大型核电汽轮发电机非全相运行转子动态电磁力分析

为了分析计算发电机额定并网运行时变压器高压侧一相断开的非全相工况下汽轮发电机转子动态电磁力的分布规律,以容量为1407 MV·A核电汽轮发电机为例,建立动态分析的单机无穷大系统的场–路–网耦合时步有限元模型.进而分析转子二维截面上的磁场分布情况,并结合麦克斯韦应力法,计算发电机非全相工况下汽轮发电机转子齿顶、齿壁上各关...     

汽轮发电机稳态与负序工况下转子涡流损耗计算和温度场分析

以150MW空冷汽轮发电机为例,根据电磁和传热学理论,分别建立电磁场和温度场的二维数学模型。利用数值方法,计算了发电机在三相负载不对称时,负序电流(稳态负序)在转子上产生的涡流损耗以及由涡流损耗引起的温升。为了研究不同材料对转子各部分温升的影响,分别计算了槽楔为铝和铝青铜两种材料时在转子表面产生的涡流损耗和温升。同时计算了转子表面大齿区域没有槽楔时相应的涡流损耗和温升,与转子表面大齿区域有槽楔的情况相对比,得到一些有益的结论。     

大型同步发电机调速控制的场-路-网耦合法非全相工况下定子电流特性研究

为了更准确分析发电机非全相定子电流特性,建立了适用于发电机并网运行的基于调速控制的场-路-网耦合时步有限元模型,仿真计算了发电机并网额定运行时,接线方式为YNd11变压器高压侧断路器一相或两相断开2种非全相工况下的定子电流,揭示了不同非全相情况下定子各相电流之间关系,分析了转速控制对故障电流动态影响,并计算2种故障后定子稳态负序电流,整个仿真计算结果考虑了发电机故障运行时,发电机磁场饱和、畸变等非线性因素的影响,同时为了模拟真实的发电机的并网运行情况,整个场路耦合模型中包含了转速控制系统,并且通过变压器、双回架空输电线路将发电机与无穷大电网连接起来,这样更能贴近工程实际,最后,将结果与解析法得到的结果进行对比,验证了方法的正确性。     

YNd和Yd变压器接线组别对发电机非全相运行电流的影响

发电机非全相运行时定子电流中会出现负序分量,如对负序电流影响判断不尽合理,可能导致重大的电网系统事故,为了准确分析YNd和Yd变压器接线组别对发电机非全相运行电流的影响,首先给出了YNd和Yd接线的各组别变压器高低压侧电压和电流的相量关系。然后采用解析法分别对YNd和Yd接线变压器高压侧一相和两相断开的物理过程进行研究,建立了故障后发电机定子三相电流的数学模型,给出了定子三相电流的相量图,揭示出变压器采用这两种连接情况下,其高压侧一相和两相断开后发电机定子电流的变化规律。最后以一台1 407 MVA汽轮发电机为例,仿真计算了YNd1接线变压器高压侧A相断开情况下发电机定子三相电流,计算结果与解析法分析结果相一致,验证了分析的正确性。     

发电机负序过流保护误动作问题及其改进

当系统发生不对称短路或非全相运行时,将有负序电流流过发电机的定子绕组。该电流在发电机的气隙中建立负序旋转磁场,在发电机转子中产生两倍额定频率的感应电流,造成转子表面附加发热,转子端部局部高温,以致损坏发电机转子甚至整个发电机。所以,大型发电机负序过流保护是很重要的。就我厂的200MW发电机来说,均采用了许昌继电器厂生产的LFL-40型负序电流延时继电器组成的负序过流保护。近几年运行中多次误动作,仅据1、2号机组1982年     

发变组断路器非全相启动失灵保护技术问题分析

如果发电机变压器组高压侧断路器1相或2相断开,高压侧非对称电流通过变压器耦合,致使发电机非全相运行,并在发电机回路产生较大的负序电流,将可能造成发电机转子的严重故障.因此,发电机变压器组高压侧断路器应配置非全相保护及非全相启动失灵保护,以保护发电机的安全,文中对与此相关的技术问题进行分析和探讨.     

