当前位置:南通康诚重工机械有限公司 >> 新闻中心 >> 数字式发电机失磁保护原理分析
数字式发电机失磁保护原理分析
发电机发生失磁故障后,将过渡到异步运行,转子出移动式皮带输送机现转差,定子电流增大,定子电压下降,有功功率下降,无功功率反向并且增大;在转子回路中出现差频电流;电力系统的电压下降及某些电源支路过电流。由此可见发电机失磁故障严重影响大型机组的安全运行。
ARAS2筛料机741B数字式发电机失磁保护装置(以下简称装置)主要是用于同步发电机的失磁保护。
1 电XZS系列旋转筛气原理分析
本装置由励磁单段锤式破碎机电压检测元件、励磁电压-有功功率元件、阻抗元件、系统电压检测元件、负序电流、负序电压、过电流等元件组成。装置的保护功能方框图如图1所示。
图1 装置的移动式带式输送机保护功能方框图
当励磁电压降低或励磁电压-有功功率判据与系统低电压(Uhl)判据均满足时,表明失磁已经危及到电力系统的安全,则迅速发出跳闸命令。延时t1是为了刮板输送防止异步运行时系统电压短时降低而造成误动作。若励磁低电压判据或励磁电压-有功功率判据及阻抗判据得到满足,说明失磁故障已造成失去静稳,故发出失稳信号。
为了防止励磁低电压判据和励磁电压-有功功率判据在转子绕组内部断线时拒圆锥机绝动作,阻抗元件可经延时单独发出失稳信号,延时t3用于防止系统振荡时测量阻抗进入动作区误发失稳信号。
失稳信号发出后,对重型振动筛于水轮发电机不允许异步运行,故经短延时(tTZ整定为短时间)发出跳闸;对于汽轮发电机,允许失磁后异步运行一段时间,同时监视定子电流,若定子电流大于1.05倍额定电流(该定值可整定),表明平均异步功率超过0.5倍额定功率,发出压出力命令,为发电机继续运行创造条件。稳定异步运行一般允许2~15min(即tTZ=2~15min),过后再发跳闸命令以保证发电机本身安全。一般取t4=10s。
如果失稳信号发出后,系统低电压元件动作,也将迅速发跳闸命令,以保证系统安全。为了防止在PT断线,大倾角皮带机系统短路故障,强减励磁,自同期并列及长线充电等异常工况下保护误动作,装置中采取了相应的闭锁措施。
1.1励磁电压检测元件 (等励磁粉碎机电压判据)
励磁电压检测元件是一个低电压检自击式破碎机测元件,当励磁电压满足下式时动作:
Ufd≤(0.2~振动传感器0.8)Ufd0
Ufd破碎机0为空载励磁电压
大多数情况下失磁故障时,Ufd将下降为零或制砂石设备负值,而很多外部短路系统振荡等情况下Ufd有较高的数值。
1.2励磁电压-有功功率元件 (变励磁电压判据Ufd(P))
励磁电压-有功功率元件Ufd(P)检测发电机机端输出的有功功率P和励磁绕组两端的励磁电压Ufd。其整定值Ufd.set自动随P变化。
设发电机失磁初始的有功功率为P,失磁后到静稳边界之间为等有功过程,故达到静稳边界时的有功功率也为P。
汽轮发电机的稳态输出有功功率为: 水轮发电机的稳态输出有功功率为: 式中Ux-系统电压
Ed-发电机电势
Xs-系统电抗
XdΣ=Xd+Xt+Xs
XqΣ=Xq+Xt+Xs
Xt-变压器电抗
式(2)中的为水轮机凸极功率,则式(2)可写为: 当发电机失磁达到静稳极限边界时,功角δ=90°由此可得出如下边界方程:
对于汽轮发电机
对于水轮发电机
式中:Edj-发电机静稳极限电势
当不计磁路饱和时,发电机的同步电势与励磁电流成正比,而励磁电流与励磁电压成正比,所以同步电势与励磁电压成正比。
设Edj=K1·Ufdj(Ufdj为极限励磁电压),代入(4)和(5)式中,分别得到下面两个方程:
对于汽轮发电机 对于水轮发电机 式中k1可以从发电机空载特性曲线的直线部分得到,不同的机组k1值不同;相对于不同机组作为定值输入。
