发电机失磁的原因和影响
发电机失磁保护
发电机失磁保护本文主要介绍发电机失磁产生的影响、发电机失步爱护、发电机逆功率爱护以及发电机过电压爱护。
一、发电机失磁产生的影响需要从电网中汲取很大的无功功率以建立发电机的磁场，所需无功功率的大小主要取决于发电机的参数以及实际运行的转差率。
由于从电力系统中汲取无功功率将可能引起电力系统电压下降，假如电力系统的容量较小或无功功率的储备不足，可能使失磁发电机的机端电压、升压变压器高压侧的母线电压或其它邻近点的电压低于允许值，从而破坏了负荷与各电源间的稳定运行，甚至可能因电压崩溃而使系统瓦解。
由于失磁发电机汲取了大量的无功功率，因此为了防止其定子绕组的过电流，发电机所能发出的有功功率将较同步运行时有不同程度的降低，汲取的无功功率越大，则降低越多。
失磁后发电机的转速超过同步转速，因此，在转子励磁回路中将产生差频电流，因而形成附加损耗，使发电机转子和励磁回路过热。
明显，当转差率越大时，所引起的过热也越严峻。
失磁后会引起发电机组的振动，凸极机振动更厉害。
二、发电机失步爱护这部分主要介绍什么是发电机失步爱护、失步爱护要求、失步爱护构成原理和出口方式。
定义：当系统受到大的扰动后，发电机或发电机群可能与系统不能保持同步运行，即发生不稳定振荡，称失步。
失步爱护要求：①失步爱护装置应能鉴别短路故障和不稳定振荡，发生短路故障时，失步爱护装置不应动作。
②失步爱护装置应能尽快检出失步故障，通常要求失步爱护装置在振荡的第一个振荡周期内能够检出失步故障。
③检出失步故障实行跳闸时，从断路器本身的性能动身，不应在发电机电动势与系统电动势夹角为180°时跳闸。
④失步爱护装置应能鉴别不稳定振荡和稳定振荡(通常发电机电动势与系统电动势间相角摆开最大不超过120°时为稳定振荡，即是可恢复同步的振荡)，在稳定振荡的状况下，失步爱护不应误动作。
失步爱护构成原理：利用两个阻抗继电器先后动作挨次反应发电机机端测量阻抗的变化。
出口方式：推断为减速失步时，发减速脉冲；推断为加速失步时，发加速脉冲；经过处理仍旧处于失步状态时，就动作于解列灭磁。
《发电机失磁》课件
的性能和效率。
降低励磁系统的能耗
03
优化励磁系统的能耗设计，降低运行成本和维护成本。
加强运行操作培训与监管
制定操作规程和安全规范
制定详细的操作规程和安全规范，确保运行人员能够正确操作发 电机。
培训与考核
定期对运行人员进行培训和考核，提高他们的专业素质和技术水平 。
强化监管与评估
建立完善的监管和评估机制，对发电机的运行状况进行实时监测和 评估，及时发现和解决问题。
某电厂发电机失磁案例
案例概述
失磁原因分析
某电厂的发电机在运行过程中突然失磁， 导致机组停运，给电厂带来重大损失。
经过调查，发现失磁原因是励磁系统中的 励磁机故障，导致励磁电流无法正常提供 。
处理措施
经验教训
电厂技术人员迅速对励磁机进行了修复， 恢复了发电机的正常运行。
电厂应加强对励磁系统的维护和检查，及 时发现并处理潜在故障，确保发电机的稳 定运行。
发电机失磁还可能导致发电机内部产 生过电压，对发电机绝缘造成损坏。
发电机失磁后，发电机转子磁场逐渐 减弱，导致发电机与系统之间的功角 增大，引起发电机与系统之间的功率 振荡。
02
发电机失磁的原因分析
转子绕组故障
转子绕组匝间短路
由于匝间绝缘损坏或转子机械损伤等 原因，导致转子绕组出现匝间短路， 从而使励磁电流减小或消失。
发电机失磁的检测方法
电流检测法
通过检测发电机的定子电流， 观察其是否异常减小或为零，
判断发电机是否失磁。
电压检测法
通过检测发电机的输出电压， 观察其是否异常降低或消失， 判断发电机是否失磁。
阻抗检测法
通过测量发电机的阻抗，观察 其是否异常增大或减小，判断 发电机是否失磁。
浅谈发电机失磁原因及危害
浅谈发电机失磁原因及危害浅谈发电机失磁原因及危害摘要：励磁系统是同步发电机的重要组成局部，它关系到发电机及电力系统的平安稳定运行。
然而，励磁系统的失磁故障在发电机的各类故障中是最高的，本文将简要介绍近几年个别火力发电厂失磁案例，分析引起失磁的原因以及失磁的危害。
