發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)典型事故分析

1、孟凡超老師：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)典型事故分析（ 1）1. 保護(hù)裝置誤報(bào)“轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地”故障處理（1）故障現(xiàn)象：勵(lì)磁調(diào)節(jié)器起勵(lì)， 發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓逐步建立， 經(jīng)過一個(gè)過渡過程后趨于穩(wěn)定 值，然而此時(shí)保護(hù)裝置報(bào)“轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地”故障，發(fā)電機(jī)運(yùn)行正常。利用轉(zhuǎn)子電壓表通過測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子正、 負(fù)極對(duì)地電壓， 兩極對(duì)地電壓均不 為零，說明發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子沒有發(fā)生一點(diǎn)接地故障。按保護(hù)裝置的復(fù)歸按鈕， “轉(zhuǎn)子 回路一點(diǎn)接地”故障信號(hào)消失。（2）故障分析：分析保護(hù)裝置中 “轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地” 動(dòng)作原理知道， 保護(hù)裝置根據(jù)轉(zhuǎn)子電 壓判斷轉(zhuǎn)子接地故障。 當(dāng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置剛起勵(lì)時(shí)， 發(fā)出初勵(lì)電源投入命令， 轉(zhuǎn)子 電壓升高， 發(fā)

2、電機(jī)電壓上升， 經(jīng)過一段時(shí)間延遲后， 勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)退出初勵(lì) 電源，由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器機(jī)端電壓初始參考值低于初勵(lì)電源產(chǎn)生的機(jī)端電壓， 所以 當(dāng)初勵(lì)電源退出后， 轉(zhuǎn)子電壓會(huì)突然下降很多， 進(jìn)而轉(zhuǎn)子電壓反饋給保護(hù)， 則保 護(hù)裝置認(rèn)為是轉(zhuǎn)子回路發(fā)生了短路致使轉(zhuǎn)子電壓突然下降了，所以保護(hù)報(bào)信號(hào)。 將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器逆變滅磁后重新做試驗(yàn)， 在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器起勵(lì)前， 手工增加勵(lì)磁調(diào)節(jié) 器電壓參考值， 保證大于初勵(lì)電源產(chǎn)生的發(fā)電機(jī)端電壓， 重新起勵(lì)升壓后， 發(fā)電 機(jī)運(yùn)行正常，保護(hù)裝置沒有發(fā)“轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地”故障報(bào)警。（3）故障處理：本次事故說明保護(hù)裝置的 “轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地” 功能不夠完善， 其動(dòng)作機(jī)理 不夠科學(xué)，容

3、易誤動(dòng)，建議完善“轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地”功能，或者更換為更為可 靠的“轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地”保護(hù)裝置。在“轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地” 保護(hù)功能未完善前， 調(diào)整勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置起勵(lì)初始參 考值，要求電壓初始參考值大于初勵(lì)電源產(chǎn)生的發(fā)電機(jī)端電壓。2. 正常調(diào)節(jié)有功功率引起機(jī)組解列的事故處理（1）事故現(xiàn)象：某電廠發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行中， 根據(jù)中調(diào)要求進(jìn)行升負(fù)荷操作， 在增加有功功 率過程中，發(fā)電機(jī)輸出無功功率由50MVar突然降低至-80Mvar，勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置發(fā) 出低勵(lì)限制信號(hào)， 發(fā)變組保護(hù)裝置報(bào)失磁保護(hù)動(dòng)作， 發(fā)電機(jī)解列，滅磁開關(guān)跳閘。（2）事故分析：事故發(fā)生后， 檢查所有的保護(hù)及異常信號(hào)， 發(fā)變組保護(hù)裝置除了失磁保護(hù)動(dòng)