由以上分析可知:静稳极限时,励磁电压与输出有功功率之间是线性关系,斜率为K。汽轮发电机的励磁电压-有功功率特性是通过原点的一条直线。水轮发电机机端输出功率中含有凸极功率PT一项,因此水轮机励磁电压-有功功率特性是通过PT的一条直线,如图2所示。直线下方为发电机失步区,也即为保护动作区。励磁电压-有功功率元件的整定值Ufdset就是极限励磁电压Ufdj。它自动按图2中的直线关系随有功功率P变化,因此可得出下列动作判据:
汽轮发电机Ufd≤K·P (8)
水轮发电机Ufd≤K·(P-PT) (9)
a) 汽轮发电机 b) 水轮发电机
图2励磁电压-有功功率特性
阻抗元件作为失磁保护的定子判据是同步发电机中常用的判据,即利用定子回路的参数变化来鉴别发电机的失磁故障。当发电机正常运行时,机端测量阻抗为负载阻抗,当发电机失磁后,随着无功功率输出方向的改变,机端测量阻抗的轨迹由第一象限逐步进入第四象限。进入静稳边界,此时发电机的机械功率与电磁功率失去平衡。一旦进入静稳边界后,发电机将不可避免地进入异步运行状态。在其它条件相同时,失磁前有功功率越大,到达失步所需的时间越短。
当发电机失磁后,功角δ逐渐增大,当δ=90°时,处于临界失步状态。发电机的机端测量阻抗为: 由功角特性可知 在临界失步(即δ=90°)时,发电机送至系统的无功功率为: 将式(11)代入式(10)得: 式(12)是一圆的方程,圆心为。除发电机电抗外,不同的系统阻抗Xs,变压器电抗Xt决定了阻抗圆的位置和大小。阻抗圆特性如图3所示。
苹果圆形阻抗特性是由两个圆心坐分别为[R0,-jX0]和[-R0,-jX0]两个圆构成,如图4所示。
图3阻抗圆特性 图4苹果圆形阻抗特性
发电机失磁以后,发电机从系统中吸收无功功率,引起系统中电压变化,尤其是大容量发电机经长输电线与小系统相联系,发电机的失磁导致系统电压严重下降,系统不能稳定运行,威胁系统安全,此时必须将发电机从系统中切除。
2异常工矿的处理
2.1系统故障
当系统发生不对称短路或系统短路或短路切除后引起振荡时,都伴随有负序分量的出现,而失磁过程中,没有负序分量,因此装置中设有负序分量检测元件和装于A相的电流检测元件用以判别系统的故障。当检测到同时有负序电流和负序电压时闭锁本装置保护出口。当A相的电流超过本装置的整定值时,也闭锁本装置保护出口。
2.2 系统振荡
防止系统振荡导致本装置误动,除了采用负序分量元件外,还采用延时来躲过震荡。振荡时只是周期性的进入阻抗动作区,而不长期停留在动作区内。考虑较长振荡持续时间情况,阻抗元件采用t3=1.5s延时。励磁电压-有功功率元件采用t2=0.35s延时。
2.3 强减励磁
如果测量到机端电压高于本装置的给定定值时,而励磁电压低于本装置的给定定值,则确认为是强减励磁工况。闭锁本装置保护出口。
2.4 长线充电
发电机对长线充电进行零起升压实验时,机端测量阻抗是容性阻抗,线路越长,阻抗的绝对值越小,越易误动,实验表明,线路电压等级越高,机组容量越小时,误动的可能性越大,装置采用开入量的方法闭锁保护。
2.5 自同期
自同期并列,是把转差|S|<0.1,未加励磁的发电机投入系统,当出口断路器合闸后,立即合灭磁开关,给上励磁,把发电机拉入同步,因而自同期过程是失磁的逆过程。当合上出口断路器之后,机端测量阻抗的端点位于异步阻抗圆内,使装置误动,因此本装置采用开入量的方法来闭锁保护。
当长线充电或自同期开入任一条件满足时,发同期充电数字信号。
2.6 PT、CT断线
PT断线时,阻抗变小,导致阻抗元件误动,励磁电压-有功功率元件中有功功率受到影响,功率减小,不会误动,因此,PT断线闭锁主要是对阻抗元件而言。机端PT断线判断采用负序分量的方法,计算机端电压,电流的负序分量,当负序电压大于本装置的给定值,而负序电流小于本装置的定值时,认为PT断线,发信号,并闭锁阻抗元件。
当负序电压小于给定值,而负序电流大于定值时,认为CT断线。
