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第四章 电气事故处理 电气运行技术与管理 黄河水院自动化工程系 45 发电机事故处理 第四章 电气事故处理 41 电气事故处理的原则、程序 42 电力系统事故处理 43 母线及厂用电系统事故处理 44 系统接地事故处理 45 发电机事故处理 46 变压器事故处理 47 电动机事故处理 48 其它电气设备故障处理 电气运行技术与管理 45 发电机事故处理 一、发电机失磁故障的处理 二、发电机定子接地 三、发电机转子接地 四、发电机非全相运行故障处理 五、发电机过负荷运行 六、发电机温度异常 七、发电机发生振荡或失步 八、发电机自动跳闸处理 一、发电机失磁故障的处理 发电机失去励磁以后，由于转子励磁电流If或发电机感应电 动势Eq逐渐减小，使发电机电磁功率或电磁转矩相应减小。当 发电机的电磁转矩减小到其最大值小于原动机转矩时，而汽轮 机输入转矩还未来得及减小，因而在剩余加速转矩的作用下， 发电机进入失步状态。 45 发电机事故处理 当发电机失步时，发电机的转子与定子三相电流产生的旋转 磁场之间有了相对运动，于是在转子绕组、阻尼绕组、转子本 体及槽楔中，将感应出滑差频率的交变电动势和电流，并由这 些电流与定子磁场相互作用而产生制动的异步转矩。 一、发电机失磁故障的处理 45 发电机事故处理 随着转差率由小增大，异步转矩也增大。当某一转差率下产 生的异步转矩与汽轮机输入转矩（其值因调速器在发电机转速 升髙时会自动关小汽门而比原先数值小）重新平衡时，发电机 就进入稳定的异步运行。 发电机失磁后，虽然能过渡到稳定的异步运行，能向系统输 送一定的有功功率，并且在进入异步运行后若能及时排除励磁 故障、恢复正常励磁，亦能很快自动进入同步运行，对系统的 安全与稳定是有好处的，但发电机失磁后能否在短时间内无励 磁运行，受到多种因素限制。 一、发电机失磁故障的处理 45 发电机事故处理 发电机失磁后，从发出无功功率转变为大量吸收系统无功功 率，这样，在系统无功功率不足时，将造成系统电压显著下降 。国内外试验资料表明，发电机失磁后吸收的无功功率， 相当 于失磁前它所发出的有功功率的数量。由于失磁后发电机转变 成吸收无功功率，发电机定子端部发热增大，可能引起局部过 热。发电机失磁异步运行时，转子本体上的感应电流引起的发 热更为突出，往往是主要限制因素。 一、发电机失磁故障的处理 此外，由于转子的电磁不对称所产生的脉动转矩将引起机组 和基础振动。因此，某一台发电机能否失磁运行、异步运行时 间的长短和送出功率的多少，只能根据发电机的形式、参数、 转子回路连接方式（与失磁状态有关）以及系统情况等，进行 具体分析，经过试验才能确定。 45 发电机事故处理 对于大容量发电机，由于其满负荷运行失磁后从系统吸收 较大的无功功率，往往对系统的影响比较大，所以大型发电机 不允许无励磁运行。 失磁后，通过失磁保护动作于跳闸，将发电机解列。国内 的600MW汽轮发电机都装有失磁保护，当出现失磁时,般经 0.53s就动作于跳开发电机，也就是不允许其异步运行。 一、发电机失磁故障的处理 45 发电机事故处理 引起发电机失磁的原因主要有以下几种： （1）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、可控硅励磁装置中的元 件损坏等; （2）励磁绕组短路； （3）运行人员误操作等。 大中型发电机组故障总次数的半数以上由低励（励磁 不足）或失磁引起 一、发电机失磁故障的处理 若励磁开关断开且转子绕组未经灭磁电阻闭合以及转子回路 断线，其转子电流表指示为零。 45 发电机事故处理 （一）发电机失磁时的现象 1. 转子电流表指示零或接近于零 图中: MK 为灭磁开关 SCR 为可控硅功 率装置 R 为灭磁电阻。 一、发电机失磁故障的处理 若励磁开关断开，使转子绕组闭合在灭磁电阻上，其转子电 流表就会有指示，但这个电流是交流的，直流电流表只能指示 很小的数值，故近似于零。 45 发电机事故处理 （一）发电机失磁时的现象 1. 转子电流表指示零或接近于零 图中: MK 为灭磁开关 SCR 为可控硅功 率装置 R 为灭磁电阻。 一、发电机失磁故障的处理 由于失磁后的发电机既发出有功又吸收大量的无功功率， 从而造成定子电流升高。 失磁后发电机的功角在增大到静态稳定极限角后，发电机 和系统失去同步，进入异步运行状态，此时转子上要感应出单 相交流电流。这个电流产生脉动磁场，它可分解成两个大小相 等、方向相反的旋转磁场。 