关键词：发电机失磁灭磁开关On the cause and damage of generator excitation lossZhang tian baoAbstract：The excitation system is an important part of synchronous generator，which is related to the safe and stable operation of generator and power system.However，the excitation system of the demagnetization fault in all kinds of faults of generator is the highest. This paper will give a brief introduction individual thermal power plants in recent years，the loss of excitation case，analyze the cause of the harm of loss of magnetic and loss of excitation.Key words：generator；loss of excitation；FCB中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1003-908210-0262-02引言励磁系统是同步发电机的重要组成局部，它关系到发电机及电力系统的平安稳定运行。
同步发电机在运行过程中，可能突然全部或局部地失去励磁。
发电机运行中失磁对发电机本身的影响
发电机运行中失磁对发电机本身的影响一、发电机的失磁：同步发电机失去直流励磁，称为失磁。
发电机失磁后，经过同步振荡进入异步运行状态，发电机在异步运行状态下，以低滑差s与电网并列运行，从系统吸取无功功率建立磁场，向系统输送一定的有功功率，是一种特殊的运行方式。
二、发电机失磁的原因。
引起发电机失磁的原因有励磁回路开路，如自动励磁开关误跳闸，励磁调节装置的自动开关误动；转子回路断线，励磁机电枢回路断线，励磁机励磁绕组断线；励磁机或励磁回路元件故障，如励磁装置中元件损坏，励磁调节器故障，转子滑环电刷环火或烧断；转子绕组短路；失磁保护误动和运行人员误操作等。
三、发电机失磁运行的现象。
发电机失磁运行有如下现象：1)中央音响信号动作，“发电机失磁”光字牌亮。
2)转子电流表的指示等于零或接近于零。
转子电流表的指示与励磁回路的通断情况及失磁原因有关，若励磁回路开路，转子电流表指示为零；若励磁绕组经灭磁电阻或励磁机电枢绕组闭路，或AVR、励磁机、硅整流装置故障，转子电流表有指示。
但由于励磁绕组回路流过的是交流(失磁后，转子绕组感应出转差频率的交流)，故直流电流表有很小的指示值。
3)转子电压表指示异常。
在发电机失磁瞬间，转子绕组两端可能产生过电压(励磁回路高电感而致)；若励磁回路开路，则转子电压降至零；若转子绕组两点接地短路，则转子电压指示降低；转子绕组开路，转子电压指示升高。
4)定子电流表指示升高并摆动。
升高的原因是由于发电机失磁运行时，既向系统送出一定的有功功率，又要从系统吸收无功功率以建立机内磁场，且吸收的无功功率比原来送出的无功功率要大，使定子电流加大。
摆动的原因是因为力矩的交变引起的。
发电机失磁后异步运行时，转子上感应出差频交流电流，该电流产生的单相脉动磁场可以分解为转速相同、方向相反的正向和反向旋转磁场，其中，反向旋转磁场以相对于转子sn1的转速逆转子转向旋转，与定子磁场相对静止，它与定子磁场作用，对转子产生制动作用的异步力矩；另一个正向旋转磁场，以相对于转子s"。
发电机失磁现象及处理方法
发电机失磁现象及处理方法一、引言1.1 任务背景发电机作为一种重要的发电设备，广泛应用于各个领域。
然而，发电机在运行过程中可能会出现失磁现象，导致发电机无法产生正常的电能输出，给生产和生活带来一系列问题。
因此，研究发电机失磁现象及其处理方法对于保障电力供应的稳定性具有重要意义。
1.2 文章目的本文旨在全面、详细、完整地探讨发电机失磁现象及其处理方法，通过对失磁原因和解决方案的研究，帮助读者深入了解发电机失磁的机理，提供有效的处理方法，以减少失磁带来的损失。
