水轮发电机小知识.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流水轮发电机小知识.精品文档.1、导叶分段关闭规律的作用导叶分段关闭规律的作用是：在机组发生事故或甩负荷时要求导叶迅速关闭，在导叶迅速关闭过程中，输水管道的压力和机组转速均要暂态上升，特别是轴流式机组，由于水锤的作用还会导致机组转轮上抬，严重威胁水轮发电机组的安全运行。为此，在满足调节保证值的条件下，将接力器关闭特性设计为折线关闭特性，有效地减少关机过程中水压上升值和抬机量。2、水轮机转轮静平衡试验的目的水轮机转轮静平衡试验的目的是为了消除由于水轮机转轮在铸造加工，尤其是经过多次补焊处理过程中出现的质量偏心。由于质量偏心的存在使机组在运行中产生

2、一个附加离心力，如果该力较大，很可能导致水轮机转轮的水力不平衡，主轴摆度增大，轴承偏磨以及不同形式、不同程度的机组振动等不良现象，影响机组安全稳定运行。3、立式水轮发电机导轴承有何作用?一个性能良好的导轴承的主要标志是什么？立式水轮发电机导轴承的作用是：承受机组转动部分的径向机械不平衡力和电磁不平衡力，使机组轴线在规定数值范围内摆动。一个性能良好的导轴承的主要标志是：(1)能形成足够的工作油膜厚度;(2)瓦温应在允许范围之内，一般在50左右;(3)循环油路畅通，冷却效果好;(4)油槽油面和轴瓦间隙满足设计要求;(5)密封结构合理，不甩油;(6)结构简单，便于安装和检修。水轮机补气装置的作用是什

3、么?常用的有哪几种补气方式?混流式水轮机一般在30%60%额定出力时容易在尾水管内发生水流涡带，引起空腔汽蚀和机组振动。补气装置的作用，就是在机组出现不稳定工况时，补入空气，可增加水的弹性，改善机组的运行条件。同时，由于补气破坏了真空，还能防止机组突然甩负荷导水机构紧急关闭时，由于尾水管内产生负水击，下游尾水反冲所产生的强大冲击力或抬机现象。补气分自然补气和强迫补气两种方式。一般均采用自然补气，只有在水轮机吸出高度H。的负值较大，尾水管内压力较高，很难用自然补气方式补气时，才采用压缩空气强迫补气方式。常用的补气装置有轴心孔补气装置、尾水十字架补气装置和尾水短管补气装置。 4、水轮发电机的基本工

4、作原理电能是现代社会最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。现代发电站中最常用的是同步发电机。这种发电机的特点是由直流电流

5、励磁,既能提供有功功率，也能提供无功功率,可满足各种负载的需要。异步发电机由于没有独立的励磁绕组，其结构简单，操作方便，但是不能向负载提供无功功率，而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机运行时必须与其他同步电机并联，或者并接相当数量的电容器。这限制了异步发电机的应用范围，只能较多地应用于小型自动化水电站。城市电车、电解、电化工等行业所用的直流电源，在20世纪50年代以前多采用直流发电机。但是直流发电机有换向器，结构复杂，制造费时，价格较贵，且易出故障，维护困难，效率也不如交流发电机。故大功率可控整流器问世以来，有利用交流电源经半导体整流获得直流电以取代直流发电机的趋势。同步发

6、电机按所用原动机的不同分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机三种。它们结构上的共同点是除了小型电机有用永久磁铁产生磁场以外，一般的磁场都是由通直流电的励磁线圈产生，而且励磁线圈放在转子上，电枢绕组放在定子上。因为励磁线圈的电压较低，功率较小，又只有两个出线头，容易通过滑环引出;而电枢绕组电压较高,功率又大，多用三相绕组,有3个或4个引出头，放在定子上比较方便。发电机的电枢(定子)铁心用硅钢片叠成，以减少铁耗。转子铁心由于通过的磁通不变，可以用整体的钢块制成。在大型电机中，由于转子承受着强大的离心力，制造转子的材料必须选用优质钢材。水电厂的发电机都为同步电机，它能把原动机(水轮机)的机械能转变成

7、电能，通过输电线路等设备送往用户。我们知道，导线切割磁力线能产生感应电动势，将导线连成闭合回路，就有电流通过同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。导线放在空心圆桶铁心槽里，铁心时固定不动的，称为定子。磁力线是由磁极产生的，磁极时转动的，称为转子。定子和转子是发电机最基本的部分。为了得到三相交流电，沿定子铁芯内圆每相隔120度分别放三相绕组A-X,B-Y,C-Z，转子上有励磁绕组(又称转子绕组)。通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组，产生恒定的磁场。当转子被原动机拖动旋转时，定子绕组不断切割磁力线，就在其中感应出电动势。导线切割磁力线能产生感应电动势，将