一个负向旋转磁场以相对于转子为sn1的速度，逆转子的旋 转方向转动，由于转子的转速比定子旋转磁场速率大sn1，所 以负向旋转磁场与定子的旋转磁场相对静止，对转子产生制动 作用的异步力矩。 45 发电机事故处理 （一）发电机失磁时的现象 2. 定子电流表指示升高并摆动 一、发电机失磁故障的处理 另一个正向旋转的磁场，以（1+2s）n1的速度与转子同方 向旋转并在定子电路中感应出一个周波为（1+2s）f1的电流， 其中f1为定子频率。这个磁场和定子磁场相互作用，产生大小 和方向交变的异步力矩。 由于电流与力矩成正比，所以力矩变化也引起电流变化， 又因这个力矩是转子的纵、横轴的不对称引起的，故在定子绕 组中所产生的电流是脉动的，力矩的变化频率是双倍于转差频 率，即2sf1，所以从定子电流表上观察到的电流是摆动的，其 频率为2sf1。 45 发电机事故处理 （一）发电机失磁时的现象 2. 定子电流表指示升高并摆动 一、发电机失磁故障的处理 发电机失磁，转速升髙，调速器自动将汽门关小，主力矩 减小，则有功减少，其摆动原因与定子电流摆动原因相同。有 功降低的程度与汽机调速器特性及发电机在某一转差率下所能 产生的异步力矩有关。 45 发电机事故处理 （一）发电机失磁时的现象 3. 有功电力表指示降低并摆动 4. 发电机母线电压降低并摆动 因为发电机向系统吸收大量无功，沿路电压降很大，故母线 电压降低，电压摆动则是由于电流摆动造成的。 一、发电机失磁故障的处理 发电机向系统吸收感性无功造成。 45 发电机事故处理 （一）发电机失磁时的现象 5. 无功电力表指示负值(反指) 6. 转子电压表的指示 励磁系统(励磁机）本身有故障转子电压表计指示零。如励 磁系统还在运行，只是由于灭磁开关跳闸引起的失磁，则转子 电压表的指示值与表计的具体接法有关，接在灭磁开关前或后 指示值则不一样。 7. 发出声光信号 警铃响、“发电机失磁”光字牌亮。如发电机灭磁开关、主开关 跳闸则发出警报。 一、发电机失磁故障的处理 45 发电机事故处理 （一）发电机失磁时的现象（小结） 1. 转子电压表指示到零或有少许指示 2. 转子电流表指示到零或有少许指示 3. 定子电流表指示升高并摆动 4. 有功功率表指示降低并摆动 5. 发电机母线电压降低并摆动 6. 无功功率表指示负值(反指) 7. 发出声光信号 一、发电机失磁故障的处理 （1）失磁后进人异步发电机运行状态，在定子、转子间出 现转差率，使发电机产生频差电流，转子出现（产生）涡流损 耗，引起转子发热；定子端部漏磁通增加，引起定子端部局 部出现髙温。 45 发电机事故处理 (二）发电机失磁的危害 1. 对发电机影响 （2）在定子绕组中出现脉动电流，产生交变的机械力矩， 转子受交变力矩作用，产生振动，影响发电机安全。 一、发电机失磁故障的处理 由于从系统吸收大量感性无功： （1）使系统出现无功差额，使失磁机组附近系统电压下降 。 45 发电机事故处理 (二）发电机失磁的危害 2. 对系统影响 （2）由于出现无功差额，为了弥补上这部分无功，势必造 成其他机组过电流。 失磁机组容量越大，在系统所占的地位越重要，对系统影 响也越大，最终可能导致系统电压崩溃瓦解， 即：失磁发电机其他机组过电流过电流可能引起其他 发电设备跳闸无功及电压进一步下降系统瓦解。 一、发电机失磁故障的处理 45 发电机事故处理 (二）发电机失磁的危害（小结) 引起转子发热及定子端部局部出现髙温 产生振动，影响发电机安全 使失磁机组附近的系统电压下降 造成其他机组过电流。 可能导致系统电压崩溃瓦解。 一、发电机失磁故障的处理 45 发电机事故处理 （三）发电机失磁处理 当系统无功功率储备容量较小时，大型机组失磁故障将首 先反映为系统无功功率不足,电压下降,严重时将造成系统的电压 崩溃，使一台发电机的失磁故障扩大为系统性事故。在这种情 况下，必须尽快将失磁机组从系统中切除，以保持系统的正常 运行。（水轮机组、大型火电机组迅速切机） 当系统无功功率储备充足时，汽轮发电机的失磁故障允许 短时间（例如1030分）减小有功功率出力转入异步发电运行 ，在此期间，需迅速排除故障，恢复励磁；如若不成再行切机 。 一、发电机失磁故障的处理 45 发电机事故处理 （三）发电机失磁处理 n若失磁保护动作，主开关、灭磁开关均跳闸，发电机与系 统解列。应迅速查明失磁原因，设法恢复后重新并网。 n若失磁保护未动作，主开关及灭磁开关未跳，则应在60秒 内减负荷至60%额定值，从失磁起90秒内减至40%额定值，并 设法增加励磁，控制定、转子电流不大于1.1倍额定电流，允许 总的失磁异步运行时间不超过15分钟。