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发电机失磁跳闸原因分析及防止对策

时间:2009-12-06 14:25 来源:未知 手机版

〔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11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 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,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280 MW,4号机组带80 MW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80 MW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R15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395 MW。9:20,1号机无功负荷由65 Mvar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40 Mvar,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295 MW,3号机备用。1号机带有功负荷95 MW,无功负荷56 Mvar,17:15,1号机无功负荷同时升至80 Mvar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CO2-40/02型直流接触器),原设计容量为40 A,实际运行电流达50~60 A,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

    1986~1994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) 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、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。