发电机失磁跳闸原因分析及防止对策

1、发电机失磁跳闸原因分析及防止对策 摘要叙述了大武口发电厂相继投入运行的 JLQ-500-3000 型交 流励磁机(主励磁机)、YJL-100-3000交流永磁机(付励磁机)和GLT-S 型励磁调节器，在运行期间，其发电机低励磁失磁保护先后动作跳闸 了1 1次，严重危及西北电网及宁夏电网的稳定运行的情况，分析了失 磁保护动作的原因，制定了相应的防止对策。 1 发电机失磁跳闸的典型事例 (1) 1987 年9月14日19:23，发现 3号机主励磁机炭刷冒火，电 气运行值班人员在处理过程中，由于维护经验不足，调整电刷弹簧压 力时将正、负极同时提起，使运行中的发电机励磁电流中断，造成失 磁保护动作，

2、3 号机出口 208 开关跳闸。 (2) 1987 年 11 月 28 日，全厂 2， 3，4号机组运行， 1 号机组停 运，总负荷280MWV 4号机组带80MV负荷运行。8:15, 4号机励磁系统 各表计指示摆动，随之出现“励磁异常”、“强励限制”、“保护动 作”等光字。4号机210开关跳闸，励磁调节B柜DZB开关联动，经查 低励失步保护动作,励磁回路未发现异常情况。 8:21 ,将 4号机并入 系统，当负荷加至80MV时，4号机再次出现上述现象，210开关跳 闸。经分析认为励磁调节器有隐蔽性故障,故启动备用励磁机运行。 4 号机励磁调节柜停运后，经检查发现 A柜综合放大器和电压反馈的 R

3、15 电阻、C3滤波电容焊点孔位偏移，接头开焊脱落引起反馈电压波形畸 变,导致励磁运行参数摆动,造成瞬间失磁。 (3) 1989 年 6月 29日, 1, 2, 3, 4号发电机运行,全厂总出力 395MWV 9:20，1号机无功负荷由65Mvar降至0,并出现“强励动 作”、“强励限制”、“过负荷”光字, 2号机出现“强励动作” 、 “强励限制”、“过负荷”、“失磁应减载”光字，调整 1 号机无功 负荷把手加不上，急将调节器由“自动”倒为“手动”方式，将无功 负荷增加到40Mvar，同时调整2号机无功负荷，使两台机组各参数趋 于稳定。经查 1 号机有“低励失磁”动作信号，由于值班人员精心监

4、盘，反应敏捷，处理果断，避免了一次 1号机失磁跳闸事故 (同年 6月 6日曾发生过上述同样的现象，即造成了跳闸 )。事后经分析认为电网 无功负荷欠额较大，引起发电机无功负荷超过允许值，各机发生互抢 无功现象。 (4) 1989 年 6年 30日， 1、2、4号发电机运行，总负荷 295MW， 3 号机备用。1号机带有功负荷95MW，无功负荷56Mvar, 17:15, 1号机 无功负荷同时升至80Mvar以上，随之1号机的所有表计指示到零， 001MK开关跳闸，出现“保护动作”光字，查系失磁保护动作跳闸。停 机后立即检查励磁回路，发现 1号机主励磁机失磁开关LMK系C02- 40/02型直流接

5、触器)，原设计容量为40A,实际运行电流达5060A, 一直处于“过载”工况下运行,久而久之过热造成弹簧压力降低,接 触不良,加速过热使其元件老化,触点发热融化将励磁灭磁电阻 (ZG11-200 型) 串入运行,使磁场减弱,造成失磁跳闸。 2 发电机励磁跳闸原因分析 2.1 归类分析 19861994年 11 次发电机失磁跳闸事故大致原因列于表 1。 见表 (1) 从表 1 可以看出运行人员素质及责任占 6次,检修人员素质及 责任占 4 次,设备问题占 4 次,安装单位占 3 次。纵观这 11 次事故的 比例可清楚的看到运行人员素质及责任占 60%,检修责任占 40.4%,设 备问题及安装质量

