第7章发电机保护第3讲案例.ppt

第7章 发电机保护 7.5发电机失磁保护 7.5.1发电机失磁运行及后果 失磁原因： 转子绕组故障 励磁机故障 自动灭磁开关误跳 半导体励磁系统元件损坏 人为误操作 7.5发电机失磁保护 7.5.1发电机失磁运行及后果 失磁过程： 励磁电流 衰减到零，发电机空载电势 ，造成空载电势下降 空载电势下降→输出电磁功率下降→转子加速 功角δ增大，当功角δ超过稳定运行的极限角时，发电机失去同步→转子绕组将从系统吸收无功以供给转子的感应励磁电流 转速达到一定值时，若功率达到新的平衡，则发电机进入稳定异步运行状态，即作为异步发电机运行。 7.5发电机失磁保护 7.5.1发电机失磁运行及后果 失磁后果： 发电机输出电磁功率减少，转子加速，进入异步运行 失磁后将从系统吸收大量感性无功，端部发热 若系统无功充足，发电机最终可以稳定为异步运行状态，若无功缺额较大，可能引起电压不稳定，导致系统崩溃，造成大面积停电 转子过热 机组振动 7.5发电机失磁保护 7.5.1发电机失磁运行及后果 异步运行对系统的影响 汽轮机：调速灵敏，异步转差小，若无功充足，可允许异步运行一段时间。否则应切除 水轮机：调速慢，异步转差大，异步运行吸收无功量大，通常不允许异步运行。 对大容量发电机，通常装设失磁保护，动作于跳闸，减负荷或发出信号 7.5发电机失磁保护 7.5.2发电机失磁后机端测量阻抗 以单机无穷大系统为例分析 正常运行发电机输出功率为 ，负号表示发出感性无功。 7.5发电机失磁保护 7.5.2发电机失磁后机端测量阻抗 失磁过程分析 从失磁开始到失去同步之前 为简化分析，作如下假设 （1）不考虑调速器影响，则机械输入功率 恒定 （2）失磁后E减小，但功角δ增加，可近似认为Esinδ基本不变，从而近似认为 不变。，但Q将由正变为负，即由发出无功变为吸收无功 。 7.5发电机失磁保护 7.5.2发电机失磁后机端测量阻抗 失磁过程分析 从失磁开始到失去同步之前 该过程机端测量阻抗为 从右式可以看出，在失磁开始到失去同步之前，机端测量阻抗变化是沿着一个圆的轨迹变化。该圆是在假设有功不变的前提下得到的，因而称为等有功功率圆。 7.5发电机失磁保护 7.5.2发电机失磁后机端测量阻抗 失磁过程分析 从失磁开始到失去同步之前 结论：从失磁开始到失去同步之前，机端测量阻抗为沿等有功阻抗园变化。具体表现为测量阻抗从第一象限沿着等有功圆向第四象限移动 7.5发电机失磁保护 7.5.2发电机失磁后机端测量阻抗 失磁过程分析 临界失步时 临界失步点δ=90°，对应无功输出为 7.5发电机失磁保护 7.5.2发电机失磁后机端测量阻抗 失磁过程分析 临界失步时 临界失步时，测量阻抗位于等无功阻抗园上 7.5发电机失磁保护 7.5.2发电机失磁后机端测量阻抗 失磁过程分析 失步后异步运行时的机端测量阻抗 此时发电机可看作是一异步发电机，其等值电路 机端测量阻抗 7.5发电机失磁保护 7.5.2发电机失磁后机端测量阻抗 失磁过程分析 失步后异步运行时的机端测量阻抗 对机端测量阻抗的讨论 当空载失磁时，s=0 负载失磁时，考虑极端情况，s=∞ 7.5发电机失磁保护 7.5.2发电机失磁后机端测量阻抗 失磁过程分析机端测量阻抗的变化