【正文】 態(tài)勵磁系統(tǒng)中，由于各種各樣的原因會在交直流回路中產(chǎn)生過電壓，其原因可分為由勵磁變交流側(cè)帶來的傳遞過電壓，由晶閘管整流換相時產(chǎn)生的換相過電壓，這些過電壓都可能導(dǎo)致晶閘管損壞，因此在晶閘管的輸入側(cè)裝設(shè)阻容吸收回路，對晶閘管進行過電壓保護。因為大容量的發(fā)電機不僅有母線本身輸電問題、發(fā)熱問題、還有母線支持，懸吊鋼構(gòu)架以及母線附近混凝土柱、樓板、基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋在交變磁場中感應(yīng)渦流引起的發(fā)熱問題，一旦發(fā)電機出口母線發(fā)生短路故障，不僅一般敞露母線和絕緣子的機械強度很難滿足要求，而且發(fā)電機本身也會遭受損傷，對發(fā)電機及系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行極為不利，所以現(xiàn)在大型發(fā)電機組的 出線系統(tǒng)均采用了封閉母線。離相式封母：就是用非導(dǎo)磁性材料將發(fā)電機出口 A、 B、 C 三相分開封閉。 XXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司電氣專業(yè) 培訓(xùn)教材 28 封母的作用 1）有效的防止外部不利因素導(dǎo)致的短路故障。 3）減小附近鋼構(gòu)件的渦流效應(yīng)。 封閉母線的冷卻方式 封閉母線的冷卻方式分為自然冷卻和強迫冷卻兩種，而強迫冷卻又分為強迫風(fēng)冷和強迫水冷。一般在停機后投入，起機后退出。 發(fā)電機機端電壓互感器（ PT）的作用。 DCS 發(fā) PT 斷線信號的處理原則： XXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司電氣專業(yè) 培訓(xùn)教材 29 1） 首先檢查 DCS 畫面上各參數(shù)的變化如三相線電壓，有功、無功功率的變化，判斷是否 PT 故障，還是誤發(fā)信號。 3） DEH 投功率協(xié)調(diào)時，如發(fā)生 PT 斷線， DEH 將開大主汽門，致使鍋爐、汽機參數(shù)變化，因此，要將 DEH 切換至手動切換。 5） 防止保護裝置和自動裝置誤動，將可能誤動的保護退出運行，（如：失磁保護等）不能漏退或誤退保護。 第六節(jié) 發(fā)電機自動準(zhǔn)同期裝置（ ASS） 自動準(zhǔn)同期裝置概述 為了保證電力系統(tǒng) 的供電可靠性、供電質(zhì)量及合理分配負(fù)載，必須將各發(fā)電廠的發(fā)電機連接起來并列運行，在并列運行中常會碰到某臺發(fā)電機停機后重新并入系統(tǒng)運行和某發(fā)電廠與系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)的線路斷路器跳閘后恢復(fù)聯(lián)絡(luò)的問題，這就涉及兩個系統(tǒng)并列，即待并系統(tǒng)與運行系統(tǒng)。 待并系統(tǒng)與運行系統(tǒng)并列必須滿足以下三個條件 兩側(cè)電壓應(yīng)接近相等。 兩側(cè)電壓的相角差接近零度，一般相角差不超 10 度。準(zhǔn)同期是指發(fā)電機在并入系統(tǒng)前已加上勵磁，并使發(fā)電機電壓及頻率接近系統(tǒng)的電壓和頻率，當(dāng)兩側(cè)相角差小于規(guī)定值時合上待并發(fā)電機的斷路器，將發(fā)電機并入電網(wǎng)運行。 微機型自動準(zhǔn)同期裝置概述 微機型自動準(zhǔn)同期裝置又稱之為 ASS 裝置，做為大容量的單元機組與電網(wǎng)并列的自動裝置，為了保證發(fā)電機快速無沖擊與系統(tǒng)并網(wǎng)，每臺機組均裝設(shè)一套 ASS 裝置，當(dāng)發(fā)電機滿足了 同期并網(wǎng)的條件，由ASS 裝置將發(fā)電機與系統(tǒng)之間實現(xiàn)差頻并網(wǎng)，而 ASS 裝置，在一個滑差周期內(nèi)就能捕捉到最佳的合閘越前時間，發(fā)出合閘脈沖。 