6、各占 40%和 30%。可见加强运行人员的现场业务培 训，提高技能，增强值班人员现场判断、处理事故的能力是当务之 急，同时也是尽量避免或减少发电机失磁跳闸事故的重要环节。其它 原因占到 5 次，即总事故的 45%，这些原因牵扯面比较大，也较为复 杂。其中包括：现场人员的管理、技术管理、有关单位的管理、设计 单位及制造单位的技术问题等。 (2) 从事故发生周期和时间也可较为明显的看到，新投产的设备不 论是从设备运行状况和人员责任都有一个转化过程。随着设备运行的 逐渐稳定，各个元件参数、定值以及各项技术资料、管理制度的不断 修改完善，事故率在逐年减少。再者，事故跳闸时间大多集中在夏 季，因夏季西北

7、气候干燥闷热，由于晶体管保护元件易受气温、湿 度、环境影响，参数不稳定。每逢夏季加强对晶体管保护的管理、检 查、维护也是一个不可忽视的问题。 2.2 技术分析 同步发电机在运行过程中，可能会全部或部份失去励磁，其原因 大致可分为以下几种： (1) 励磁回路开路，励磁绕组断线。如：灭磁开关、接触器误跳 闸，磁场变阻器接头接触不良，励磁回路开路，可控硅励磁装置中部 份元件老化、开焊、损坏等。 (2) 励磁绕组长期发热，绝缘损坏接地短路。 (3) 系统振荡，功率发生严重不平衡，系统吸收大量无功负荷，静 稳定遭破坏，发电机组抢无功，原动机系统失灵或反应迟缓引起发电 机失去平衡，振荡、失磁跳闸。 (4)

8、 运行人员误调整，如：调节器运行方式不合理、投退操作开关 失误、调整不及时、维护励磁碳刷方法不当等。 3 预防措施及解决办法 发电机失磁后，向电网送出的有功功率大大减少，转速迅速增 加，同时从电网中吸收大量无功功率，其数值可接近超过额定容量， 因此，造成电网电压下降。当电压降低过大时，会使系统失去稳定， 引起电网振荡电压崩溃而导致大面积停电事故。而对发电机本身而 言，将使发电机端部铁芯温度过高而损坏 ( 某些结构的转子如：绑线式 转子会因过热发生脱焊 ) ，轴瓦振动过大损坏。 为了吸取教训，总结经验，尽量减少避免此类事故的发生，应采 取相应的预防措施和解决方法。 (1) 加强对全员的爱国、爱厂

9、、爱本职岗位的“三热爱”思想教 育，牢固树立“安全第一，预防为主”的安全意识。提高主人翁责任 感，把责、权、利有机的结合起来，当好企业的主人。 (2) 根据设备的技术要求，重点抓好职工的技术培训，尤其是对运 行人员抓业务训练、岗位练兵，争取多途径、多形式的现场技术培 训。把重点放在本职岗位的业务轮训上，结合现场实际进行技术讲 课、技术练兵、现场演示、反事故预想等。领导者与决策者在职工技 术培训上狠下功夫，以尽快提高运行人员的业务素质及事故处理的应 变能力。 (3) 对设计制造单位生产的励磁调节器各参数的配合关系进行核 实，对不合理的、与现场工况不符的参数结合调试大纲进行修改、整 理为符合现场实

10、际的、完善的现场调试规程。 (4) 根据现场调试规程，组织检修人员深入研究、学习，并组织好 技术讲课，现场演示，使检修人员弄清调试规程的全部内容，以提高 检修人员的技术水平，必要时可派检修人员到厂家参加安装调试，更 进一步了解掌握发电机励磁系统的全部元件性能。 (5) 对设备的实际运行容量及设备额定容量进行核实，使设备在运 行中有足够的裕度。 (6) 对励磁调节器的工作现场安装空调装置，并且对晶体管元件进 行筛选，提高使用元件质量。 4 结束语 失磁保护是发电机异常运行的主保护之一， 80 年代以来投产的一 些大、中型发电厂大都采用晶体管整流型励磁系统，并配套使用发电 机失磁保护。除对运行人员业务素质要求外，检修人员及技术管理部 门也要对此设备的制造性能以及运行参数进行学习了解更是势在必 行。 发电机失磁跳闸事故在我厂 9 年多的运行中，占电气发电机变压 器保护跳闸事故的 60%以