8、导线连成闭合回路，就有电流通过，同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。导线放在空心圆桶铁心槽里，铁心是固定不动的，称为定子。磁力线是由磁极产生的，磁极是转动的，称为转子。定子和转子是发电机最基本的部分。为了得到三相交流电，沿定子铁芯内圆每相隔120度分别放三相绕组A-X,B-Y,C-Z，转子上有励磁绕组(又称转子绕组)。通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组，产生恒定的磁场。当转子被原动机拖动旋转时，定子绕组不断切割磁力线，就在其中感应出电动势。由水轮机驱动的发电机。由于水电站自然条件的不同，水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。通常小型水轮发电机和冲

9、击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构，而大、中型代速发电机多采用立式结构(见图)。由于水电站多数处在远离城市的地方，通常需要经过较长输电线路向负载供电，因此，电力系统对水轮发电机的运行稳定性提出了较高的要求：电机参数需要仔细选择;对转子的转动惯量要求较大。所以，水轮发电机的外型与汽轮发电机不同，它的转子直径大而长度短。水轮发电机组起动、并网所需时间较短,运行调度灵活,它除了一般发电以外，特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。水轮发电机组的最大容量已达70万千瓦。水轮发电机安装结构形式：1)卧式结构 卧式结构的水轮发电机通常有冲击式水轮机驱动。2)立式结构 国产水轮发电机组广泛采用立式结

10、构。立式水轮发电机组通常由混流式或轴流式水轮机驱动。立式结构又可分为悬式和伞式。发电机推力轴承位于转子上部的统称为悬式,位于转子下部的统称为伞式。3)贯流式结构贯流式水轮发电机组由贯流式水轮机驱动。贯流式水轮机是一种带有固定或可调转轮叶片的轴流式水轮机的特殊型式。它的主要特征是转轮轴线采取水平或倾斜布置,并与水轮机进水管和出水管水流方向一致。贯流式水轮发电机具有结构紧凑,重量轻的优点,广泛用于低水头的电站中。立式水轮发电机一般由转子、定子、机架、轴承、冷却器、制动系统等组成。1、转子转子是水轮发电机的旋转部件，位于定子里面，与定子保持一定的空气间隙。转子通过主轴与下面的水轮机连接。它的作用是产

11、生磁场。它主要由主轴、转子支架、磁轭和磁极等组成。2、主轴主轴的作用是中间连接、传递转矩、承受机组转动部分的总量及轴向推力。3、转子支架轮毂和轮臂合在一起叫支架。它的作用是连接主轴和磁轭的中间部分，并起到固定磁轭和传递转矩的作用。4、磁轭磁轭也叫轮环。它的作用是产生转动惯量和固定磁极，同时也是磁路的一部分。磁轭由扇形磁轭冲片、通风槽片、定位销、拉紧镙杆、磁轭上压板、磁轭键、锁定板、卡键、下压板等组成。5、磁极磁极是产生磁场的部件，由袭击铁芯、磁极线圈、阻尼绕组及极靴等组成。磁极线圈由铜线或是铝线制成，立绕再磁极铁心的外表面上，匝与匝之间用石棉纸板绝缘。线圈饶好后经浸胶热压处理，形成坚固的整体。

12、阻尼绕组的作用是当水轮发电机产生振荡时七阻尼作用，使发电机运行稳定。在不对称运行时，它能提高担负不对称负载的能力。而实心磁极因为本身有很好的阻尼作用，故不用在装设阻尼绕组。7、发电机的事故及处理汇总一、 发电机定子单相接地：发电机定子接地系指发电机定子绕组回路直接相连接的一次系统发生的单相接地。定子接地有瞬时接地、断续接地、永久接地之分，内部接地和外部接地之分，金属性接地、电弧接地、电阻接地之分，以及真、假接地之分。1.定子接地的原因：1) 小动物引起定子接地。2) 定子绕组绝缘损坏。3) 定子绕组回路中的绝缘瓷瓶受潮或脏物引起定子回路接地。4) 水冷机组漏水以及内冷却水导电率严重超标，引起接