二、发电机失磁原因2.1 电源故障1.电源电压过低或过高2.电源电压波动较大3.电源频率异常2.2 发电机过载1.发电机超负荷运行2.短时间内大电流冲击2.3 发电机绝缘失效1.绝缘材料老化2.绝缘层受潮或受污染3.发电机运行温度过高2.4 外界磁场干扰1.强磁场干扰2.发电机周围有强磁性物体存在三、发电机失磁的表现3.1 发电机输出电压下降1.输出电压波动较大2.输出电压偏低3.2 发电机电流异常1.输出电流波动较大2.输出电流偏高3.3 发电机无输出1.无法输出任何电能2.机械部分运转正常3.4 发电机噪音增加1.异常噪音的产生2.噪音频率、幅度异常四、发电机失磁处理方法4.1 重新充磁处理1.通过外部电源重新充磁2.确保电源参数符合要求3.适度提高充磁电流4.2 检修绝缘部分1.检查绝缘材料的老化程度2.清洁绝缘层并除去潮湿或污染3.加强绝缘部分的散热措施4.3 消除外界磁场干扰1.避开强磁场区域运行2.在发电机周围安装磁屏蔽器4.4 检测与调整发电机负载1.合理规划负载，避免过载运行2.控制瞬时动作电流的大小结论本文对发电机失磁现象及其处理方法进行了全面、详细、完整地探讨。
失磁原因方面，电源故障、发电机过载、绝缘失效和外界磁场干扰是主要因素；失磁表现方面，发电机输出电压下降、电流异常、无输出和噪音增加是常见现象。
针对发电机失磁问题，重新充磁处理、检修绝缘部分、消除外界磁场干扰和检测与调整发电机负载是常用的处理方法。
发电机失磁、振荡、失步
发电机失磁、振荡、失步是有何区别?出现类似情况,运行人员如何处理?运行中,由于励磁回路开路、短路、励磁电流小时或转子回路故障所引起的发电机失磁后,发电机及励磁系统的相关表记反应如下:(1). 转子电流表、电压表指示零或接近于零;(2). 定子电压表指示显著降低;(3). 电子电流表指示升高并晃动;(4). 发电机有功功率表的指示降低并摆动;(5). 发电机有功功率表的指示负值。
发电机在运行中失去励磁电流,使转子的磁场消失,这种可能是由于励磁开关误跳闸,励磁机或半导体励磁系统发生故障,转子回路断线等原因引起。
当失磁发生后,转子磁场消失了,电磁力矩减少,出现过剩力矩,脱离同步,转子与定子有相对速度,定子磁场以转差速度切割转子表面,使转子表面感应出电流来。
这个电流与钉子旋转磁场作用就产生了一个力矩,常称为异步力矩,这个异步力矩在这里也是个阻力矩,它起制动作用,发电机转子便在克服这个力矩的过程中做了功,使机械能变成电能,可继续向系统送出无功,发电机的转速不会无限制升高的,因为转速越高,这个异步力矩越大。
这样,同步发电机就相当于变成了异步发电机。
在异步状态下,电机从系统吸收无功,供定子而后转子产生磁场,向系统送出无功,如果这台电机在很小的转差下就能产生很大的异步力矩,那么失磁状态下还能带较大的负荷,甚至所带负荷不变。
这种状态要注意两点:一是定子电流不能超过额定值;二是转子部分温度不能超过允许值。
那么发电机失磁后有何不良影响呢?这个问题要分为两方面来阐述:一是对本身发电机的影响,二是对系统的危害。
对发电机的危害,主要表现在以下几个方面:(1). 由于转差的出现,在转子表面将感应出差频电流。
差频电流在转子回路中产生附加损耗,使转子发热加大,严重时可使转子烧损。
特别是直接冷却高利用率的大型机组,其热容量裕度相对降低,转子容易过热;(2). 失磁发电机转入异步运行后,发电机的等效电抗降低,由系统向发电机送出的无功功率增大。
发电机失磁现象及处理方法
发电机失磁现象及处理方法一、发电机失磁现象的定义及原因发电机失磁是指在运行中，由于某些原因，发电机磁场消失或减弱，导致输出电压降低或完全没有输出电压的现象。
常见的原因有以下几种：1.励磁系统故障：励磁系统是维持发电机正常运转的关键部件之一。
如果励磁系统出现故障，如励磁电源故障、调节器损坏等，就会导致发电机失去励磁而失磁。
2.外界干扰：在工业生产中，有时会出现外界干扰的情况，如雷击、高压线路、强电场等都可能导致发电机失去励磁而失磁。
3.绕组故障：发电机绕组是由铜线绕成的，在长期运行中容易出现断线、接触不良等故障。
如果绕组出现故障，就会导致发电机失去励磁而失磁。
二、处理方法1.检查励磁系统对于励磁系统故障造成的失磁问题，需要首先检查励磁系统是否正常。
具体方法如下：（1）检查励磁电源是否正常。
可以使用万用表检测励磁电源的电压和电流是否正常，如果不正常则需要修理或更换。
（2）检查调节器是否损坏。
如果调节器损坏，就需要进行维修或更换。
（3）检查励磁线路是否接触良好。
如果发现接触不良，就需要重新接好或更换。
2.消除外界干扰对于外界干扰造成的失磁问题，需要采取以下措施：（1）加强防雷措施，如安装避雷针、接地线等。