无效则解列发电机，通 知检修人员检查处理。 n如失磁保护动作，灭磁开关跳闸、主开关未跳，应立即手 动拉开主开关。 失磁切机 失磁保护作用于跳闸 一、发电机失磁故障的处理 （1）失磁前，如自动励磁调节装置投入运行，失磁后应立 即将励磁电源切换至感应调压器，如不成功，采用瞬停方式切 换厂用电源。 45 发电机事故处理 （三）发电机失磁处理 （2）如失磁减载装置没动作，立即将有功负荷减到额定负 荷的30%以下，同时监视定子电流不得超过額定值。 （3）对失磁原因进行检査，如主励故障，应切至备励运行 。 （4）如短时不能将励磁恢复，应停机处理（无励磁运行时 间一般不超过1015min或根据本单位规程执行）。 （5）如失磁后引起系统振荡，自动或手动减有功负荷后振 荡仍不消除，要立即将失磁发电机解列。 失磁先不切机 设法恢复励磁 减有功负荷 二、发电机定子接地 45 发电机事故处理 （一）接地电流的由来 若发电机中性点未接地，带 电导体与处于地电位的铁心（ 或其他铁件）之间有电容存在 ，所以发生一点接地时，接地 点就会有电容电流流过。如发 电机内部A相距中性点a处的K点 发生单相接地时，其接地电流 回路如图4-2所示。 接地电流的大小与短路线匝 的份额a成正比（a为占总线匝 的百分数),当发电机端处发生金 属性接地，短路点电阻为0，接 地电流最大，短路点越靠近中 性点，接地电流越小。 二、发电机定子接地 45 发电机事故处理 （二）接地电流的危害 单相接地时，故障点就会有对地电容电流流过，该电流可 能产生电弧，如果电弧是持续的，时间较长，就会烧坏铁心。 经验表明，铁心的损坏程度与电容电流的大小有关，如果定子 铁心局部熔化到一定程度，很难修复，从而造成发电机报废。 目前，300MW以上的发电机中性点一般都采用经消弧线圈或高 电阻接地方式，以补偿或减小接地时的电容电流。 此外，单相接地，由于非故障相对地电压升高，往往会发 展成两相接地短路，造成对发电机的进一步破坏。 所以100MW以下的发电机，应装设反映零序电压，保护区（从机端到中性 点） 不小于85%的定子接地保护。对于100MW及以上的发电机，除装设 上述保护外，还应装设反映接地时3次谐波保护区从中性点到机端约20%的定 子接地保护，从而构成发电机100%的定子接地保护， 二、发电机定子接地 45 发电机事故处理 （三）发电机定子接地的原因 （1）定子绕组采用水冷却的发电机，定子线圈漏水或渗水 使绝缘下降。 （2）运行中定子引线振动，导致绝缘磨损。 （3）氢气湿度不合适、偏大，冷却器入口温度低，机内结 露易导致接地。 （4）发电机密封瓦漏油，使绝缘下降。 （5）主变压器低压侧绕组或厂用工作变压器的髙压绕组内 部一次回路单相接地时，也会使与之连接的发电机定子发出“ 定子接地”警报。 二、发电机定子接地 45 发电机事故处理 （四）发电机定子接地故障处理 1.现象 （1）警铃响。 （2）发电机“定子接地”信号光字牌亮。 （3）手按监测接地电压表按钮，表计有指示。有机压母 线的机组，三相绝缘监察表指示 一相降低，另两相升高。 值得注意的是，当保护用的电压互感器一次熔丝熔断而闭 锁失灵时，定子接地保护将误动，运行人员必须把这种误动 和定子接地区别开来。区别的方法是，是否有“电压互感器断 线”信号发出及相电压是否有升髙。 二、发电机定子接地 45 发电机事故处理 （四）发电机定子接地故障处理 2.处理 对于接地保护投信号位罝的发电机，发生接地故障时，运 行人员应： （1）根据零序电压表指示的情况，判断故障的可能范围。 以发电机定子A相一次回路发生金属性接地为例，发电机额定电压为20KV时 ，则 Ua=0(Uao、Ubo、Uco为三相对地电压）。Ubo=Uco=2KV， Uab=Ubc=Uca=20KV,就是说，当发电机定子一次回路发生一相金属性接地时 ，接地相对地电压降至零，非接地相对地电压升至线电压，各线电压不变 且平衡。此外，发电机保护盘上测量开口三角侧绕组绕组的 “定子接地”电 压表，在按下测量按钮后，指针将甩到满刻度（一般为50V）以上。该电压 正常时因三相电压相等且对称所以为零，开口三角每相绕组的电压为 100/3V。定子绕组出口发生一相接地后，其电压表为3Uo，即3(100/3） =100V。如果接地点在定子绕组中的某一部分，或是发电机出口一点接地为 电阻性以及主变压器低压绕组内部接地时，接地相对地电压不会降至零， 不接地相对地电压虽升高，但也不会升至线电压，开口三角侧电压也小于 100V，接地点越靠近中性点或接地电阻越大，其值越小。 