勵磁裝置

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發電機勵磁櫃保護係統-了解常見故障/故障條件

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發電機勵磁櫃保護係統-了解常見故障/故障條件

發布日期:2019-07-24 作者: 點擊:

控製麵板設計發電機控製係統時,發電機保護組件通常包含在同一個機櫃中,用於中小型設施的運行。發電機勵磁櫃保護裝置和接線與控製電路裝置和接線分開。但是,它們可以與發電機停機控製係統和警報/監控功能接口。

一、發電機保護可分為以下幾類: 

1、內部故障——定子和/或勵磁繞組(轉子)中的相位和/或接地故障。

2、異常運行條件-問題如:失磁、過載、過壓、欠頻/過頻、失去同步等。

發電機通過接地方法防止轉子和定子內部故障。發電機接地有多種方法。接地方法與設施的大小和複雜性成比例(更大和更複雜的設計需要更複雜的接地電路)。如果發電機沒有適當的接地,轉子和/或定子可能會在接地故障事件中損壞,無法修複。

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保護發電機免受異常運行條件的影響是由係統決定的。僅向照明和應急電路供電的應急電源係統不需要同步保護。本文提供了關於勵磁、頻率、反向功率、斷路器極閃和失步故障的信息。

二、斷路器故障

斷路器斷路器保護發電機轉子和定子免受電路負載側部件產生的故障。線路或電源斷路器向係統斷路器提供電壓。需要不可中斷電源的係統可以具有冗餘或備用能力,以快速繞過故障斷路器。根據故障情況,該功能可以是自動、手動或兩者的組合。

1、斷路器有兩種故障方式:

A、電路修理後,故障開路斷路器不會保持閉合狀態。斷路器跳閘導致斷路。

B、失敗的閉合觸點焊接在一起。斷路器在斷開、閉合和跳閘位置傳導電流。這會導致電路意外通電。

斷路器閃光也稱為電弧閃光,是電弧故障產生的光和熱的一部分。被認為是一種電爆炸。爆炸的放電是通過空氣到地麵或另一個電壓相位的低阻抗連接造成的。電弧爆炸是當不受控製的電弧蒸發金屬觸點時產生的超音速衝擊波。由於內部或外部汙染、低介電壓力和濕度,斷路器打開時,斷路器端子之間的同步過程中可能會發生閃絡。保護方案旨在滿足設施需求。

三、勵磁故障

正弦波發電機由在磁場中旋轉的轉子組成。使用磁場線圈的發電機需要電流產生磁場。利用電流產生磁場的過程稱為激勵。

1、可能會出現場丟失,因為:

A跳閘現場斷路器

B現場電路開路或短路。會導致滑環溢漏。

C勵磁電路的供電中斷。

發電機並聯運行時,發電機會因速度過快而失去磁場,並作為感應發電機從係統接收勵磁。發電機部件過熱是常見問題。磁場保護電路的丟失旨在防止磁場丟失時發電機的不安全和破壞性操作。

當發電機接收到比所需更多的激勵電壓時,這種效應被交流電源增加的反向通量抵消,並以容性負載的領先功率因數工作。如果勵磁磁場不正確,發電機將作為係統的電感或容性負載。先進的電力係統將使發生勵磁故障的發電機離線循環進行故障排除。

四、頻率和功率

發電機房磁性輪詢次數和發電機發動機轉速包括在計算中,以計算發電機的頻率。方程式是轉速×極點/120。以1800轉/分運行的4極發電機將產生60赫茲。

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如果發動機轉速升高超過規定的設定點或由於機械或發電機端問題而降低,頻率將按比例跟隨發動機。速度的提高會要求更高的頻率,速度的降低會降低頻率。先進的係統可以保護受影響的發電機並並聯備用發電機。

出現頻率異常的發電機必須在承擔負載之前進行維修。

當發電機並聯運行且一台發電機出現故障時,它滿足反向功率條件的標準。發生故障的發電機可以充當電動機,並從電網上運行的其他發電機吸取電流。由於故障發電機供電不足,電網斷電。此外,發生故障的發電機使用電網中的電力作為電動機運行。更先進的係統有采用反向功率繼電器的自動轉換和並聯係統。

同步是指一台以上的發電機並聯運行時向電網供電。當發電機並聯運行時,發電機的速度和頻率與成比例上升的電網容量相匹配。嚴重的故障可能會導致失去同步。這可能導致一台以上的發電機停止運行,並導致部分或完全斷電。已經開發出電路,在失去同步之前,在零電壓讀數的情況下使發電機停止運行。


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