13、地报警。5) 发变组单元接线中，主变压器低压侧绕组或者高压厂用变压器高压绕组内部发生单相接地，都会引发定子接地报警信号。6) 发电机的带开口三角绕组的电压互感器，其高压熔断器熔断时也会发定子接地报警(假接地报警)。2.定子接地的现象及判断：1) 发电机发出“定子接地”报警后，应判明接地相别和真、假接地。当定子一相为金属性接地时，通过切换定子电压表可测得接地相对地电压为零，非接地相对地电压为线电压，各线电压不变且平衡。定子绝缘电阻测量测得“定子接地”电压表指示为零序电压值。由于“定子接地”电压表接在发电机电压互感器开口三角绕组的两端，因此，正常运行时“定子接地”电压表的指示为零(开口三角形接线的

14、三相绕组相电压相量和为零)，当定子绕组出现一相接地时，因开口三角形连接的二次绕组连接的三相绕组相电压为100/3V，故“定子接地”电压表的指示应为3U0=3100/3=100V。2) 如果一点接地发生在定子绕组的内部或发电机出口，且为电阻性，或接地发生在发变组主变压器低压绕组内，切换测量定子电压表，测得接地相对地电压大于零而小于相电压，非接地相对地电压大于相电压而小于线电压，“定子接地”指示小于100V。3) 当发电机电压互感器高压侧一相或两相熔断器熔断时，其二次侧开口三角绕组端电压也要升高。如U相熔断器熔断，发电机各相对地电压未发生变化，仍为相电压，但电压互感器的二次侧电压测量值因U相熔断发

15、生了变化，即UuvUwu降低，而Uvw仍为线电压(线电压不平衡)，各相对地电压Uu0Uw0接近相电压，Uu0明显降低(相对地无电压升高)，“定子接地”电压表指示为100/3V，发“定子接地”信号(假接地)。真假接地的根本区别：真接地时，定子电压表指示接地相对地电压降低(或等于零)，非接地相对地电压升高(大于相电压但不超过线电压)，而线电压仍平衡。假接地时，相对地电压不会升高，线电压也不平衡。3.发电机定子接地的处理：1) 规程规定：容量在150MW及以下的发电机，当接地电容电流小于5A时，在未清除故障前允许发电机在电网一点接地的情况下短时运行，但最多不超过2h;单元接线的发电机变压器组寻找接地

16、的时间不得超过30min。对于容量或接地电容电流大于上述规定的发电机，当定子电压回路单相接地时，要求立即将发电机解列并灭磁。这是考虑接地发生在发电机内部，接地电弧电流易使铁心损坏，另外，接地电容电流能使铁心熔化，熔化的铁心又会引起损坏区域的扩大，使有效铁心“着火”，由单相短路发展为相间短路。2) 当接到“定子接地”报警后，应判明真、假接地。若判明为真接地，应检查发电机本体及所连接的一次回路，如接地点在发电机外部，应设法消除。如将厂用电倒为备用电源供电，观察接地是否消失。如果接地无法消除，对于200MW以上的机组，应在30min内停机。如果查明接地点在发电机内部(在窥视孔能见到放电火花或电弧)，

17、应立即减负荷停机，并向上级调度汇报。如果现场检查不能发现明显故障，但“定子接地”报警又不消失，应视为发电机内部接地，30min内必须停机检查处理。3) 若判明为假接地，应检查并判明发电机电压互感器熔断器熔断的相别，视具体情况带电或停机更换熔断器。二、 发电机转子接地：发电机转子接地有一点接地和两点接地，另外还会发生转子层间和匝间短路故障。转子接地有瞬时接地、断续接地、永久接地之分，也有内部接地和外部接地，金属性接地和电阻性接地之分。1.转子接地的原因：1) 工作人员在励磁回路上工作，因不慎误碰或其他原因造成转子接地。2) 转子滑环绝缘损坏、转子槽口绝缘损坏、转子槽绝缘和端部绝缘损坏、转子引线绝

18、缘损坏等引起接地。3) 长期运行绝缘老化、因杂物或振动使转子部分匝间绝缘垫片位移，将转子通风孔局部堵塞，使转子绕组绝缘局部过热老化引起转子接地。4) 鼠类等小动物窜入励磁回路，定子进出水之路绝缘引水管破裂漏水，励磁回路脏污等引起转子接地。2.转子接地的现象：转子回路一点接地时，因一点接地形不成电流回路，故障点无电流通过，励磁系统仍保持正常状态，不影响机组的正常运行。看转子接地信号能否复归，若能复归则为瞬时接地，若不能复归，则用万用表测量转子正负极对地电压，如发现某极对地电压降为零，另一极对地电压升至全电压，说明确实发生了一点接地。3.转子接地的处理：1) 检查励磁回路是否有人工作，如系工作人员