二、发电机定子接地 45 发电机事故处理 （四）发电机定子接地故障处理 2.处理 （2）穿绝缘靴，戴绝缘手套，到现场对发电机本体及引出 线进行外部检査，有无明显故障点（注意与接地点保持足够的 安全距离），发现故障点应设法消除。 如故障点在发电机以外，则应迅速查明原因将其消除 对于容量为150MW及以下的汽轮发电机、50MW及以下的水 轮发电机和同期调相机，当接地电流小于5A时，允许发电机带 接地点运行，但不得超过2h。 单元接线发电机变压器组寻找接地时间一般不得超过 30min 。如在规定的时间内无法消除故障点，应立即汇报上级，请示 停机处理。 对于容量或接地电流超过上述规定值的发电机，应立即将发 电机从电网解列，并断开励磁。 二、发电机定子接地 45 发电机事故处理 （四）发电机定子接地故障处理 2.处理 （1）根据零序电压表指示的情况，判断故障的可能范围。 （2）穿绝缘靴，戴绝缘手套，到现场对发电机本体及引出 线进行外部检査，有无明显故障点（注意与接地点保持足够的 安全距离），发现故障点应设法消除。 （3）如无明显故障点，则应划分区域进行测试（根据一次 系统接线情况而定，如高压厂用变压器的高压侧有开关，应切 换厂用），观察接地是否消除。 （4）汇报值长或调度，得其许可，退出自动励磁调节装罝 （改手动调节运行），停发电机强励装置，将自动励磁调节用 到的TV停电，观察接地是否消失。 二、发电机定子接地 45 发电机事故处理 （四）发电机定子接地故障处理 2.处理 （5）停用发电机从TV取电压量的各保护（如电压闭锁过电 流、失磁等保护），将保护及测量TV分别停电，用验电器检查 接地是否消除（在此过程中，联系机炉等其他专业人员，保持 当时的温度、压力、流量，电气运行人员不得调整负荷，以电 流表监视发电机运行）。 （6）如接地点判明为定子绕组接地，则请示解列停机处理 。 （7）如定子接地保护投跳闸位置，保护动作，应手动恢复 已跳闸开关把手并检查厂用电源运行情况是否良好。 对于接地保护投跳闸位罝的发电机，接地后发电机没有跳闸 ，运行人员应立即手动解列停机。若保护已跳闸，运行人员即 按跳闸处理。 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (一)发电机转子一点接地 发电机正常运行时，由于转子转速高，机械应力大，承受的 电负荷又重，因此，励磁绕组绝缘易受损坏，另外，由于转子 滑环和电刷的相对高速运动，使电刷磨损较大，磨下来的石墨 粉聚集在滑环及刷架上加之有其他粉尘，使该处绝缘电阻降低 ，就会造成转子绝缘下降或直接接地故障。 转子一点接地，构不成闭合回路，不会有短路电流。但一点接 地后，作用在励磁绕组对地绝缘电压将有所增加，容易引起绝 缘薄弱点的击穿造成两点接地。 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (一)发电机转子一点接地 因此在发电机组正常运行时，应经常测量励磁回路对地绝缘 电阻，其阻值不低于0.5M，并定时检查吹扫滑环等可能因污 染或其他原因而接地的部位。 目前一般发电厂普遍采用直流电压法来监视励磁回路的对地 绝缘。 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (一)发电机转子一点接地 直流电压法检查励磁回路对地绝缘，就是利用发电机变压器 组控制台上的励磁回路对地绝缘监察电压表和切换开关进行的 。其方法是测量出正、负极之间电压U+ -、正极对地电压U+、 负极对地电压U_，利用公式算出励磁回路绝缘电阻： 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (一)发电机转子一点接地 若正对地电压U+、负对地电压U-均很小时， 可得励磁回路绝 缘电阻R很大，说明励磁回路对地绝缘良好。 若正对地电压U+与负对地电压U-之和等于转子电压，可得R 为零，说明励磁回路有一点金属性接地。 若正对地点压U+与负对地电压U-之和大于零而小于转子电压 ，说明励磁回路有对地绝缘下降的地方， U+ 与U-之和越大说明其接地电阻越小，反之则接地电阻越 大。 1. 判断励磁回路对地绝缘情况 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (一)发电机转子一点接地 1. 判断励磁回路对地绝缘情况 若正极对地电压U+ 大于负极对地电压U-，说明接地点或绝 缘降低处靠近负极一端， U+ 比U-大得越多，说明接地点越靠近 负极，当U-为零时，说明接地点或绝缘降低点就在负极或负极 的头几匝线圈上，反之接地点或绝缘降低点就越靠近正极。 