关于发电机出口电压互感器的分析

关于发电机出口电压互感器的分析

作者：邓强 文章来源：本站原创 点击数：

612 更新时间：

2008-6-6

发电机出口电压互感器是将高电压按比例转换成较低的电压后，用于测量仪表和继电保护的一种电气设备。电压互感器的准确度有四级：0.2、0.5、1和3。一般发电厂的测量和保护常用0.5级和1级。电压互感器一次保险的保护范围是：电压互感器内部故障，或在电压互感器与电网连接线的短路故障。电压互感器的二次保险的保护范围是：电压互感器二次保险以下回路的短路所引起的持续短路故障。

我厂的发电机出口电压互感器有三个，在这里我们主要分析用于测量用途的电压互感器（1PT ）。我厂最近#4、#6号机相继出现了发电机出口互感器一次保险熔断的故障，对正常的运行造成了很大的影响，严重威胁到了机组的安全稳定运行，#6号机一次保险的熔断使监盘时都无法正常的监视发电机的有功、无功等重要参数。下面就对发电机出口电压互感器一次保险熔断及其他的一些故障、注意事项进行具体分析。

发电机出口电压互感器断线的情况。当发生发电机住口电压互感器断线情况时的现象：警铃响，“发电机PT 回路断线”光字牌亮。发电机电压表指示降低或为零，发电机有功、无功功率表及高厂变有功功率表指示异常，发电机定子电流、转子电压正常。AVR 装置工作正常。发生上述故障时，值班人员应进行如下处理：

（1）. 不允许调整发电机有功和无功，应由汽机监视主汽流量来监视运行；

（2）. 若低压侧保险熔断，应判别相别后立即更换。若再次熔断，则不应再更换，待查明原因后处理；

（3）. 若为高压侧保险熔断应立即汇报上级研究处理，在保证人身设备安全和防止保护误动作的情况下，更换一次侧保险。

我厂发电机出口测量电压互感器（1PT ）的二次侧接有很多的测量表记：

（1）. 发电机定子电压表；

（2）. 发电机有功表、无功表；

（3）. 发电机绝缘监察表；

（4）. 发电机频率表；

（5）. 发电机有功电能表、无功电能表；

另外，发电机二次侧三相绕组接成开口三角形也是为了获得零序电压。供反应机端零序电压的发电机定子接地保护所需的二次电压，同时根据该零序电压测量发电机的对地绝缘情况。另外，也为了反应发电机固有三次谐波分量而构成的100%定子接地保护提供一个动作量。

在正常的巡检时，应对发电机出口电压互感器做详细检查，当发现下列情况时，应立即停用该电压互感器：

（1）. 高压保险连续熔断两次。（可能的原因是：系统发生单相间歇性电弧接地；系统出现铁磁共振；电压互感器本身故障；二次侧发生短路或过负荷但二次保险未熔断）；

（2）. 电压互感器发热严重，有焦味或冒烟；

（3）. 电压互感器内部有劈啪声或其他噪音；

（4）. 线圈与外壳之间或引线与外壳之间有火花放电。

当电压互感器发生一相高压侧保险熔断时，运行人员容易和发电机单相接地的现

虽然电压互感器常见的故障不多，但是一旦发生就严重威胁到了机组的安全稳定运行，因此，大家对它也要加以重视，才能确保安全运行。

同步发电机变电动机运行原因及其处理分析

作者：邱建斌 文章来源：本站原创 点击数：

2008-6-7 579 更新时间：

汽轮发电机在运行中，由于汽轮机主汽门关闭，会使发电机失去原动力，而变为同步电动机运行。这时发电机不能向系统发出有功功率，反而从系统吸收一部分有功功率，来维持发电机本身运转。但此时仍然输出无功功率，因为励磁系统没有改变。这时发电机的状态为吸收有功、发出无功，变为同步调相机运行。

1． 发电机变为电动机运行的物理过程：

当发电机正常带有功负荷运行时，发电机转子所产生的主磁场轴线，总是超前电枢合成磁场轴线一个θ角。这样，在转子与定子空气间隙中的磁力线便像橡皮筋一样，由转子磁场拉着电枢合成磁场以同步速度旋转。负荷越大，橡皮筋拉得越长，转子磁场超前电枢合成磁场的角度θ就越大。若逐渐减少有功负荷，则θ角随之减少。当有功负荷为零时，θ=0，电枢和转子磁场轴线重合，磁力线的拉力垂直于转子表面，气隙中拉力总和便等于零。假如把原动机的动力来源停止，这时发电机从系统中吸收一部分有功功率，以维持同步运转所需要的空载能量损耗，转子磁场轴线就落后于电枢合成磁场轴线，既θ角变为负值，也就是定子带动转子转动，这并不失去同步，因为定子与转子空气间隙中仍有橡皮筋似的磁力线联系着，不过它的方向和发电机运行时相反，可见从原理上分析，发电机变为电动机运行是可行的。但实际上是不可行的，因为对于电力系统来说，缺少一部分有功功率，可能会引起系统频率的降低，而且对于汽轮机来说，无蒸汽长时间运行时，末级叶片会因与空气摩擦而过热，特别是大容量机组这是绝对不允许的。为此都设了可靠的保护（逆功率保护），来防止这种状态的发生。

2． 发电机变为电动机运行时现象：

同步发电机变为同步电动机运行时，发电机表计现象分析如下：

（1） 发电机“逆功率”信号发出。

（2） 汽轮机“主汽门关闭”光字牌亮。

（3） 发电机的有功功率表指针摆到零位附近的针档处，且指向负值。因为这时发电机从系统吸收有功功率以满足它维持同步运转所需要的空载能量损耗。

（4） 发电机的无功功率表只是升高。因为有功负荷突然消失，而发电机的励磁电流不变，又保持正常转速运行，这时发电机的电压就升高，而发电机是并在电网上运行的，电压升高就会自动多带感性无功负荷，这样在发电机内就产生更大的磁电枢反应，将电压自动降低，使发电机电压与电网电压相等，至于无功负荷增加数值的大小，则与发电机原来所带的有功负荷大小有关，原来的负荷愈大，无功负荷增加的数值也愈大。

（5） 发电机的功率因数表指示进相。因为这时发电机由系统吸收有功功率，输出感性无功功率。

（6） 定子电流表指示降低。定子电流包括有功分量和无功分量两部分，当有功分量降低后，总的定子电流值就要降低。

（7） 定子电压表及励磁回路的仪表指示都正常，因励磁系统未改变。

（8） 频率正常。但若该发电机容量圈套，所带负荷占电力系统中总负荷的比例较重时，频率也要下降，因系统中缺少较多的有功电源。

3、 发电机变为电动机时的处理：

当同步发电机变为电动机时，主控室运行人员应注意表计的指示，若发电机“逆功率”保护没有将发电机解列、停机，此时不应该将发电机手动解列，并应注意维持定子电压正常，待主汽门汽门打开后，由汽机主操尽快将危急保安器挂上，再带有功负荷。但有些汽轮机的危急保安器在额定转速下是挂不上的，这时可以将发电机解列，降低转速，在挂上危急保安器后，再进行并列，接带有功负荷，使其恢复同步发电机运行方式。若在“主汽门关闭”信号出现的同时，又有“紧急停机”信号时，则应立即将发电机与系统解列。

上述同步发电机变为调相机运行时，对发电机来说，是没有任何危险的，可以允许长时间运行。根据交流电机的可逆原理，发电机可以变为同步电动机运行，而同步电动机也可以变为发电机运

行。