19、引起，应予纠正。2) 检查励磁回路各部位有无明显损伤或因脏污接地，若因脏污接地应进行吹扫。3) 对有关回路进行详细外部检查，必要时轮流停用整流柜，以判明是否由于整流柜直流回路接地引起。4) 检查区分接地是在励磁回路还是在测量保护回路。5) 若转子接地为一点稳定金属性接地，且无法查明故障点，除加强监视机组运行外，在取得调度同意后，将转子两点接地保护作用于跳闸，并申请尽快停机处理。6) 转子带一点接地运行，若机组又发生欠励磁或失步，一般可认为转子接地已发展为两点接地，这时转子两点接地保护动作跳闸，否则应立即人为停机。对于双水内冷机组，在转子一点接地时又发生漏水，应立停机。转子两点接地或转子层间短路

20、的现象及处理：当转子发生两点接地时，转子电流表指示剧增，转子和定子电压表指示降低，无功功率表指示明显降低，功率因数提高甚至进相，“转子一点接地”光字牌亮，警铃响，机组振动教大。严重时，可能发生发电机失步或失磁保护动作跳闸。由于转子两点接地时，转子电流增加很多，造成励磁回路设备过热甚至损坏。如果其中一接地点发生在转子绕组内部，部分转子绕组也要出现过热。另外，转子两点接地使磁场的对称性遭破坏，故机组产生强烈振动，特别是两点接地时除发生刺耳的尖叫声外，发电机两端轴承间隙还可能向外喷带火苗的黑烟。为此，发电机发生转子两点接地时，应立即紧急停机。如果“转子一点接地”光字牌未亮，由于转子层间短路引起机组振

21、动超过允许值或转子电流明显增大时，应立即减小负荷，使振动和转子电流减少至允许范围。三、 发电机的非同期并列：同步发电机与系统并列时必须满足四个条件：即待并发电机的电压与系统的电压大小相等、相位相同;待并发电机的频率与系统的频率相等;待并发电机的电压相序与系统的电压相序一致。若上述四条件之一不满足要求时，人为操作或借助自动装置操作将发电机并入系统，这种并列操作称非同期并列。非同期并列是发电厂电气操作的恶性事故之一，非同期并列对发电机、对系统都会造成严重后果。非同期并列时，由于合闸冲击电流很大，机组产生剧烈振动，使待并发电机绕组变形、扭弯、绝缘崩裂、定子绕组并头套熔化，甚至将定子绕组烧毁。特别是大

22、容量机组与系统非同期并列，将造成对系统的冲击，引起该机组与系统间的功率振荡，危及系统的稳定运行。因此，必须防止发电机的非同期并列。1.非同期并列的现象：发电机非同期并列时，发电机定子产生巨大的电流冲击，定子电流表剧烈摆动，定子电压表也随之摆动，发电机发生剧烈振动，发出轰鸣声，其节奏与表计摆动相同。2.非同期并列的处理：发电机的非同期并列应根据事故现象正确判断处理。当同期条件相差不悬殊时，发电机组无强烈的振动和轰鸣声，且表计摆动能很快趋于缓和，则机组不必停机，机组会很快被系统拉入同步，进入稳定运行状态。若非同期并列对发电机产生很大的冲击和引起强烈的振动，表计摆动剧烈且不衰减时，应立即解列停机，待

23、试验检查确认机组无损坏后，方可重新起动开机。四、 发电机的失磁：同步发电机失去直流励磁，称为失磁。发电机失磁后，经过同步振荡进入异步运行状态，发电机在异步运行状态下，以低滑差s与电网并列运行，从系统吸取无功功率建立磁场，向系统输送一定的有功功率，是一种特殊的运行方式。1.发电机失磁的原因：引起发电机失磁的原因有励磁回路开路，如自动励磁开关误跳闸，励磁调节装置的自动开关误动;转子回路断线，励磁机电枢回路断线，励磁机励磁绕组断线;励磁机或励磁回路元件故障，如励磁装置中元件损坏，励磁调节器故障，转子滑环电刷环火或烧断;转子绕组短路;失磁保护误动和运行人员误操作等。2.发电机失磁运行的现象：1) 中央

24、音响信号动作，“发电机失磁”光字牌亮。2) 转子电流表的指示等于零或接近于零。转子电流表的指示与励磁回路的通断情况及失磁原因有关，若励磁回路开路，转子电流表指示为零;若励磁绕组经灭磁电阻或励磁机电枢绕组闭路，或AVR、励磁机、硅整流装置故障，转子电流表有指示。但由于励磁绕组回路流过的是交流(失磁后，转子绕组感应出转差频率的交流)，故直流电流表有很小的指示值。3) 转子电压表指示异常。在发电机失磁瞬间，转子绕组两端可能产生过电压(励磁回路高电感而致);若励磁回路开路，则转子电压降至零;若转子绕组两点接地短路，则转子电压指示降低;转子绕组开路，转子电压指示升高。4) 定子电流表指示升高并摆动。升高

