4.1要清楚發(fā)電機

8、正常運行負序電流一般指示多少，本發(fā)電機從并網(wǎng)到滿負荷時負序電流變化多大，掌握本機組正常運行時的基準值。 </p><p>　　4.2當系統(tǒng)中有較大的單相負荷時，并網(wǎng)中的發(fā)電機互相分擔，同時單相負荷占總發(fā)電機負荷比例小，負序電流增加不明顯。 </p><p>　　4.3當系統(tǒng)有不對稱短路時，距短路點近的發(fā)電機，負序電流能出現(xiàn)報警，此時發(fā)電機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)電機一相電流大，兩相電流?。话l(fā)電機一相線圈斷股或開焊一相降低，其它兩相不變。此現(xiàn)象負荷越高越明顯。 </p><p>　　4.5發(fā)電機主開關(guān)發(fā)生非全相，未經(jīng)主變升壓的主開關(guān)，斷一相則一相無電流；經(jīng)主變升壓的主開關(guān)非全相，斷一相發(fā)電機電流一相大兩相小，兩相跳開主變中性點接地時，發(fā)電機兩相有電流，主變中性點不接地時，發(fā)電機三相無電流。 </p

10、><p>　　5、對不同情況進行果斷的處理 </p><p>　　5.1 負荷不對稱 </p><p>　　若靜子三相電流差不超過Ie10%或負序電流不超Ie6%，但接近標準值時，可適當降低負荷，保持發(fā)電機靜子三相電流不超額定值，迅速查找原因。同一母線上幾臺發(fā)電機負序電流同時增加，且各相電流變化一樣，為系統(tǒng)負荷不對稱或不對稱短路引起，一般在短時內(nèi)經(jīng)系統(tǒng)調(diào)整可恢復。 &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>　　當主開關(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)電機某一相線圈斷股或開焊等情況發(fā)生后，表現(xiàn)為同一母線上某一臺發(fā)電機負序電流明顯增加，其它機組增加很少，且各相電流變化與負序電流大的機組相反。若發(fā)電機電流指示為一相降低，另兩相升高，同時可能伴有機冷水含氫增加，降負荷后三相電流差基

12、本不變，則為發(fā)電機故障引起，應立即將負荷降至零解列停機；若發(fā)電機電流指示為一相高兩相低，降低負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)代主開關(guān)，區(qū)分是否主開關(guān)、母線刀閘故障引起，否則盡快安排停機處理。 </p><p>　　5.3 發(fā)電機主開關(guān)非全相 </p><p>　　發(fā)電機的主接線方式有：a發(fā)-變單元接線公用主開關(guān)；b發(fā)-變單元接線，發(fā)變之間有開關(guān)；c發(fā)電機與變壓

13、器公用主開關(guān)直配線；d橋形接線。因為對于后三種接線方式發(fā)生非全相都容易處理，本身開關(guān)無法操作時，可立即將上一級或線路對端開關(guān)拉開即可，因此本文主要闡述對第一種接線方式發(fā)生非全相時的處理方法。 </p><p>　　5.3.1 運行時非全相。對于各相沒有輔助接點的開關(guān)，不論運行中跳開幾相，機構(gòu)已經(jīng)動作，DEH或同步器調(diào)速系統(tǒng)會立即將有功負荷降至零，只要迅速將無功降至零，就能保證靜子電流為零，再進行重新并網(wǎng)或用母聯(lián)開

14、關(guān)串代解列即可；而對于各相有輔助接點的開關(guān)，只跳開一相，DEH不會動作，必須立即手動將負荷降至零，保持3000轉(zhuǎn)和滅磁開關(guān)在合位。但若是發(fā)電機變壓器故障保護動作跳閘起非全相，滅磁開關(guān)也跳閘，對于各相有輔助接點的開關(guān)，失靈保護可能動作，而對于各相沒有輔助接點的開關(guān)，失靈保護將無法啟動，值班員必須按失靈動作結(jié)果，迅速拉開發(fā)電機所在母線上所有進出線開關(guān)，將故障開關(guān)隔離后恢復母線及線路。 </p><p>　　5.3.2

15、 并列時非全相。因有功負荷很小，應迅速將無功調(diào)至零，將主開關(guān)手動拉掉，處理后再重新并網(wǎng)；若因操作機構(gòu)或回路故障，無法操作時，則立即保護發(fā)電機靜子電流為零，迅速用母聯(lián)開關(guān)串帶解列，將故障開關(guān)隔離，恢復母線。 </p><p>　　5.3.3 解列時非全相。應立即聯(lián)系汽機掛閘，維持發(fā)電機3000轉(zhuǎn)，保持發(fā)電機靜子三相電流為零，若檢同期將斷開相能并上，用旁路開關(guān)轉(zhuǎn)代解列。若并不上用母聯(lián)開關(guān)串帶解列。若汽機無法掛閘，隨差

16、轉(zhuǎn)速下降負序電流增加，若非全相或負序過流保護動作啟動失靈，發(fā)電機所在母線所有進出線開關(guān)跳閘，將故障開關(guān)隔離后，恢復母線及線路運行。對于各相開關(guān)沒有輔助接點的開關(guān)，開關(guān)機構(gòu)跳開后，失靈保護不會動作，負序過流保護也不會將未斷開相跳開，發(fā)現(xiàn)非全相且汽機無法掛閘時，不需待負序電流保護動作即按失靈保護動作結(jié)果處理。 </p><p>　　5.3.4 恢復備用時非全相。機組恢復備用時，回路刀閘全部合上后，發(fā)電機將非全相反送電

17、，發(fā)電機出現(xiàn)電流，負序電流也有指示，因此時的開關(guān)操作保護都在停運狀態(tài)，無法動作和報警，處理的唯一辦法是按失靈保護動作結(jié)果處理。 </p><p><b>　　6、結(jié)論 </b></p><p>　　處理發(fā)電機不對稱運行的目的是迅速將負序電流降至標準范圍內(nèi)，在發(fā)電機主開關(guān)無法斷開且汽輪機無法維持3000轉(zhuǎn)，發(fā)電機電壓無法維持時，應立即拉開上一級開關(guān)或拉開母線上所有進出線