,第七章 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,功角增大，当功角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，但功角增加，可近似认为Esin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=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,7.5发电机失磁保护,7.5.3发电机在其他运行方式下的机端阻抗 正常运行：负荷阻抗在第一象限 欠励运行：负荷阻抗在第四象限 外部故障时：故障点到机端的阻抗，在第一象限。 振荡时测量阻抗： 自并列时测量阻抗：与失磁运行是一致的。但为时很短，可采取其他闭锁措施。,7.5发电机失磁保护,7.5.4失磁保护方案 保护判据： 转子回路采用电压继电器作为闭锁元件 测量阻抗以临界失步圆进行整定，作为动作判据,7.5发电机失步保护和转子一点接地保护简介,失步保护 双透镜保护原理 转子一点接地保护 电桥原理,