25、的原因是由于发电机失磁运行时，既向系统送出一定的有功功率，又要从系统吸收无功功率以建立机内磁场，且吸收的无功功率比原来送出的无功功率要大，使定子电流加大。摆动的原因是因为力矩的交变引起的。发电机失磁后异步运行时，转子上感应出差频交流电流，该电流产生的单相脉动磁场可以分解为转速相同、方向相反的正向和反向旋转磁场，其中，反向旋转磁场以相对于转子sn1的转速逆转子转向旋转，与定子磁场相对静止，它与定子磁场作用，对转子产生制动作用的异步力矩;另一个正向旋转磁场，以相对于转子sn1的转速顺转子转向旋转，与定子磁场的相对速度为2 sn1，它与定子磁场作用，产生交变的异步力矩。由于电流与力矩成正比，所以力矩

26、的变化引起电流的脉动。5) 定子电压降低且摆动。发电机失磁时，系统向发电机送无功功率，因定子电流比失磁前增大，故沿回路的电压降增大，导致机端电压下降。电压摆动是由于定子电流摆动引起的。6) 有功功率表指示降低且摆动。有功功率输出与电磁转矩直接相关。发电机失磁时，由于原动机的转矩大于电磁转矩，转速升高，汽轮机调整器自动关小汽门，这样，驱动转矩减小，输出的有功功率也减小，直到原动机的驱动转矩与发电机的异步转矩平衡时，调速器停止动作。发电机的有功输出稳定在小于正常值的某一数值下运行。摆动的原因也是由于存在交变异步功率造成的。7) 无功功率表指示为负值，功率因数表指示进相。发电机失磁进入异步运行后，相

27、当于一个滑差为s的异步发电机，一方面向系统送出有功功率，另一方面自系统吸收大量的无功功率用于励磁，所以发电机的无功功率表指示负值，功率因数表指示进相。3.发电机失磁运行的影响及应用条件：失磁对发电机和电力系统都有不良影响，在确定发电机能否允许失磁运行时，应考虑这些影响。发电机失磁运行的影响如下：1) 严重的无功功率缺额造成系统电压下降。发电机失磁后，不但不能向系统输送无功功率，反而从系统吸收无功功率，造成系统无功功率严重缺额。若系统无功电源不能提供这部分额外的无功功率，则系统电压会显著下降。电压的下降，不仅影响失磁机组厂用电的安全运行，还可能引起其他发电机的过电流。更严重的是电压下降，降低了其

28、他机组的功率极限，可能破坏系统的稳定，还可能因电压崩溃造成系统瓦解。2) 对失磁机组的影响。发电机失磁时，使定子电流增大，引起定子绕组温度升高;失磁运行是发电机进相运行的极端情况，而进相运行将使机端漏磁增加，故会使端部铁芯、构件因损耗增加而发热，温度升高;由于失磁运行，在转子本体中感应出差频交流电流，差频电流产生损耗而发热，在某些部位，如槽楔与齿壁之间、护环与本体的搭接处，损耗可能引起转子的局部过热;由于转子的电磁不对称产生的脉动转矩将引起机组和基础的振动。4.根据上述不良影响，允许发电机失磁运行的条件是：1) 系统有足够的无功电源储备。通过计算，应能确认发电机失磁后能保证电压不低于额定值的9

29、0%，这样才能保证系统的稳定。2) 定子电流不超过发电机运行规程所规定的数值，一般不超过额定值的1.1倍。3) 定子端部各构件的温度不超过允许值。4) 转子损耗：对外冷式发电机不超过额定励磁损耗;内冷式发电机不超过0.5倍额定励磁损耗。这是因为内冷式转子在正常运行时，励磁绕组的发热量是由导体内部直接传出，这种结构的转子表面散热面积相对较小，而在异步运行时，转子中的差频电流造成的热流分布不同于正常，转子的热量只有一部分被导体内的冷却水带走，故转子损耗不能太大。5.发电机失磁运行的处理：由于不同电力系统无功功率储备和机组类型的不同，有的发电机允许失磁运行，有的则不允许失磁运行，因此，处理的方式也不

