發(fā)電機勵磁系統(tǒng)典型事故分析

1、孟凡超老師：發(fā)電機勵磁系統(tǒng)典型事故分析（ 1）1. 保護裝置誤報“轉(zhuǎn)子回路一點接地”故障處理（1）故障現(xiàn)象：勵磁調(diào)節(jié)器起勵， 發(fā)電機機端電壓逐步建立， 經(jīng)過一個過渡過程后趨于穩(wěn)定 值，然而此時保護裝置報“轉(zhuǎn)子回路一點接地”故障，發(fā)電機運行正常。利用轉(zhuǎn)子電壓表通過測量發(fā)電機轉(zhuǎn)子正、 負極對地電壓， 兩極對地電壓均不 為零，說明發(fā)電機轉(zhuǎn)子沒有發(fā)生一點接地故障。按保護裝置的復(fù)歸按鈕， “轉(zhuǎn)子 回路一點接地”故障信號消失。（2）故障分析：分析保護裝置中 “轉(zhuǎn)子回路一點接地” 動作原理知道， 保護裝置根據(jù)轉(zhuǎn)子電 壓判斷轉(zhuǎn)子接地故障。 當(dāng)勵磁調(diào)節(jié)裝置剛起勵時， 發(fā)出初勵電源投入命令， 轉(zhuǎn)子 電壓升高， 發(fā)

2、電機電壓上升， 經(jīng)過一段時間延遲后， 勵磁調(diào)節(jié)裝置自動退出初勵 電源，由于勵磁調(diào)節(jié)器機端電壓初始參考值低于初勵電源產(chǎn)生的機端電壓， 所以 當(dāng)初勵電源退出后， 轉(zhuǎn)子電壓會突然下降很多， 進而轉(zhuǎn)子電壓反饋給保護， 則保 護裝置認(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，所以保護報信號。 將勵磁調(diào)節(jié)器逆變滅磁后重新做試驗， 在勵磁調(diào)節(jié)器起勵前， 手工增加勵磁調(diào)節(jié) 器電壓參考值， 保證大于初勵電源產(chǎn)生的發(fā)電機端電壓， 重新起勵升壓后， 發(fā)電 機運行正常，保護裝置沒有發(fā)“轉(zhuǎn)子回路一點接地”故障報警。（3）故障處理：本次事故說明保護裝置的 “轉(zhuǎn)子回路一點接地” 功能不夠完善， 其動作機理 不夠科學(xué)，容

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

4、 作外沒有其它任何事故報警， 故障錄波顯示事故障發(fā)生時， 發(fā)電機機端電壓下降， 無功功率進相至80Mvar，失磁保護正確動作；勵磁調(diào)節(jié)裝置除了發(fā)出低勵限制信號沒有其它事故報警信號， 從勵磁調(diào)節(jié)裝 置錄波分析顯示， 勵磁調(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 機端電壓），發(fā)電機無功急劇下降，進相運行后，勵磁調(diào)節(jié)裝置低勵限制啟動， 但未來得及調(diào)節(jié)，發(fā)電機進相深度已滿足失磁保護動作條件。根據(jù)當(dāng)時只有有功功率增加操作，發(fā)電機勵磁調(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)生是因為 PSS反調(diào)引起的。對于PSS-1A型電 力系統(tǒng)穩(wěn)定器來說，PSS本身無法判斷發(fā)電機有功功率

5、的增加是系統(tǒng)低頻振蕩引 起的還是由原動機調(diào)節(jié)引起的，當(dāng)原動機增大有功功率輸出，PSS輸出會降低發(fā)電機勵磁電流，進而降低發(fā)電機無功功率，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)電機勵磁電流，當(dāng)發(fā)電機有功功率向上變化 時，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)電機有功功率 幅度較大，速度較快，PSS的“反調(diào)”直接導(dǎo)致勵磁電流的突然降低造成深度進 相，導(dǎo)致發(fā)電機失磁保護動作解列。（3）事故處理：PSS-1A的“反調(diào)”現(xiàn)象對電廠和系統(tǒng)都是不利的，對于 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。對勵磁調(diào)節(jié)器的低勵限制功能進行完善， 事故過程勵磁調(diào)節(jié)器最先發(fā)出低勵 磁限制信號， 但由于低勵限制功能作用太慢， 沒有限制發(fā)電機無功功率降低才導(dǎo) 致發(fā)電機失磁保護動作， 目前業(yè)界中低勵限制調(diào)節(jié)方法有兩種： 一種采用在低勵 限制時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； 另一種在低勵限制動作時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行調(diào)節(jié)， 這種方法調(diào)節(jié)速度快， 有