4、 作外沒有其它任何事故報(bào)警， 故障錄波顯示事故障發(fā)生時(shí)， 發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓下降， 無功功率進(jìn)相至80Mvar，失磁保護(hù)正確動(dòng)作；勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置除了發(fā)出低勵(lì)限制信號(hào)沒有其它事故報(bào)警信號(hào)， 從勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝 置錄波分析顯示， 勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置中電力系統(tǒng)穩(wěn)定器輸出突降至下限幅值 （5%額定 機(jī)端電壓），發(fā)電機(jī)無功急劇下降，進(jìn)相運(yùn)行后，勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置低勵(lì)限制啟動(dòng)， 但未來得及調(diào)節(jié)，發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度已滿足失磁保護(hù)動(dòng)作條件。根據(jù)當(dāng)時(shí)只有有功功率增加操作，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用PSS-1A型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，因此分析認(rèn)為事故的發(fā)生是因?yàn)?PSS反調(diào)引起的。對(duì)于PSS-1A型電 力系統(tǒng)穩(wěn)定器來說，PSS本身無法判斷發(fā)電機(jī)有功功率

5、的增加是系統(tǒng)低頻振蕩引 起的還是由原動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)引起的，當(dāng)原動(dòng)機(jī)增大有功功率輸出，PSS輸出會(huì)降低發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，進(jìn)而降低發(fā)電機(jī)無功功率，這就是PSS-1A型的“反調(diào)”現(xiàn)象。PSS-1A根據(jù)有功功率的變化調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，當(dāng)發(fā)電機(jī)有功功率向上變化 時(shí)，其“反調(diào)”幅度與有功功率變化幅度成正比，由于本次增加發(fā)電機(jī)有功功率 幅度較大，速度較快，PSS的“反調(diào)”直接導(dǎo)致勵(lì)磁電流的突然降低造成深度進(jìn) 相，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動(dòng)作解列。（3）事故處理：PSS-1A的“反調(diào)”現(xiàn)象對(duì)電廠和系統(tǒng)都是不利的，對(duì)于 PSS-1A型電力系統(tǒng) 穩(wěn)定器可以在調(diào)節(jié)有功功率時(shí)增加閉鎖 PSS輸出的功能，但目前電力系統(tǒng)不推薦 這種

6、方法；要消除這種“反調(diào)”現(xiàn)象最有效的方法就是采用 PSS-2A或 PSS-2B 模型，目前國內(nèi)外多家勵(lì)磁調(diào)節(jié)器已具有該類模型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器， 并在工程中 得到大量使用。對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的低勵(lì)限制功能進(jìn)行完善， 事故過程勵(lì)磁調(diào)節(jié)器最先發(fā)出低勵(lì) 磁限制信號(hào)， 但由于低勵(lì)限制功能作用太慢， 沒有限制發(fā)電機(jī)無功功率降低才導(dǎo) 致發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動(dòng)作， 目前業(yè)界中低勵(lì)限制調(diào)節(jié)方法有兩種： 一種采用在低勵(lì) 限制時(shí)增加電壓參考值的方法限制無功功率下降， 這種方法調(diào)節(jié)過程較平穩(wěn)， 但 調(diào)節(jié)速度較慢； 另一種在低勵(lì)限制動(dòng)作時(shí)直接切換為無功功率閉環(huán)調(diào)節(jié)， 根據(jù)無 功功率下降的幅度及速度進(jìn)行調(diào)節(jié)， 這種方法調(diào)節(jié)速度快， 有

7、助于發(fā)電機(jī)無功功 率快速恢復(fù)至正常運(yùn)行范圍。3. 無功調(diào)差參數(shù)設(shè)置不一致切換導(dǎo)致發(fā)電機(jī)誤強(qiáng)勵(lì)事故分析（1） 事故現(xiàn)象：某電廠200MVB組處于發(fā)電狀態(tài)，有功200MW，無功+100Mva。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 正常工作中，A通道為主通道，B通道為從通道，處于備用狀態(tài)，勵(lì)磁調(diào)試人員 觀察勵(lì)磁電流，進(jìn)行通道切換試驗(yàn)，通道切換命令（ A通道至B通道）發(fā)出后， 勵(lì)磁電流突然增大，勵(lì)磁變壓器保護(hù)動(dòng)作，作用于發(fā)電機(jī)解列跳閘。（ 2） 事故分析：事故發(fā)生后，檢查B通道和勵(lì)磁變壓器保護(hù)裝置，結(jié)果表明B通道和勵(lì)磁變 壓器保護(hù)裝置均工作正常，重新開機(jī)，B通道也能正常帶負(fù)荷運(yùn)行。但發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā) 電機(jī)空載時(shí)，進(jìn)行A通道和B通道切換