相关资讯
- 振动筛分在椰子汁加工中的利用
- 白宫反对推出250亿美元汽车业救援新计划
- 矿山机械2010年发展前景展望与趋势分析
- 今年我国电力供需矛盾可基本缓解
- 地质导向钻井技术破解了薄油层勘探开发难题
- 电液助力转向是不是“今日红花”
- 速度比较表
- 101个热处理常用英文词汇
- 中学生发明空气污染监测及清除机器人
- 聚氨酯发泡设备的应用范围
相关产品
- 煤破碎机
- SP-400湿煤破碎机适用于煤炭、电力、科研等行业和部门破碎干燥或含有大于15%分的煤炭、矿石、岩石或其它 中等硬度物料。
- 立轴式破碎机
- 立轴式破碎机是综合国内外同类破碎机技术,有冲击破与锤破的优点,主要用于中、小型破碎水泥生料、熟料,用于建筑用砂、铁矿石、砂岩、石膏、煤矸石、块煤等其它中硬矿石的破碎。
- 立轴破碎机
- 立轴破碎机用于破碎各种中硬且磨蚀性弱的物料。
- 立式破碎机
- 立式破碎机是结合国内外预破碎技术,对主要结构参数进行优化设计研制而成,主要用于中、小型水泥厂破碎水泥熟料或原料(石灰石)。
- 矿石破碎机
- 矿石破碎机可广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学工业等众多部门。
- 复合式破碎机
- 复合破碎机用于破碎各种中硬矿石,可广泛应用于矿山、冶金、耐材、水泥、煤炭、玻璃、陶瓷、电力等行业。
- 复合破碎机
- 复合破碎机用于破碎各种中硬矿石,可广泛应用于矿山、冶金、耐材、水泥、煤炭、玻璃、陶瓷、电力等行业。
- 对辊式破碎机
- 对辊式破碎机适用于冶金、建材、耐火材料等工业部门破碎中、高等硬度的物料。
- 砂石破碎机
- 砂石破碎机是指排料中粒度大于三毫米的含量占总排料量50%以上的破石机械。沙石破碎作业常按给料和排料粒度的大小分为粗碎砂石破碎机,沙石设备、中碎砂石破碎机,沙石设备和细碎砂石破碎机,沙石设备。
- 对辊破碎机
- 对辊破碎机适用于在水泥、化工、电力、矿山、冶金、建材、耐火材料、煤矿等行业脆性块状物料的粗,中级破碎。
- 直通冲击式破碎机
- 直通冲击式破碎机,简称冲击破,俗称制砂机,是一种低耗冲击破,
- 颚式碎石机
- 颚式碎石机属于铁矿石破碎机,是常用小型碎石机,广泛地在冶金、化工、建材、电力、交通等工业部门,用于破碎抗压强度在147~245MPa的各种矿石和岩石的粗、中、细碎。
- 冲击破碎机
- 立轴式冲击破碎机具有工作稳定可靠、维修方便、制砂率高等特点。
- 齿辊式破碎机
- 双齿辊式破碎机适用于煤炭、冶金、矿山、化工、建材等行业更适用于大型煤矿或选煤厂原煤(含矸石)的破碎。
- 齿辊破碎机
- 齿辊破碎机适用于煤炭、冶金、矿山、化工、建材等行业更适用于大型煤矿或选煤厂原煤(含矸石)的破碎。
- 重型锤式破碎机
- 重型锤式破碎机具有运行成本低,配套功率小,生产成本低,喂料粒度大,破碎比大,产品粒度小等优点,是矿山界广泛使用的破碎设备。
- 环锤破碎机
- 环锤破碎机是一种带有环锤的冲击转子式破碎机,适用于破碎各种脆性物料。
- 颚式破碎机设计
- 在分析复摆颚式破碎机机构运动方式的基础上,提出具有倒置4杆机构特征的双腔颚式破碎机.该双腔颚式破碎机的工作方式是2个破碎腔交替破碎物料。
- 反击破碎机
- 反击破碎机,适用于破碎中硬物料,如水泥厂的石灰石破碎机,具有生产能力大,出料粒度小的特点。
- 沙石破碎机
- 常用沙石破碎机的有颚式破碎机,反击式碎石机,冲击式破石机,复合式碎石机,单段锤式破碎机,环锤式碎石机,圆锥式碎石机、双辊式碎石机等几种。
- 鄂式破碎机
- 鄂式破碎机具有破碎比大。鄂式破碎机品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、等特点。
- 大型颚式破碎机