（2）减少高压线路和强电场对发电机的影响，可以采用隔离、屏蔽等措施。
3.修复绕组故障对于绕组故障造成的失磁问题，需要进行以下处理：（1）检查绕组是否有断线、接触不良等情况。
如果有，则需要重新焊接或更换铜线。
（2）对于绕组出现过热或烧毁现象，需要进行局部修复或更换整个绕组。
4.其他处理方法如果以上方法都无法解决失磁问题，则可能是因为发电机内部元件损坏或老化，需要进行更换或维修。
此时需要将发电机拆开检查，并根据具体情况进行维修或更换。
三、预防措施为了避免发电机失磁问题的发生，可以采取以下预防措施：1.定期检查励磁系统和绕组状态，及时发现并修复故障。
2.加强对外界干扰的防范，如加装避雷针、接地线等。
3.定期对发电机进行保养和维护，延长使用寿命。
同步发电机的失磁保护
保护的配置
电流检测元件
用于检测发电机的机端电流，判 断是否出现失磁现象。
阻抗元件
通过测量发电机的功角和机端电压， 计算出发电机的阻抗，并与预设的 阻抗值进行比较，判断是否出现失 磁。
延时元件
用于防止因发电机在正常范围内的 波动而误发失磁信号，设定一定的 延时时间。
保护的整定
电流阈值
开展跨学科的研究合作，引入 新的理论和技术手段，推动失 磁保护技术的创新发展。
THANKS
谢谢
根据发电机的额定电流和允许的失磁电流，设定一个电流阈值，当 检测到的机端电流低于该阈值时，判断为失磁。
阻抗整定
根据发电机的特性，设定一个阻抗值作为判断失磁的依据。通常选 取发电机的正常阻抗与极端阻抗之间的某个值。
延时时间
根据发电机的运行特性和波动情况，合理设置延时时间，以避免误判。
保护的测试与校验
致磁场强度降低。
功角增大
由于磁场强度降低，同 步发电机输出的有功功 率会增大，功角随之增
大。
转子转速异常
失磁会导致转子转速异 常，可能高于正常转速。
无功电流反向
失磁会导致无功电流反 向流动，即从系统流向
发电机。
对电力系统的影响
01
02
03
04
电压下降
由于发电机输出的有功功率增 大，无功功率减小，导致系统
同步发电机的失磁保护
目录
CONTENTS
• 同步发电机失磁现象及影响 • 失磁保护的重要性及要求 • 失磁保护装置及原理 • 失磁保护的配置及整定 • 失磁保护的案例分析 • 总结与展望
01
CHAPTER
同步发电机失磁现象及影响
失磁现象描述
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发电机失磁的原因和影响
发电机失磁故障是指发电机的励磁突然消失或部分消失。
对于失磁的原因有：转子绕组故障、励磁机故障、自动灭磁开关误跳闸、及回路发生故障等。
当发电机完全失去励磁时，励磁电流将逐渐衰减至零。
由于发电机的感应电势Ed 随着励磁电流的减小而减小，因此，其励磁转矩也将小于原动机的转矩，因此引起转子加速，使发电机的功角δ增大。
当δ超过静态稳定极限角时，发电机与系统失去同步。
发电机失磁后将从系统中吸取感性无功供给转子励磁电流，在定子绕组中感应出电势。
在发电机超过同步转速后，转子回路中将感应出频率为ff－fs （fs为系统频率、ff为发电机频率）的电流，此电流产生异步制动转矩，当异步转矩与原动机转矩达到平衡时，即进入稳定的异步运行。
当发电机异步运行时，将对发电机及电力系统产生巨大的应影响。
⑴需要从系统中吸收很大的无功功率以建立发电机磁场。
⑵由于从电力系统中吸收无功功率将引起电力系统的电压下降，如果电力系统的容量较小或无功储备不足，则可能使失磁的发电机端电压、升压变压器高压侧的母线电压、及其它的临近点的电压低于允许值，从而破坏了负荷与电源间的稳定运行，甚至引起电压崩溃而使系统瓦解。
⑶由于失磁发电机吸收了大量的无功功率，因此为了防止其定子绕组的过电流，发电机所发的有功功率将减少。
⑷失磁发电机的转速超过同步转速，因此，在转子及励磁回路中将产生频率为ff－fs的交流电流，因而形成附加的损耗，使发电机转子和励磁回路过热。
对于水轮机，
①其异步功率较小，必须在较大的转差下运行，才能发出较大的功率。
②由于水轮机的调速器不够灵敏，时滞大，乃至可能在功率未达到平衡时就以超速，使发电机与系统解列。
③其同步电抗较小，异步运行时，则需要从电网吸收大量的无功功率。
④其纵轴和横轴不对称，异步运行时，机组震动较大等因素的影响，因此发电机不允许失磁。
因此必须加装失磁保护。