U+ 比U-大得越多，接地点 或绝缘下降点就越靠近负 极，反之，就越靠近正极 。 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (一)发电机转子一点接地 1. 判断励磁回路对地绝缘情况 当保护动作后或正常绝缘检查时，运行人员切换励磁回路 对地绝缘监察电压表,由表计指示来判断接地情况。 运行人员应根据正对地电压U+ 、负对地电压 U-的数值大 小来判断接地点的大致位置或绝缘下降的程度及何处绝缘下降 ，以确定如何处理。 U+ 比U-大得越多，接地点或绝缘下降点就越靠近负极，反 之，就越靠近正极。 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (一)发电机转子一点接地 2. 励磁回路一点接地故障处理 现象。 测量励磁回路绝缘电阻，换算后其绝缘值低于0.5M。安装 有转子一点接地保护的机组，“转子一点接地”信号光字牌亮， 并伴有警铃响。 （2）处理： 1）对励磁回路各部进行详细检查，包括整流柜、集电环、 各部导线、电缆外皮绝缘有无破损，各端子排线头有无搭接， 灭磁开关、整流柜、灭磁电阻等有无接地现象，如有应予以消 除。 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (一)发电机转子一点接地 2. 励磁回路一点接地故障处理 2）对有直流发电机励磁的机组，应对整流子、集电环上的 电刷进行详细检查，如电刷有无跳出，刷辫有无碰触外壳等现 象，如有应消除。 3）用压缩空气吹扫整流子表面和集电环。 4）倒换备用励磁系统运行，以确认是否工作励磁系统接地 还是转子绕组接地。 5）如果判断为转子内部一点接地，应停用强励装置，经上 级许可投入两点接地保护。 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (一)发电机转子一点接地 2. 励磁回路一点接地故障处理 6）发电机两点接地保护投入后，应将发电机横差保护投至 限时跳闸位置运行。因为转子两点接地时会导致横差保护误动 作，因为在发生转子两点接地时，发电机应由两点接地保护动 作跳闸，但这时横差保护跳闸也是许可的，不过为了防止转子 回路偶然瞬间两点接地时，横差保护误动作，装设了时间继电 器，当发生转子二点接地时，经0.51.5s延时跳开发电机。 7）如接地发生在转子绕组的端部，两点接地保护可能投不 上，这时运行人员应密切注意转子电流、电压情况，如发生两 点接地现象，应立即将发电机解列。 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (二)发电机转子两点接地 （1）当励磁回路发生一点接地时，由于没有构成电流回路 ，也就没有故障电流流过接地点，所以对发电机组的运行没有 直接影响，但可能导致励磁回路有些地方对地电压升高，也可 能导致励磁回路两点接地故障。 励磁回路两点接地时，构成短路对发电机运行的危害是相 当严重的。由于产生很大的短路电流，将使发电机转子部分绕 组温度升高，严重时将使转子绕组遭到损害，甚至引起火灾， 同时由于励磁电流及励磁线圈的变化，引起发电机气隙磁通的 不对称，使发电机产生强烈的振动，可能使发电机遭破坏。由 于转子磁通的畸变，在定子绕组感应出偶次谐波电动势分量， 使发电机的机端电压有所下降。 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (二)发电机转子两点接地 因此，励磁回路两点接地保护必须作用于停机。在运行中 ，如果发生励磁回路两点接地故障而两点接地保护拒动或没投 两点接地保护，运行人员应立即手动拉开主开关和灭磁开关。 另外短路电流流经转子本体，将使这部分区域由于流过很大的 短路电流而过热，使转子缓慢变形而造成偏心，其结果将加剧 振动。当短路电流很大时，还会造成转子和汽缸等部件磁化。 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (二)发电机转子两点接地 1）现象： 定子电流指示零或增大；励磁电压降低或近于零； 励磁电流增大；无功表指示下降；有功表指示稍低； 发电机发生强烈振动；机组可能失磁； 当两点接地保护投入时发电机跳闸， 并发出警报 ，“掉牌未复归”光字牌亮。 (2）转子回路两点接地时的处理 三、发电机转子接地 45 发电机事故处理 (二)发电机转子两点接地 2）处理： 如发电机已跳闸，则恢复已跳闸开关把手及警报并立即检查 厂用电源联动是否良好， 如厂用电源没联动，应予手动投入。 