8、，發(fā)電機(jī)定子電壓無擾動(dòng)；當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載 時(shí)，進(jìn)行A通道和B通道切換，發(fā)電機(jī)定子電壓有明顯的偏移， 遂將事故原因分 析重點(diǎn)放在A通道和B通道參數(shù)差異上，比較發(fā)現(xiàn)：A通道無功調(diào)差系數(shù)為0, B 通道無功調(diào)差系數(shù)誤設(shè)置為 -15%。無功調(diào)差系數(shù)的定義為發(fā)電機(jī)無功功率為額定容量時(shí)， 疊加在電壓測(cè)量值的 發(fā)電機(jī)定子電壓的百分?jǐn)?shù)。 無功功率調(diào)差系數(shù)為 -15%的含義為當(dāng)發(fā)電機(jī)無功功率 為額定容量時(shí)， 發(fā)電機(jī)定子電壓測(cè)量等效降低 -15%，即相當(dāng)于增加勵(lì)磁電流直至 發(fā)電機(jī)定子電壓增加15%事故發(fā)生時(shí)，無功功率（100MVa）近似為額定容量 （235MVA的42.5%,由于A通道無功功率調(diào)差系數(shù)為 0, B通道

9、無功功率調(diào)差 系數(shù)為-15%,當(dāng)勵(lì)磁從A通道運(yùn)行切換至B通道運(yùn)行時(shí)，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)電壓要增 加 6.37%，勵(lì)磁電流急劇增加，超過勵(lì)磁變壓器保護(hù)啟動(dòng)值，延時(shí)后動(dòng)作跳閘， 發(fā)電機(jī)解列滅磁。（ 3） 事故處理：重新設(shè)置無功功率調(diào)差系數(shù)，A通道和B通道定值相同，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后重新 做A通道和B通道切換試驗(yàn)，試驗(yàn)順利完成，發(fā)電機(jī)定子電壓、無功功率和勵(lì)磁 電流無明顯變化。檢查勵(lì)磁調(diào)節(jié)器勵(lì)磁電流過勵(lì)限制定值和勵(lì)磁變壓器保護(hù)裝置定值配合情 況，保證出現(xiàn)誤強(qiáng)勵(lì)時(shí)， 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器勵(lì)磁電流過勵(lì)限制先動(dòng)作降低勵(lì)磁電流， 不 能出現(xiàn)勵(lì)磁變壓器保護(hù)先動(dòng)作于發(fā)電機(jī)解列。4. 近端負(fù)荷設(shè)置負(fù)調(diào)差引起發(fā)電機(jī)無功波動(dòng)故障分析（1）

10、故障現(xiàn)象：某大型國企自備電廠60MVB組，原勵(lì)磁系統(tǒng)為老式模擬式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，利 用檢修期間更換為微機(jī)型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器， 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器調(diào)試完成后， 發(fā)電機(jī)進(jìn)行并網(wǎng) 試驗(yàn)，試驗(yàn)期間發(fā)電機(jī)無功功率運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)天后，發(fā)電機(jī)重新開機(jī)后，發(fā)電機(jī) 機(jī)端電壓和無功功率出現(xiàn)長(zhǎng)期不平息的波動(dòng)現(xiàn)象。（ 2） 故障分析：故障發(fā)生后， 電廠和廠家技術(shù)人員對(duì)故障進(jìn)行技術(shù)分析， 對(duì)試驗(yàn)期間的錄波 數(shù)據(jù)和故障時(shí)的錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析， 結(jié)果顯示前后的不同： 試驗(yàn)期間發(fā)電機(jī) 的負(fù)荷主要輸出至高壓母線（35KV，再經(jīng)由高壓母線（35KV供給企業(yè)使用； 而故障時(shí)發(fā)電機(jī)的負(fù)荷主要供給低壓母線 （6.3KV）使用。重新對(duì)定值進(jìn)行核算， 無功調(diào)差系數(shù)設(shè)置為 -4%，由于發(fā)電機(jī)主接線采用單元接線，因此調(diào)試人員根據(jù) 勵(lì)磁標(biāo)準(zhǔn)中