7、助于發(fā)電機無功功 率快速恢復(fù)至正常運行范圍。3. 無功調(diào)差參數(shù)設(shè)置不一致切換導(dǎo)致發(fā)電機誤強勵事故分析（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)，勵磁調(diào)試人員 觀察勵磁電流，進行通道切換試驗，通道切換命令（ A通道至B通道）發(fā)出后， 勵磁電流突然增大，勵磁變壓器保護動作，作用于發(fā)電機解列跳閘。（ 2） 事故分析：事故發(fā)生后，檢查B通道和勵磁變壓器保護裝置，結(jié)果表明B通道和勵磁變 壓器保護裝置均工作正常，重新開機，B通道也能正常帶負荷運行。但發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā) 電機空載時，進行A通道和B通道切換

8、，發(fā)電機定子電壓無擾動；當(dāng)發(fā)電機負載 時，進行A通道和B通道切換，發(fā)電機定子電壓有明顯的偏移， 遂將事故原因分 析重點放在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)電機無功功率為額定容量時， 疊加在電壓測量值的 發(fā)電機定子電壓的百分?jǐn)?shù)。 無功功率調(diào)差系數(shù)為 -15%的含義為當(dāng)發(fā)電機無功功率 為額定容量時， 發(fā)電機定子電壓測量等效降低 -15%，即相當(dāng)于增加勵磁電流直至 發(fā)電機定子電壓增加15%事故發(fā)生時，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)勵磁從A通道運行切換至B通道運行時，相當(dāng)于發(fā)電機電壓要增 加 6.37%，勵磁電流急劇增加，超過勵磁變壓器保護啟動值，延時后動作跳閘， 發(fā)電機解列滅磁。（ 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)電機并網(wǎng)后重新 做A通道和B通道切換試驗，試驗順利完成，發(fā)電機定子電壓、無功功率和勵磁 電流無明顯變化。檢查勵磁調(diào)節(jié)器勵磁電流過勵限制定值和勵磁變壓器保護裝置定值配合情 況，保證出現(xiàn)誤強勵時， 勵磁調(diào)節(jié)器勵磁電流過勵限制先動作降低勵磁電流， 不 能出現(xiàn)勵磁變壓器保護先動作于發(fā)電機解列。4. 近端負荷設(shè)置負調(diào)差引起發(fā)電機無功波動故障分析（1）

10、故障現(xiàn)象：某大型國企自備電廠60MVB組，原勵磁系統(tǒng)為老式模擬式勵磁調(diào)節(jié)器，利 用檢修期間更換為微機型勵磁調(diào)節(jié)器， 勵磁調(diào)節(jié)器調(diào)試完成后， 發(fā)電機進行并網(wǎng) 試驗，試驗期間發(fā)電機無功功率運行穩(wěn)定，數(shù)天后，發(fā)電機重新開機后，發(fā)電機 機端電壓和無功功率出現(xiàn)長期不平息的波動現(xiàn)象。（ 2） 故障分析：故障發(fā)生后， 電廠和廠家技術(shù)人員對故障進行技術(shù)分析， 對試驗期間的錄波 數(shù)據(jù)和故障時的錄波數(shù)據(jù)進行對比分析， 結(jié)果顯示前后的不同： 試驗期間發(fā)電機 的負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； 而故障時發(fā)電機的負荷主要供給低壓母線 （6.3KV）使用。重新對定值進行核算， 無功調(diào)差系數(shù)設(shè)置為 -4%，由于發(fā)電機主接線采用單元接線，因此調(diào)試人員根據(jù) 勵磁標(biāo)準(zhǔn)中