如有上述事故现象，而两点接地保护没投入或拒动，应立即 拉开主开关、灭磁开关将发电机与系统解列。 将发电机强励及自动励磁调压装置停用。 将发电机磁场电阻加至最大（有感应调压器应将其减到0） 。 将发电机在不同转速下测定转子绝缘电阻。 若不是转子接地，应将接地点切除后重新并列。 确认是转子接地，通知检修，汇报上级。 。 (2）转子回路两点接地时的处理 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 如果发电机变压器组高压侧断路器为分相操作，当发变组 并网时可能发生非全相合闸； 当发变组解列时可能发生非全相 分闸；正常运行或事故时也能发生非全相跳闸。 一般发电厂主开关为分相操作的发变组均装设了非全相保 护，并经延时作用于跳主开关。如果非全相保护和负序保护拒 动，可能造成发电机组较长时间非全相运行。 此时由于三相不对称而产生了负序电流。负序电流产生负 序旋转磁场，负序旋转磁场在转子绕组、转子铁心里感应出倍 频的交流电流，使损耗增加，导致转子绕组、转子铁心严重发 热，并使机组产生强烈的振动。 因为单元机组中升压变压器一般都采用Yd11点接线，在此 就以这种接线方式为例说明发变组主开关非全相时的现象。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 1. 高压侧中性点接地，主开关A相断开 由上式可以看出İA2和İA1 的相位差为180 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 1. 高压侧中性点接地，主开关A相断开 将髙压侧的正序、负序、零序电流分别折算到变压器低压侧。 由于零序电流只能在变压器低压侧三角形绕组内流通，而不能 流到发电机定子绕组中，因此只画出正序和负序电流。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 1. 高压侧中性点接地，主开关A相断开 实际流过发电机定子的电流（即 表计显示电流值）为正序电流和 负序电流的相量和，如图46 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 1. 高压侧中性点接地，主开关A相断开 如果变压器高压侧中性 点接地，当主开关A断开 发电机定子b相电流最大 ，a相和c相电流相等， b相电流小于2倍的a相电 流； 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 1. 高压侧中性点接地，主开关A相断开 结论： 如果变压器中性点接地，当主开关A断开时，发电机定子b 相电流最大，a相和c相电流相等，b相电流小于2倍的a相电流 ； 当主开关B相断开时，发电机定子c相电流最大，a相和b相 电流相等，c相电流小于2倍的a相电流； 当主开关C相断开时，发电机定子a相电流最大，b相和c相 电流相等，a相电流小于2倍的b相电流。 当变压器髙压侧套管处或刀闸处发生一相断线时，发电机 定子电流同上。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 2. 主变中性点不接地，主开关A相断开 结论：当主开关A相断开时，发电机定子b相电流最大，a相 电流等于c相电流，且b相电流等于2倍a相电流； 当主开关B相断开时，发电机定子c相电流最大，a相电流等 于b相电流，且c相电流等于2倍a相电流； 当主开关C相断开时，发电机定子a相电流最大，b相和c相 电流相等，且a相电流等于2倍b相电流。 当变压器髙压侧套管处或刀闸处一相断线时，发电机定子 电流现象同上。 当主变中性点不接地时，由于零序阻抗为无限大，所以零 序电流为零，因而A相的正序电流和负序电流的大小相等，方 向相反。以后的分析方法和主变中性点接地时分析方法样。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 3. 主变中性点接地时，主开关B、C两相断开 由上式可知：A相正序电流 、负序电流、零序电流大小相等 ，相位相同。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 3. 主变中性点接地时，主开关B、C两相断开 实际流过发电机的 定子电流（即表计 显示的电流值）为 正序电流和负序电 流的相量和，相量 图如图4-10所示。