30、同。对于汽轮发电机，如100MW汽轮机组，经大量失磁运行试验表明，发电机失磁后，在30s内若将发电机的有功功率减至额定值的50 %，可继续运行15min;若将有功功率减至额定值的40%，可继续运行30min。但对无功功率储备不足的电力系统，考虑电力系统的电压水平和系统稳定，不允许某些容量的汽轮发电机失磁运行。对于调相机和水轮发电机，无论系统无功功率储备如何，均不允许失磁运行。因调相机本身是无功电源，失去励磁就失去了无功调节的作用。而水轮发电机其转子为凸极转子，失磁后，转子上感应的电流很小，产生的异步转矩小，故输出有功功率也小，失磁运行无多大实际意义。基于上述分析，发电机失磁后的处理方式如下。不

31、允许发电机失磁运行的处理步骤如下：1) 根据表计和信号显示，尽快判明失磁原因。2) 失磁机组可利用失磁保护带时限动作于跳闸。若失磁保护未动作，应立即手动将机组与系统解列。3) 若失磁机组的励磁可切换至备用励磁，且其余部分仍正常，在机组解列后，可迅速切换至备用励磁，然后将机组重新并网4) 在进行上述处理的同时，应尽量增加其他未失磁机组的励磁电流，以提高系统电压稳定能力。5) 严密监视失磁机组的高压厂用母线电压，在条件允许且必要时，可切换至备用电源供电，以保证该机组厂用电的可靠性。允许发电机失磁运行的处理步骤如下：1) 发电机失磁后，若发电机为重载，在规定的时间内，将有功功率减至允许值(减少对系统

32、和厂用电的影响);若发电机为轻载，则不必减有功功率;在允许运行时间内，查找机组失磁的原因。2) 增加其他机组的励磁电流，维持系统电压。3) 监视失磁机组定子电流应不超过1.1倍额定电流，定子电压应不低于0.9倍额定电压，并同时监视定子端部温度。4) 在允许运行时间内，设法迅速恢复励磁电流。如AVR不能正常工作，应切换至备用励磁装置。5) 如果在允许继续运行的时间内不能恢复励磁，应将失磁发电机的有功功率转移至其他机组，然后解列。五、 发电机的振荡和失步：同步发电机正常运行时，相对静止的定子磁极(定子三相绕组合成磁场)与转子磁极(转子磁场)之间可看成有弹性的磁力线联系。当负载增加时，转子的位移角(

33、功角)将增大，这相当于把磁力线拉长;当负载减小时，角将减小，这相当于磁力线缩短，如图417所示。当负载突然变化时，由于转子有惯性，转子位移角不能立即稳定在新的数值，而是在新的稳定值左右要经过若干次摆动，这种现象称为同步发电机的振荡。振荡有两种类型，一种是振荡的幅度愈来愈小，角的摆动逐渐衰减，最后稳定在某一新的位移角下，仍以同步转速稳定运行(称同步振荡);另一种是振荡的幅度愈来愈大，角不断增大，直至脱出稳定范围，使发电机失步，发电机进行异步运行(称非同步振荡)。1.发电机发生振荡或失步时有如下现象：1)定子电流表指示超出正常值，且往复剧烈摆动;2)定子电压表和其他母线电压表指针指示低于正常值，且

34、往复摆动;3)有功负荷与无功负荷大幅度剧烈摆动;4)转子电压、电流表的指针在正常值附近摆动;5)发电机发出有节奏的鸣声，并与表计指针摆动节奏合拍;6)低电压继电器和过负荷保护可能动作报警;7)在控制室可听到有关继电器发出有节奏的动作和释放的响声，其节奏与表计摆动节奏合拍。2.发电机振荡和失步的原因：1)静态稳定破坏。这往往发生在运行方式的改变，使输送功率超过当时的极限允许功率。2)发电机与电网联系的阻抗突然增加。这种情况常发生在电网中与发电机联络的某处发生短路，一部分并联元件被切除，如双回线路中的一回被断开，并联变压器中的一台被切除等。3)电力系统的功率突然发生不平衡。如大容量机组突然甩负荷，

35、某联络线跳闸，造成系统功率严重不平衡。4)大机组失磁。大机组失磁，从系统吸取大量无功功率，使系统无功功率不足，系统电压大幅度下降，导致系统失去稳定。5)原动机调速系统失灵。原动机调速系统失灵，造成原动机输入力矩突然变化，功率突升或突降，使发电机力矩失去平衡，引起振荡。6)发电机运行时电势过低或功率因数过高。7)电源间非同期并列未能拉入同步。3.单机失步引起的振荡与系统性振荡的区别：1)失步机组的表计摆动幅度比其他机组表计摆动幅度要大;2)失步机组的有功功率表指针摆动方向正好与其他机组的相反，失步机组有功功率表摆动幅度可能满刻度，其他机组在正常值附近摆动;3)系统性振荡时，所有发电机表计的摆动是