微機型準(zhǔn)同期裝置的作用 可以對發(fā)電機實現(xiàn)差頻并網(wǎng)，調(diào)頻，調(diào)壓無需人工操作，從而實現(xiàn)汽輪機發(fā)電機的快速無沖擊并網(wǎng)，可作為同期數(shù)字表使用（用來監(jiān)視：頻差，壓差 ，相位，阻抗角），具有無壓空合閘的功能。 微機型準(zhǔn)同期裝置的特點及主要功能 能適應(yīng)電壓互感器的不同相別和電壓值。 有良好的均頻與均壓控制品質(zhì) 微機型自動準(zhǔn)同期裝置具有很好的均頻、均壓自適應(yīng)控制功能，這保證了發(fā)電機能盡快進入頻差及壓差的合格區(qū)，快速 完成并網(wǎng)過程，在發(fā)電機同步過程中自動準(zhǔn)同期裝置針對調(diào)速器、勵磁調(diào)節(jié)器的特點對頻率和電壓進行有針對性的控制。大機組在并網(wǎng)時，應(yīng)注意同步時，產(chǎn)生逆功率的問題的，也是很重要的，這種情況的逆功率是指在斷路器合閘瞬間由于存在著頻差和壓差，必然會出現(xiàn)在發(fā)電機與系統(tǒng)間有功功率和無功功率的交換，功率的流向是由頻率和電壓高的那一側(cè)流入頻率和電壓低的那一側(cè)，當(dāng)發(fā)電機作為被輸入對象時，這個功率就稱為逆功率，現(xiàn)在 ASS 與 DEH 裝置相互配合可解 決并列時逆有功功率的問題。 能捕獲第一個出現(xiàn)的同步點。 具有閉鎖功能。這些原因都會導(dǎo)致同步裝置誤判而造成事故。 能及時消除同步過程中的同頻狀態(tài) ASS 裝置和 DEH 裝置不同， DEH 的作用是跟蹤系統(tǒng)頻率，始終 維持發(fā)電機與系統(tǒng)頻率相等，而同步裝置在差頻并網(wǎng)時，如發(fā)電機與系統(tǒng)頻率相同或很相近時，是不能并網(wǎng)的，即使此時相角差保持在零度也不能并網(wǎng)，這是因為發(fā)電機出口斷路器若合閘時間較長，則一旦同步裝置發(fā)出合閘脈沖后相角差又拉大了，這時就會造成較大的沖擊，因此，自動準(zhǔn)同期裝置在檢測到并列點兩側(cè)處于同頻狀態(tài)時，必須調(diào)XXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司電氣專業(yè) 培訓(xùn)教材 33 整發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，破壞當(dāng)前的同頻狀態(tài)，一般向 DEH 發(fā)增速命令，以免同步時出現(xiàn)逆有功功率現(xiàn)象。 能實現(xiàn)數(shù)字復(fù)合同步表功能 微機型自動準(zhǔn)同期裝置提供了同步過程中壓差、頻差及相角差的顯示功能，使運行人員能清晰監(jiān)視同步操作進程，這種顯示功能便于了解裝置的工作狀態(tài)，在特殊情況下能起同步表的作用。前者說明是裝置受了干擾，而本身無故障。 XXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司電氣專業(yè) 培訓(xùn)教材 34 第七節(jié) 發(fā)電機啟機試驗項目 假同期試驗 大型機組嚴(yán)禁采用手動準(zhǔn)同期的方法將發(fā)電機與系統(tǒng)并列，做假同期試驗?zāi)康氖菫榱蓑炞C ASS 裝置有無缺陷及二次回路接線是否正確，試驗前首先要空出一條母線，主要是為 了防止發(fā)電機首次與系統(tǒng)并列時，主斷路器出現(xiàn)故障而影響其它設(shè)備正常運行，使故障擴大，同時也為發(fā)電機并入系統(tǒng)做準(zhǔn)備。） XXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司電氣專業(yè) 培訓(xùn)教材 35 假同期試驗一次系統(tǒng)圖： DCS 同期合閘菜單的內(nèi)容及含義 斷路器符合并網(wǎng)條件：即主開關(guān)的遠(yuǎn)方就地小開關(guān)切至遠(yuǎn)方位。 同期裝置故障： ASS 裝置硬件或軟件故障。 DEH 允許：汽機將調(diào)速權(quán)暫時交 給 ASS 裝置。 啟動 ASS： ASS 裝置進行調(diào)頻、調(diào)壓并捕捉首次出現(xiàn)的同期點。 