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 3. 主变中性点接地时，主开关B、C两相断开 如果变压器中性点接地，主开关B 、C两相断开时，发电机定子b相电流为零 ，a相和c相电流相等； 当主开关C、A两相断开时，发电机 定子c相电流为零，a相和b相电流相等； 当主开关 A、B两相断开时，发电 机定子a相电流为零，b、c两相电流相等， 当变压器高压侧套管处或刀闸处 发生两相断线时，定子电流同上所述。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 当主变压器中性点不接地而主开关断开两相时，由于零序 阻抗为无限大，因而正序、负序、零序电流均为零，从而使发 电机定子电流均为零。 当主开关非全相时，一般有主开关三相位置不一致信号， 且表示主开关合闸的红灯不亮。 当自动准同期并网时出现非同期全相合闸，绿灯仍亮平光 。当主开关出现非全相跳闸或手动并网时非全相合闸时，绿灯 闪光。 当主开关非全相时，如果负序电流达到整定值（一般按正 常允许的负序电流值整定） 非全相保护就会动作，跳开主开关 。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 4. 发变组主开关出现非全相的原因 一般有以下几种： （1）三相合闸回路为分相控制时，有的相合闸回路接触不好 而导致该相合不上。 （2）三相分闸回路为分相控制时，有的相分闸回路接触不好 而导致该相分不开。 （3）操作机构卡住或主开关本身机构卡住。 为了避免主开关发生非全相故障，在机组启动前必须作好主开 关的拉、合闸试验，并检查控制回路良好。在机组运行中，运 行人员也要根据相关的信号来确定跳闸回路是否完好。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 5. 非全相故障的处理方法 （1）发电机并网和解列时，一定要严密监视发电机负序电流 的变化，及时发现主开关非全相动作。 （2）出现非全相故障时，如果非全相保护正确动作，则按跳 机后进行处理。 （3）若非全相保护未动，而断路器失灵保护动作时，将跳开 所在母线的所有开关。 （4）如果并列时发生非全相故障，立即解列。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 5. 非全相故障的处理方法 （5）如果在发电机解列时发生两相断不开情况，可立即试合 一次。 仍不行时，应调节汽轮机的输出功率和发电机的励磁电流 ，使有功和无功功率接近于0，发电机电流维持在最小，密切 监视发电机负序电流值。此时机组必须维持在额定转速，切忌 断开励磁系统，并通知检修立即处理，同时汇报调度。处理不 了时，紧急断开上一级开关。 四、发电机非全相运行故障处理 45 发电机事故处理 5. 非全相故障的处理方法 （6）如果在发电机解列时发生一相断不开情况，可立即再手 动拉一次。无效时，立即对机组进行调整，使发电机电流维持 在最小值，密切监视发电机负序电流值。此时机组必须维持在 额定转速，并通知检修立即处理，同时汇报调度。处理不了时 ，紧急断开上一级开关。 （7）汽机先打闸联跳发电机时，出现非全相故障，必须立即 汇报调度，紧急断开上一级开关。 五、发电机过负荷运行 45 发电机事故处理 1. 现象 发电机定子电流超过额定值。 2. 处理 （1）当发电机定子电流超过正常允许值时，首先应检查发 电机功率因数和电压，并注意过负荷运行时间，作好详细记录 ； （2）如系统电压正常，应减少无功负荷，使定子电流降低 到允许值，但功率因数不得超过0.98 (迟相），定子电压不得低 于额定值； （3）如发电机电压低于额定值的95%时，不能减无功，应 报告值长，降低有功负荷； （4）加强对发电机各测点温度的监视，当定子或转子绕组 温度偏髙时应适当限制其短时过负荷的倍数和时间。 六、发电机温度异常 45 发电机事故处理 1. 现象 发电机温度异常报警。 2.处理 （1）稳定负荷，打印全部温度测点读数，并记录当时的 发电机有功、无功、电压、电 流、氢压、冷氢温度； （2）调出CRT画面，连续监视报警次数； （3）检查三相电流是否超过允许值，不平衡度是否超过 允许值； （4）检査发电机三相电压是否平衡，功率因数是否在正 常范围内，保持功率因数在 0.90.98（迟相）之间； （5）如发电机冷却器入口风温超过规定值，应调整氢冷 器水量和水温来降低风温； 六、发电机温度异常 45 发电机事故处理 2. 