36、同步的。4.发电机振荡或失步的处理：当发生振荡或失步时，应迅速判断是否为本厂误操作所引起，并观察是否有某台发电机发生了失磁。如本厂情况正常，应了解系统是否发生故障，以判断发生振荡或失步的原因。发电机发生振荡或失步的处理如下：1) 立即增加发电机的励磁电流。通过增加励磁电流，以提高发电机的电势，增加功率极限，提高发电机稳定性。这是由于励磁电流的增加，使定、转子磁极间的拉力增加，削弱了转子的惯性，在发电机到达平衡点时而拉入同步。但发电机励磁系统若处在强励状态，1min内不应干预。2) 如果是由于单机高功率因数引起，则应降低有功功率，同时增加励磁电流。这既可降低转子惯量，也提高了功率极限而增加机组稳

37、定运行能力。3) 当振荡是由于系统故障引起时，应立即增加各发电机的励磁电流，并根据本厂在系统中的地位进行处理。如本厂处于送端，为高频系统，应降低机组的有功功率;反之，本厂处于受端且为低频率系统，则应增加有功功率，必要时采取紧急拉路措施，以提高频率。4) 如果是单机失步引起的振荡，采取上述措施经一定时间仍未进入同步状态时，根据现场规程规定，应将机组与系统解列。以上处理，必须在系统调度统一指挥下进行。六、 发电机的调相运行：同步发电机既可作发电机运行，也可作电动机运行。当运行中的发电机因汽轮机危急保安器误动或调速系统故障而导致主汽门关闭时，发电机失去原动力，此时若发电机的横向联动保护或逆功率保护未

38、动作，发电机则变为调相机运行。1.发电机变为调相机运行的现象：1)汽轮机盘出现“主汽门关闭”光字牌信号报警。2)发电机有功功率表指示为负值，电能表反转。发电机的主汽门关闭后，发电机从系统吸取少量有功功率维持其同步运行，与原来相比，发电机由发出有功功率变为吸取有功功率，故有功功率表指示为负值，电能表反转。3)发电机无功功率表指示升高。由于发电机主汽门关闭，输出有功功率突然消失，仅从系统吸取少量有功功率维持空载转动，而发电机的励磁电流未发生变化。由发电机的电压相量图或发电机功率输出PQ特性曲线可知，其功角d减小时，功率因数角加大，故无功功率增大。4)发电机定子电压升高，定子电流减小。定子电流的减小

39、是由于发电机输出有功功率突然消失引起的，虽然输出无功功率增加，并从系统吸取少量有功功率，但定子总的电流仍减小。由于定子电流的减小，电流在定子电抗上的压降减小，故定子电压升高。由于发电机与系统相连，发电机向系统输送的无功功率增加，使发电机的去磁作用增加，定子电压自动降低保持发电机电压与系统电压平衡。5)发电机励磁回路仪表指示正常，系统频率可能有降低。因励磁系统未发生变化，故励磁回路各表计指示正常。发电机调相运行时不仅不输出有功，还要从系统吸取少量有功维持其同步运行。当该发电机占系统总负荷比例较大时，由于系统有功不足，使系统频率下降。2.发电机变为调相机运行的处理：发电机变为调相机运行，对发电机本

40、身来说，并无什么危害，但汽轮机不允许长期无蒸汽运行。这是由于汽轮机无蒸汽运行时，叶片与空气摩擦将会造成过热，使汽轮机排汽温度很快升高，故汽轮发电机不允许持续调相运行。当汽轮发电机发生调相运行后，逆功率保护应动作跳闸，按事故跳闸处理;若逆功率保护拒动，运行人员应根据表计指示及信号情况迅速作出判断，在lmin内将机组手动解列，此时应注意厂用电联动正常。若汽轮机能很快恢复，则可再并列带负荷;若汽轮机不能很快恢复，应将发电机操作至备用状态。七、 发电机断路器自动跳闸：300MW及以上机组通常接成发变组单元接线，并通过变压器高压侧断路器与系统相连。机组正常运行时，由于种种原因，使断路器自动跳闸，运行人员

41、应正确判断并及时处理，以保证机组安全运行。1.断路器自动跳闸的原因：1)继电保护动作跳闸。如机组内部或外部短路故障引起继电保护动作跳闸;发电机因失磁或断水引起失磁保护和利断水保护动作跳闸;热机系统发生故障，由值班员就地紧急跳闸，或热力系统故障由热机保护动作并联动断路器跳闸;2)工作人员误碰或误操作、继电保护误动作使断路器跳闸。2.断路器自动跳闸后的现象：保护正确动作引起的跳闸：1)喇叭响，机组断路器和灭磁开关的位置指示灯闪光。当机组发生故障时，发电机主断路器、灭磁开关、高压厂用工作分支断路器在继电保护的作用下自动跳闸，各跳闸断路器的绿灯闪光。高压厂用备用分支断路器被联动自动合闸，备用分支断路器