- 颚式破碎机(颚破)广泛运用于矿山、冶金、建材、公路、铁路、水利和化工等多种行业。
- 锤式反击破碎机
- 锤式反击破碎机适用于破碎各种脆性材料的矿物,被破碎物料为煤、盐、白亚、石膏、明矾、砖、瓦、石灰石等。
- 环锤式破碎机
- 环锤式破碎机适用于破碎各种脆性物料,如煤、煤千石、焦碳、炉渣、页岩,疏松石灰石等。物料的抗压强度不超过10MPa,其表面水分不大于8%。
- 小型颚式破碎机
- 小型颚式破碎机适宜于破碎抗压强度不高于300MPa(兆帕)的各种软硬矿石,
- 矿用破碎机
- 矿用破碎机具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点。广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路等众多部门,
- 石子破碎机
- 石子破碎机广泛用于金属和非金属矿石、水泥、耐火材料、磨料、玻璃原料、建筑骨料、人工造砂以及各种冶金渣的细碎和粗磨作业,特别对中硬、特硬及磨蚀性物料如碳化硅、金刚砂、烧结铝钒土、镁砂等,比其他类型的破碎机更具有优越性。
- 石料破碎机
- 石料破碎机别名:石子破碎机,石头破碎机,矿石破碎机石料破碎机性能 利用挤压、劈裂、弯曲、冲击、碾压等方法,将大块岩石破碎成碎块的机械。
- 铁矿石破碎机
- 铁矿石破碎机选用经济的生产方式
- 振动落砂机
- 振动落砂机具有侧部出砂、均匀出砂、地坑深度浅、对基础振动小、机器耐用性好等优点。
- 震动落砂机
- 震动落砂机属于砂型铸造生产中的铸件和型砂的分离设备。落砂机台面与振动体之间有主振弹簧连接,振动体和机座之间有隔振弹簧连接,落砂机台面和机座之间有补偿弹簧连接
- 落砂机
- 落砂机的振动源分为机械、电磁和气动3类,以机械的惯性落砂机应用较为广泛。
- 振动粉碎机
- 振动粉碎机适用于矿山、冶金、水泥、建材工、化工、水电等行业。
- 破碎机输送机
- 皮带输送机具有输送量大、结构简单、维修方便、部件标准化等优点,广泛地应用在矿山、冶金、煤炭等部门,用来输送松散物料或成件物品,是常用的破碎机输送机。
- 多锤头破碎机
- 多锤头破碎机是对水泥混凝土路面进行碎石化技术的专用机械,对旧水泥路面打碎后,水泥路面颗粒由上而下逐渐增大,经碾压后,上部颗粒形成平整面,下部颗粒间形成嵌挤结构,再加铺新的面层后,可有效强化路基。
- 锤式破碎机锤头
- 锤式破碎机又叫锤破,主要利用转子上的锤头高速旋转与石料发生多次碰撞来实现破碎的,由于锤式破碎机锤头自身高速旋转会产生部分热量,再加上与石料连续多次发生碰撞,锤头很容易发热,进而会加重锤头的磨损。
- 圆锥式破碎机
- 圆锥式破碎机广泛应用在冶金工业、建材工业、筑路工业、化学工业与硅酸工业中,适用于破碎中等和中等以上硬度的各种矿石和岩石。
- 旋转筛
- XZS系列旋转筛适用化工、磨料陶瓷、食品、造纸、冶金、制药等行业。
- 细碎制砂机
- 细碎制砂机(pxj系列高效立轴冲击式破碎机)是结合反击式破碎机、锤式破碎机的性能研制成果。
- 颚式破碎机
- 颚式破碎机广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化学工业等众多部门,破碎抗压强度不超过320兆帕的各种物料。
最新产品
最新资讯
- 关于网站内容违禁词、极限词失效说明
- 振动输送机的六大选型步骤及四大注意点
- 惯性振动输送机运行期间会出现哪些故障呢
- 刮板输送机的特点表现
- 螺旋输送机的六点操作注意事项
- 中型板式给料机有什么结构特点,怎样维护保养
- 怎样调节惯性振动给料斗出料量大小
- 操作振动给煤机的工作原理是什么,又有哪些操作注意点
- 关于圆振动筛先进结构及使用与维护要点
- 如何维护检修,才能延长电机振动给料机的使用寿命