处理 （6）如发电机氢气压力低时，应査明原因并补氢； （7）如发电机定子冷却水支路水温髙，应调整闭式冷却 水水量和水温； （8）适当降低发电机无功负荷，但功率因数不得超过 0.98（迟相），电压不得低于额定电压的95%； （9）查看相对应的出水温度及其他温度测点指示，进行 核对，分析判断是否检测元件故障； （10）査看绝缘过热监测装置是否报警； （11）检査发电机测温元件接线端子板上的接线柱有无 腐蚀、松动现象，以确定是否由其引起； 六、发电机温度异常 45 发电机事故处理 2.处理 （12）降低发电机负荷（5%一级），并加以稳定，观察 其变化趋势，如在不同负荷工况下某元件始终显示异常，说 明该热电偶及电阻元件可能损坏。 经上述处理无效或表明发电机内部异常时，应降低有功 负荷，使温度或温差低于限额。 并汇报值长，要求检修人 员进行进一步检查。当发电机定子线圈温度达90、绕组温 差达14或定子支路温差达12时（确认测点及回路正常） ，应立即汇报值长，请示停机处理。 七、发电机发生振荡或失步 45 发电机事故处理 电力系统发生重大事故，例如短路或突然切除带大量负荷的 发电机和线路时，或原动机 输入转矩突然变化，往往使个别的 发电机或全厂的发电机与系统之间发生电流和功率的激烈振荡 ，有时可能出现个别发电机与系统失步。 发电机发生振荡，就是发电机的电磁功率与汽轮机的机械功 率之间的平衡遭到破坏，发电机转子获得了加速度（包括正的 和负的）。因此， 发电机在振荡时间内，一瞬间向系统送出功 率，另一瞬间又从系统吸收功率。这种振荡现象如果得不到及 时的有效处理，就可能导致机组失步，甚至可能损坏机组，并 破坏电力系统的稳定性，导致更大事故。 七、发电机发生振荡或失步 45 发电机事故处理 1. 现象 （1）定子电流表的指示剧烈摆动，电流有可能超过正常值 。 这是因为电压、电动势间的夹角发生了变化，出现了 电动势差，在电动势差的作用下， 发电机之间流过环流， 又由于转子转速的摆动，使电动势间的夹角时大时小，力距 和功率也时大时小，因而造成环流也时大时小，所以定子电 流表的指针来回摆动，而这个环流加上原来的负荷电流，其 值就有可能超过正常值。 七、发电机发生振荡或失步 45 发电机事故处理 (2)发电机定子电压表和其他母线电压表的指针剧烈摆动 ，且经常是降低。 在两个振荡部分之间连接网络上的各点电压，包括发电厂的 主母线及发电机母线上的电压，都和两个振荡部分电机电动势 间的夹角有关，出现夹角变化，电压也就摆动。系统中两个振 荡部分的电源间还有一个电气中心点，此点电压最低。其他各 点一般也比正常时为低， 这是因为电流大，压降也大的缘故， 不过发电机电压的波动幅度不是很大的，当有自动电压调整器 时，电压的波动幅度就更小。 七、发电机发生振荡或失步 45 发电机事故处理 （3）有功与无功电力表的指针在全刻度摆动。 这是因为发电机在未失步时的振荡过程中送出的有功功率 时大时小，以及失步时有时送出有功有时吸收有功的缘故。 （4）转子电流表的指针在正常值附近摆动。 发电机在振荡或失步时，定子磁场和转子之间就有相对速 度，转子的线圈和其他金属部分中都会感应起交变电流，这个 电流的大小与定子的磁场有关，也就是说与定子电流的大小有 关，还与转子、定子磁场之间的相对速度有关。现在定子电流 波动，所以也就使这个电流波动，在转子线圈中这个波动的电 流叠加在原来的励磁电流上，就使得转子电流表的指针在正常 值附近摆动。 （5）发电机发出鸣音，其节奏与表计的摆动合拍。 七、发电机发生振荡或失步 45 发电机事故处理 2.判断 在事故情况下，往往是并列运行着的各台发电机的表计都在 摆动，监盘应当正确辨别出是哪台机组引起的失步，可从以下 几方面来区别： （1）由于本厂发生事故引起的失步，可以从本厂的操作原 因或故障地点来判定哪一台有关机组可能失步； （2）一般来说，失步发电机的表计摆动幅度比别的发电机 厉害； （3）失步发电机有功电力表的摆动是全刻度的，甚至撞到 两边的针档，而其他机组则在正常负荷值左右摆动，而且当失 步发电机的有功电力表的表针摆向零或负时，其他发电机的表 针则摆向正的指示值大的一侧，即两者摆向正好相反。 七、发电机发生振荡或失步 45 发电机事故处理 3.处理 若发生趋向稳定的振荡，即愈振荡愈小，则不需要操作什么 ，振荡几个周期即可恢复正常，但要作好事故扩大的思想准备 。处理这种事故，一方面要冷静沉着地分析，准确地判断；另 一方面要有整体观念，及时报告调度，听从指挥。 （2）若因系统故障引起发电机振荡，应尽可能地增加发电机的 无功，提髙系统电压，并适当降低发电机的有功负荷，创造恢 复同期的条件。在AVR自动方式运行时，严