為提高參加2013年注冊電氣工程師考試的考生的復習效率,有針對性的進行各科目的復習,本文將主要針對電氣工程師考試科目《發輸變電》相關知識點進行詳細的講解,希望對您參加本次考試有所幫助,并在此預祝您金榜題名!
發電機的振蕩和失步
同步發電機正常運行時,定子磁極和轉子磁極之間可看成有彈性的磁力線聯系。當負載增加時,功角將增大,這相當于把磁力線拉長;當負載減小時,功角將減小,這相當于磁力線縮短。當負載突然變化時,由于轉子有慣性,轉子功角不能立即穩定在新的數值,而是在新的穩定值左右要經過若干次擺動,這種現象稱為同步發電機的振蕩。
振蕩有兩種類型:一種是振蕩的幅度越來越小,功角的擺動逐漸衰減,最后穩定在某一新的功角下,仍以同步轉速穩定運行,稱為同步振蕩;另一種是振蕩的幅度越來越大,功角不斷增大,直至脫出穩定范圍,使發電機失步,發電機進入異步運行,稱為非同步振蕩。
發電機振蕩或失步時的現象
a)定子電流表指示超出正常值,且往復劇烈運動。這是因為各并列電勢間夾角發生了變化,出現了電動勢差,使發電機之間流過環流。由于轉子轉速的擺動,使電動勢間的夾角時大時小,力矩和功率也時大時小,因而造成環流也時大時小,故定子電流的指針就來回擺動。這個環流加上原有的負荷電流,其值可能超過正常值。
b)定子電壓表和其他母線電壓表指針指示低于正常值,且往復擺動。這是因為失步發電機與其他發電機電勢間夾角在變化,引起電壓擺動。因為電流比正常時大,壓降也大,引起電壓偏低。
c)有功負荷與無功負荷大幅度劇烈擺動。因為發電機在未失步時的振蕩過程中送出的功率時大時小,以及失步時有時送出有功,有時吸收有功的緣故。
d)轉子電壓、電流表的指針在正常值附近擺動。發電機振蕩或失步時,轉子繞組中會感應交變電流,并隨定子電流的波動而波動,該電流疊加在原來的勵磁電流上,就使得轉子電流表指針在正常值附近擺動。
e)頻率表忽高忽低地擺動。振蕩或失步時,發電機的輸出功率不斷變化,作用在轉子上的力矩也相應變化,因而轉速也隨之變化。
f)發電機發出有節奏的鳴聲,并與表計指針擺動節奏合拍。
g)低電壓繼電器過負荷保護可能動作報警。
h)在控制室可聽到有關繼電器發出有節奏的動作和釋放的響聲,其節奏與表計擺動節奏合拍。
i)水輪發電機調速器平衡表指針擺動;可能有剪斷銷剪斷的信號;壓油槽的油泵電動機起動頻繁。
u發電機振蕩和失步的原因
根據運行經驗,引起發電機振蕩和失步的原因有:
a)靜態穩定破壞。這往往發生在運行方式的改變,使輸送功率超過當時的極限允許功率。
b)發電機與電網聯系的阻抗突然增加。這種情況常發生在電網中與發電機聯絡的某處發生短路,一部分并聯元件被切除,如雙回線路中的一回背斷開,并聯變壓器中的一臺被切除等。
c)電力系統的功率突然發生不平衡。如大容量機組突然甩負荷,某聯絡線跳閘,造成系統功率嚴重不平衡。
d)大機組失磁。大機組失磁,從系統吸收大量無功功率,使系統無功功率不足,系統電壓大幅度下降,導致系統失去穩定。
e)原動機調速系統失靈。原動機調速系統失靈,造成原動機輸入力矩突然變化,功率突升或突降,使發電機力矩失去平衡,引起振蕩。
f)發電機運行時電勢過低或功率因數過高。
g)電源間非同期并列未能拉入同步。
u單機失步引起的振蕩與系統性振蕩的區別
a)失步機組的表計擺動幅度比其他機組表計擺動幅度要大;.
b)失步機組的有功功率表指針擺動方向正好與其他機組的相反,失步機組有功功率表擺動可能滿刻度,其他機組在正常值附近擺動。
系統性振蕩時,所有發電機表計的擺動是同步的。
發電機振蕩或失步的處理
當發生振蕩或失步時,應迅速判斷是否為本廠誤操作引起,并觀察是否有某臺發電機發生了失磁。如本廠情況正常,應了解系統是否發生故障,以判斷發生振蕩或失步的原因。發電機發生振蕩或失磁的處理如下:
a)如果不是某臺發電機失磁引起,則應立即增加發電機的勵磁電流,以提高發電機電動勢,增加功率極限,提高發電機穩定性。這是由于勵磁電流的增加,使定、轉子磁極間的拉力增加,削弱了轉子的慣性,在發電機達到平衡點時而拉入同步。這時,如果發電機勵磁系統處在強勵狀態,1min內不應干預。
b)如果是由于單機高功率因數引起,則應降低有功功率,同時增加勵磁電流。這樣既可以降低轉子慣性,也由于提高了功率極限而增加了機組穩定運行能力。
c)當振蕩是由于系統故障引起時,應立即增加各發電機的勵磁電流,并根據本廠在系統中的地位進行處理。如本廠處于送端,為高頻率系統,應降低機組的有功功率;反之,本廠處于受端且為低頻率系統,則應增加有功功率,必要時采取緊急拉路措施以提高頻率。
d)如果是單機失步引起的振蕩,采取上述措施經一定時間仍未進入同步狀態時,可根據現場規程規定,將機組與系統解列,或按調度要求將同期的兩部分系統解列。
以上處理,必須在系統調度統一指揮下進行。
f)發電機運行時電勢過低或功率因數過高。
g)電源間非同期并列未能拉入同步。
u單機失步引起的振蕩與系統性振蕩的區別
a)失步機組的表計擺動幅度比其他機組表計擺動幅度要大;
b)失步機組的有功功率表指針擺動方向正好與其他機組的相反,失步機組有功功率表擺動可能滿刻度,其他機組在正常值附近擺動。
系統性振蕩時,所有發電機表計的擺動是同步的。
發電機振蕩或失步的處理
當發生振蕩或失步時,應迅速判斷是否為本廠誤操作引起,并觀察是否有某臺發電機發生了失磁。如本廠情況正常,應了解系統是否發生故障,以判斷發生振蕩或失步的原因。發電機發生振蕩或失磁的處理如下:
a)如果不是某臺發電機失磁引起,則應立即增加發電機的勵磁電流,以提高發電機電動勢,增加功率極限,提高發電機穩定性。這是由于勵磁電流的增加,使定、轉子磁極間的拉力增加,削弱了轉子的慣性,在發電機達到平衡點時而拉入同步。這時,如果發電機勵磁系統處在強勵狀態,1min內不應干預。
b)如果是由于單機高功率因數引起,則應降低有功功率,同時增加勵磁電流。這樣既可以降低轉子慣性,也由于提高了功率極限而增加了機組穩定運行能力。
c)當振蕩是由于系統故障引起時,應立即增加各發電機的勵磁電流,并根據本廠在系統中的地位進行處理。如本廠處于送端,為高頻率系統,應降低機組的有功功率;反之,本廠處于受端且為低頻率系統,則應增加有功功率,必要時采取緊急拉路措施以提高頻率。
d)如果是單機失步引起的振蕩,采取上述措施經一定時間仍未進入同步狀態時,可根據現場規程規定,將機組與系統解列,或按調度要求將同期的兩部分系統解列。
以上處理,必須在系統調度統一指揮下進行。
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