發(fā)電機的空載試驗 發(fā)電機的空載特性是指發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速時，定子電壓與轉(zhuǎn)子電流的關(guān)系曲線。 試驗時運行人員的注意事項 A：發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速，發(fā)電機出口處開路，投入發(fā)電機全部保護。 C：給發(fā)電機零起升壓。 做空載特性與原始出廠空載特性比較，主要是檢查轉(zhuǎn)子饒組和定子鐵心有無故障。 發(fā)電機的短路試驗 發(fā)電機短路特性是指發(fā)電機定子繞組三相短路，發(fā)電機定子三相短路電流與勵磁電流的關(guān)系曲線。 試驗時運行人員的注意事項 XXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司電氣專業(yè) 培訓(xùn)教材 37 A、發(fā)電機與系統(tǒng)有明顯的斷開點。C、勵磁調(diào)節(jié)方式投恒電流調(diào)節(jié)方式。正常運行時，由 UPS 供電，廠用電源備用，當(dāng) UPS 故障時，自動切換至廠用電源供電，電源的切換時間小于 5ms。 DCS 電源進行廠用電源和 UPS 的切換目的 是： 1）切換時間能否滿足需求（ 5ms 以內(nèi)）； 2）切換以后， DCS 系統(tǒng)能否正常工作。 電子間熱控電源引接（參考） 電子間內(nèi)熱控電源屏由五路電源供電，即兩路直流電源、兩路廠用交流電源、一路 UPS 電源，它們經(jīng)屏內(nèi)不同 的小空開向各自的熱工XXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司電氣專業(yè) 培訓(xùn)教材 38 負(fù)荷供電。 如必須停電的設(shè)備，經(jīng)值長及熱工人員許可后，并辦理工作票。 負(fù)序電流： A、 B、 C 三相達到最大值的順序與正序電流方向相反，這種性質(zhì)的電流就稱為負(fù)序電流。且此倍頻電流在轉(zhuǎn)子中部延軸向流通，造成轉(zhuǎn)子端部局部高溫，甚至可能引起護環(huán)松膠的危險。發(fā)電機三相靜子電流不平衡對于汽輪發(fā)電機來說，轉(zhuǎn)子表面發(fā)熱的危害是主要的。而發(fā)電機裝設(shè)的不對稱過負(fù)荷就是對發(fā)電機三相電流不對稱的保護，運行中根據(jù)三相靜子電流是否平衡及監(jiān)視負(fù)序電流大小，兩者相結(jié)合來判斷。 失磁的原因： MK 開關(guān)掉閘、轉(zhuǎn)子繞組或勵磁回路開路、勵磁系統(tǒng)故障。發(fā)電機只發(fā)有功而不發(fā)或吸收功的狀態(tài)稱為進相運行。 3）晶閘管勵磁系統(tǒng)中發(fā)生失磁時 ，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生反向過電壓。 1． 失磁的判斷： 1）根據(jù)發(fā)電機運行參數(shù)的變化， 2）根據(jù)保護動作的情況， 3）報警信號。第一時限減出力，第二時限切換廠用，第三時限保護作跳機 2． 失磁的處理：首先確證失磁保護動作，主開關(guān)及滅磁開關(guān)跳閘，廠用系統(tǒng)已切至備用電源供電，檢查靜態(tài)勵磁系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子繞組回路。 發(fā)電機電壓變化時影響； 發(fā)電機正常運行發(fā)出無功的多少完全取決于用戶，分為 1）、感性無功，對主極磁場起去磁作用， 2）、容性無功，對主極磁場起增磁作用，3）、阻性負(fù)載，使發(fā)電機氣隙磁場發(fā)生畸變。 系統(tǒng)的 電壓水平取決于無功功率的分布，與系統(tǒng)的運行方式，潮流分布，外界負(fù)荷等有關(guān)，有時通過改變變壓器的分接頭開關(guān)調(diào)整電壓，實際上也就是改變無功功率的分布。 5%的額定電壓，最大允許運行范圍是177。 150MW機組電壓運行范圍在 — 之間。定子結(jié)構(gòu)部件可能出現(xiàn)局部高溫。 