
发布时间:[ 2024-08-07 08:04:58]
摘要:失磁保护用于保护失励或低励导致的发电机异常,发电机失磁后,将过渡到异步运行,转子产生转差,定子电流增大,电压下降,有功功率下降,反向无功容量增加(从机构中吸收无功增加),引起机构电压下降。失磁后,发电机机端测定阻抗产生变化。本文主要研讨了发电机失磁后机端检测阻抗的变化轨迹和优点,并推荐了怎生采取合理措施排除失磁问题,提高发电机的稳定性和可靠性。希望读者在实际运用中能够更好地理解和应用相关知识。
发电机失磁是指磁场在一定状况下消失或减弱,从而使发电机无法正常发电。在失磁情况下,发电机的电气数据会产生变化,从而导致阻抗发生变化。主要表现为:
失磁后,发电机定子中的电流会发生较大波动,引起发电机的感应电动势变化较大,从而使发电机的恒定值阻抗模值减小。
失磁后,发电机的电气数据变化,引起阻抗相位角发生变化。
发电机与无穷大系统并列运行等值电路和相量图分别如图1、图2所示。图中?d为发电机的同步电动势;úg为发电机端的相电压;ús为无穷大机构的相电压;?为发电机的定子电流;Xd为发电机的同步电抗;Xs为发电机与系统之间的联系电抗,XΣ=Xd+Xs;φ为受端的容量因数角;δ为?d和ús之间的夹角(即功角)。根据电机学知识,发电机送到受端的容量S=P-jQ(规定发电机送出感性无功容量时表示为P-jQ)分别为
在正常运行时,δ<90°;通常当不考虑励磁调节器的危害时,δ=90°为稳定运行的极限;δ>90°后发电机失步。
发电机从失磁开始到进入稳态异步运行,一般可分为以下三个阶段。
在此阶段中,转子电流逐渐减轻,发电机的电磁功率P开始减轻,因为柴油发电机所供给的机械功率还来不及减少,故而转子逐渐加载,使?d和ús之间的功角δ随之增大,P又要回升。在这一阶段中,sinδ的增大与E。的减小相互补偿,基本上保持了电磁功率P不变。与此同时,无功容量Q将随着?d的降低和δ的增大而迅速减小,按式(2-33)计算的Q值将由正变为负,即发电机变为吸收感性的无功容量。容量角如图3所示。
如上所述,式(2-35)中的Us、Xs和P为常数,而Q和φ为变数,因此它是一个圆的方程式,表示在复阻抗平面上如图4所示。
由于这个圆是在有功容量P不变的要素下作出的,因此称为等有功阻抗圆。由式(2-34)可见,机端测量阻抗的轨迹与P有密切关系,对应不一样的P值有不一样的阻抗圆,且P越大时圆的直径越小。发电机失磁以前,向机构送出无功功率,φ角为正,测定阻抗位于第一象限,失磁以后随着无功功率的变化,φ角由正值变为负值,因此测定阻抗也沿着圆周随之由第一象限过渡到第四象限。
对柴油发电机组,当δ=90°时,发电机处于失去静态稳定的临界状态,故称为临界失步点。此时由式(2-34)可得输送到受端的无功功率为
式(2-36)中Q为负值,表明临界失步时,发电机自装置吸收无功容量,且为一常数,故临界失步点也称为等无功点。此时机端的测定阻抗为
由式(2-37)可知,发电机在输出不一样的有功功率P而临界失稳时,其无功功率Q恒为常数。φ为变量,也是一个圆的方程,为以jXS和一jXd两点连线所示。
这个圆称为临界失步圆也称静稳阻抗圆或等无功圆。其圆周为发电机以不一样的有功容量P而临界失稳时,机端检测阻抗的轨迹,圆内为静稳破坏区。
静稳破坏后的异步运转阶段可用的等值电路来表示,按图1所示的电流正方向,机端测量阻抗应为
当发电机空载运行失磁时,转差率s≈0,R2/s≈∞,此时机端检测阻抗为较大,即
当发电机在其他运行方式下失磁时,Zg将随转差率增大而减少,并位于第四象限。极限状况是当fg→∞时,s→-∞,R2/s→0,Zg的数值为较小。此时,有
综上所述,发电机失磁前在过激状态下运转时,其机端检测阻抗位于第一象限(见图5中的a或a'点),失磁以后,测量阻抗沿等有功圆向第四象限移动。
当它与静稳阻抗圆(等无功阻抗圆)相交时(b或b'点),表示机组运行处于静稳定的极限。越过b(或b')点以后,转入异步运转,最后稳定运转于c(或c')点,此时平均异步容量与调节后的柴油发电机输入容量相平衡。
异步边界阻抗特性圆是以一jX/2和一jX。两点连线所示,进入圆内表明发电机已进入异步运行。异步边界阻抗圆小于静稳极限阻抗圆,完全落在第三、四象限。故而在同一工况的装置中运行,若失磁保护采用静稳极限阻抗元件,在失磁损坏时一定比采用异步边界阻抗元件动作得更早。因为异步边界阻抗特点圆没有一、二象限的动作区,采用异步边界阻抗元件有利于减小非失磁损坏时的误动几率。
为了便于和失磁情形下的机端检测阻抗(见图6中的Zg4)进行鉴别和比较,现对发电机在下列几种运转情况下的机端测定阻抗进行简要说明。
当发电机向外输送有功容量和无功容量时,其机端测定阻抗Zg位于第一象限,如图6中的Zg1,它与R轴的夹角φ为发电机运行时的功率因数角。当发电机只输出有功功率时,测量阻抗Zg2位于R轴上。当发电机欠激运转时,向外输送有功容量,同时从电力机构吸收一部分无功容量(Q值变为负),但仍保持同步并列运行,此时,检测阻抗Zg3位于第四象限。
当采用0°接线方法时,损坏相检测阻抗位于第一象限,其大小和相位正比于短路点到保护装配地点之间的阻抗Zk,如图6中的Zg5。如继电器接于非故障相,则检测阻抗的大小和相位需经主要解说后确定。
根据图2-30所示装置振荡时机端检测阻抗的变化及其对保护影响的简述,当假定机端母线为无限大母线,即认为Ed=US时,振荡中心位于?ⅹΣ处。当XS≈0时,振荡中心即位于 ?ⅹ’d处,此时机端测定阻抗的轨迹沿直线°时,测定阻抗的较小值。系统产生振荡时,即使XS≈0,振荡阻抗轨迹均不会进入异步边界阻抗圆,采用异步边界阻抗判据的失磁保护不可能误动。
在发电机接近于额定速度,不加励磁而投入断路器的瞬态,与发电机空载运转时发生失磁的情况实质是一样的。但因为自同步并机的程序是在断路器投入后立即给发电机加上励磁,因此,发电机无励磁运转的时间极短。对此情形,应该采取方案预防失磁保护的误动作。
气门接触面配合宽度与角度的检测方法
检测柴油机气门接触面的配合宽度与角度方法是红丹油(或普鲁士蓝)涂色试配法。气门锥角通常为45°或30°,而配合宽度则需控制在特定范围内,过窄密封不良,过宽则容易积炭。本文围绕配合宽度、接触面角度、测量工具与辅助判断三个层面展开柴油机曲轴箱强制通风(PCV)系统原理与作用
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