42、的红灯闪光。2)发电机主断路器、高压厂用工作分支断路器、灭磁开关“事故跳闸”光字牌信号报警，有关保护动作光字牌亮。3)发电机有关表计指示为零。发电机事故跳闸后，其有功功率、无功功率、定子电流和电压、转子电流和电压等表计指示全部到零。4)在断路器跳闸的同时，其他机组均有异常信号，表计亦有相应异常指示。如发电机故障跳闸时，其他机组应出现过负荷、过电流等现象，并出现表计指示大幅度上升或摆动。人员误碰、保护误动引起的跳闸：1)断路器位置指示灯闪光，灭磁开关仍在合闸位置。2)发电机定子电压升高，机组转速升高。3)在自动励磁调节器作用下，发电机转子电压、电流大幅度下降。4)有功功率、无功功率及其他表计有相

43、应指示。因厂用分支断路器未跳闸，仍带厂用电负荷。5)其他机组表计无故障指示，无电气系统故障现象。3.断路器自动跳闸的处理：当运行中的发电机主断路器自动跳闸时，运行人员应根据表计、信号及保护动作情况，及时作出处理，并分以下几种情况。保护正确动作的处理：1)发电机主断路器自动跳闸后，应检查灭磁开关是否已经跳闸，若41SD和GSD未跳闸，应立即断开。2)发电机主断路器、灭磁开关、高压厂用电源工作分支断路器跳闸后，应检查高压厂用电源工作分支切换至备用分支是否成功。若不成功，应手动合上备用分支断路器(若工作分支断路器未跳闸，应先拉工作分支后合备用分支)，以保证机组停机用电的需要。3)复置断路器控制开关和

44、音响信号。将自动跳闸和自动合闸断路器的控制开关拧至与断路器的实际位置相一致的位置，使闪光信号停止。按下音响信号的复归按钮，使音响停止。4)停用发电机的自动励磁调节器(AvR)。5)调节、监视其他无故障机组的运行工况，维持其正常运行。6)检查继电保护动作情况，并作出相应处理。若发电机因系统故障跳闸(如母线差动、失灵保护)，应维持汽轮机的转速，并检查发变组一次系统。在系统故障排除或经倒换运行方式将故障隔离后，联系调度，将机组重新并入系统;若为发变组内部保护动作跳闸，应根据保护范围，对发电机、主变压器、高压厂用变压器及有关设备进行检查，并测量绝缘，查明跳闸原因，确定故障点和故障性质，汇报调度停机检修

45、。待故障排除后，重新起动并网。若为失磁保护动作跳闸，应查明原因，对可切换至备用励磁装置运行的机组，可重新并网，否则，只能停机处理。发电机误跳闸的处理：1)发电机保护误动作跳闸。断路器跳闸时，应有继电保护动作信号发出，但机组和系统无故障现象，其他电气设备也无不正常信号，此时，应检查是什么保护误动作引起跳闸。如为后备保护误动作，在征得调度同意后，可将其停用，先将发电机并网，然后消除故障;若为机组主保护误动作引起跳闸，应查明保护误动原因。消除误动故障后，方可重新并网。发电机断路器自动跳闸后，检查发变组一次系统无异常，检查保护也无异常，经厂总工程师及调度同意，可对发电机手动零起升压。升压前，合上主变压

46、器中性点接地隔离开关，升压应缓慢。在升压过程中，应密切监视发电机表计指示和定、转子绝缘情况，升至1.05倍额定电压时停留lmin(即耐压lmin)，然后降至额定电压，对发变组本体及相关设备进行详细检查。若无异常，重新并网运行。若升压过程中有异常，应立即停机处理。2)人为误碰、误操作跳闸。一般情况下，此时灭磁开关仍处于合闸位置，发电机各表计指示为甩负荷现象。此时，应将灭磁开关手动跳闸，在查明确系人为原因引起跳闸后，应尽快将机组重新并网运行。八、 发电机内部爆炸、着火：1.故障现象：发电机内部有强烈爆炸声，两侧端盖处冒烟，有焦臭味;发电机内部氢气压力大幅度波动(升高或降低)，出口氢温升高，氢气纯度下降，发电机表计指示可能基本正常或发电机内部保护动作。2.处理：保护未动作时，应立即打闸停机，切除励磁;迅速切断供氢门，向发电机内充入CO2，将发电机转速降至200300r/mil，按消防规程规定灭火。