2）對發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)有影響，當(dāng)勵磁電流過低時，有可能落在空載曲線的直線部分，當(dāng)勵磁電流發(fā)生很小的變化時，靜子電壓變化很大。 4)使廠用輔機出力降低，因轉(zhuǎn)距與電壓的平 方成正比。 （ — ）， 3000MW 以下的發(fā)電機頻率變化范圍為177。 頻率升高的影響： 1）頻率高，轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子離心力大，會使發(fā)電機轉(zhuǎn)子某些部件損壞，汽機超速。 頻率降低的影響： 1）發(fā)電機靜、轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱（固鼓風(fēng)量減小，冷卻條件變壞）； 2）使系統(tǒng)無功負(fù)荷增加，發(fā)電機勵磁電流增大，使轉(zhuǎn)子發(fā)熱；因發(fā)電機端電壓與頻 率成正比。 發(fā)電機靜穩(wěn)與功率振蕩 XXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司電氣專業(yè) 培訓(xùn)教材 42 發(fā)電機靜穩(wěn)是指發(fā)電機輸出的電磁功率是按照穩(wěn)定規(guī)律進行變化的，稱之為靜穩(wěn)。實際上發(fā)電機輸出的電磁功率與功角為正弦關(guān)系，我們稱之為發(fā)電機的功角特性。 發(fā)電機正常運行時功角約為 30— 40 度左右，不能接近 90 度，發(fā)電機從發(fā)熱角度考慮， δ越大， P 越大，發(fā)電機各部溫度越高，對發(fā)電機的安全造成威脅，從發(fā)電機靜穩(wěn)特性 來看，如把發(fā)電機過載能力提高，（發(fā)電機的過載能力是指最大電磁功率與額定功率比值） 根據(jù)公式 ， Pmax=UE/XdSINδ可知，一是增大勵磁電流，提高發(fā)電機電勢 E，但這樣會使發(fā)電機勵磁繞組過熱。綜上所述，發(fā)電機功角在正常運行時在 3040 度就可以了。二是非同期振蕩就是指發(fā)電機功率平衡點在功角曲線下降范圍內(nèi)發(fā)生變化，發(fā)電機不能穩(wěn)定在新功率平衡點上運行，從而發(fā)生激烈的振蕩。 危害：使發(fā)電機長時間遭受變化的持續(xù)過電流的危害。采取以上兩方面的措施使發(fā)電機易拉入同步運行。從發(fā)電機的原理上可知發(fā)電機的運行狀態(tài)完全是可逆的，但與其同軸的汽輪機則是不允許無蒸汽運行的，主要是鼓風(fēng)摩擦對汽輪機尾部葉片有損害。 功率因數(shù) COSφ =（滯后）（滯后是指：發(fā)電機在正常運行時靜子電XXXX 發(fā)電有限責(zé)任公司電氣專業(yè) 培訓(xùn)教材 44 流滯后靜子電 壓的相位） 對于發(fā)電機 :COSφ越大，發(fā)出的無功越少，反之則多。 第九節(jié) 6KV 廠用電源快切裝置（參考 MFC— 2020— 2 型） 概述： 大容量發(fā)電機組的發(fā)電廠，在事故情況進行高壓廠用電源切換時，要求切換時間、供電安全、和較高可靠性。切換時間為 12MS— 。切換時間為 以上。切換時間為 。正常啟停機時使用，由人工從 DCS 上啟動，先合上工作（備用）開關(guān)，經(jīng)過一定的延時，再跳開備用（工作）開關(guān)，能實現(xiàn)雙向切換即能從備用切至工作電源，也能由工作切至備用電源，如果在延時時間內(nèi)剛合上的備用（工作）開關(guān)由于某種原因被跳開，則裝置不再自動跳工作（備用）開關(guān)。 串聯(lián)切換、先跳開工作電源開關(guān)，在確認(rèn)工作電源開關(guān)跳開后，再合上備用電源開關(guān)，由保護啟動只能實現(xiàn)單向切換即由工作切向備用電源， 同時切換、合跳開關(guān)的命令由裝置在同一時間發(fā)出，由于開關(guān)實際合上或跳開等因素的不確定性，所以此項功能在工程實際上不應(yīng)用。 按不同情況的切換分為 ： 1） 正常情況：正常起停機時人工啟動，用并聯(lián)切換，在滿足并聯(lián)切換的條件時，裝置啟動。后者由保護啟動進行切換。 快切的去耦合功能：啟動裝置進行切換廠用