负序电流及其对汽轮发电机的危害

负序电流给发电机造成的恶果已得到共识，这不仅是理论探讨的结果，而且在电网运行的实践中已屡经证实。当负载不对称时，其中的负序电流分量在发电机转子中感应出２ｆ频率的电势，由于集肤效应，该电流不均匀地集中在转子的表面层流过，产生高达３００～７００℃的局部过热，使缘受损并具有强烈的机械破坏性。断路器非全相运行和发电机出口处两相短路是不对称运行中最严重的两种情况，这对发电机的稳态和暂态负序能力分别是最恶劣的     

发变组启动失灵保护负序电流判据整定值的选择

通过使用不对称分量法和故障过程中负序网络图,计算发变组主开关在一相拒合和一相拒分两种不同非全相过程中的负序电流量,比较发电机所能承受负序能力情况,分析发变组启动失灵保护负序电流判据整定计算与保护的灵敏度之间的关系,提出发变组启动失灵保护负序电流判据整定计算依据的建议,并提出了在发电机非全相时运行单位的处理措施和注意事项。     

发变组启动失灵保护负序电流判据整定值的选择

通过使用不对称分量法和故障过程中负序网络图,计算发变组主开关在一相拒合和一相拒分两种不同非全相过程中的负序电流量,比较发电机所能承受负序能力情况,分析发变组启动失灵保护负序电流判据整定计算与保护的灵敏度之间的关系,提出发变组启动失灵保护负序电流判据整定计算依据的建议,并提出了在发电机非全相时运行单位的处理措施和注意事项.     

防止发电机变压器负序电流保护误动作的几点措施

<正> 当系统发生不对称短路或非全相运行时,在发电机定子线卷中将流过负序电流,负序电流产生的旋转磁场和正序旋转磁场的方间相反,以两倍同步转速切割转子,在其中产生感应电流,并沿转子表面、楔条、套箍中流过,这一感应电流在流过的各部件中产生附加损耗,引起发热,甚至引起局部高温造成发电机损坏,1963年湘潭发电厂20MBA变压器35千伏侧C相套管引线烧断引起非全相运行时,曾烧坏两台发电机,因此必须在…     

防止发电机变压器负序电流保护误动作的措施

当系统发生不对称短路或非全相运行时,在发电机定子线圈中将流过负序电流,负序电流产生的旋转磁场和正序旋转磁场的方向相反,以两倍同步转速切割转子,在其中产生感应电流,并沿转子表面、楔条、套箍流过,这一感应电流在流过的各部件中产生附加损耗并使部件发热,甚至引起局部高温,致使发电机损坏。1963年湘潭发电厂20兆伏安变压器35千伏侧C相套管引线烧断引起非全相运行时,曾烧坏两台发电机。因此,必须在发电机上装设负序电流保护,以避免发电机转子损坏。负序电流保护投入运行后,由于缺乏运行经验和措施考虑不周,曾发生过一些误动作事故。现将我们所遇到的几个问题和改进意见介绍如下,供参考。     

大机组非全相运行对机组和系统安全运行分析

针对大型发电机组在不同的运行状态(空载、负载)下产生非全相运行,特别是发变组出口主断路器及联络线主断路器引起的非全相运行进行说明,并对其中3种情况进行发电机负序电流和发电机承受负序电流能力的计算;针对发电机发生非全相运行时负序电流对机组设备安全及运行安全的危害,以及发电机发生非全相运行时对系统的运行安全的威胁等进行分析;并针对各种情况下发电机非全相运行提出相应的处理措施,以确保机组和系统的运行安全和设备安全。     

等效时谐耦合场分析水轮发电机负序运行能力

为研究水轮发电机的稳态负序运行能力,根据电磁场和传热学的相关理论,在考虑阻尼绕组气隙的基础上建立水轮发电机电磁场和温度场相耦合的二维有限元模型;用相对运动等效的方法处理转子的旋转问题,建立等效时谐场分析负序电流在转子中产生的涡流,得到发电机在负序稳态运行时阻尼绕组的涡流损耗分布;并将损耗结果耦合到温度场中最终得到精确的...     

汽轮发电机转子阻尼绕组断裂与检查

大型汽轮发电机转子的阻尼绕组,是由槽楔下的条型铜板和护环下的梳齿板搭接组成。当汽轮发电机发生短路或三相负荷不平衡时,它对由定子负序电流产生的负序磁场在转子表面引起的涡流发热有明显的减小作用。同时,对转子绕组屏蔽,使不致感应过     

发电机负序涡流场和温度场三维有限元分析

建立一个1300MW四极发电机的参数化三维负序涡流场计算模型。通过有限元方法计算了负序运行时的转子涡流损耗分布。为了获得温度计算结果,引入了耦合场的求解技术,最终获得了稳态和暂态负序运行的1300MW发电机的负序涡流损耗和温度分布计算结果,为大型汽轮发电机的设计和运行提供计算参考。     

防止发电机非全相运行事故的一些意见

防止发电机非全相运行事故的一些意见下花园发电厂赵建军近年来，５０～３００ＭＷ汽轮发电机曾多次发生发电机一变压器组断路器非全相开合，造成发电机非全相运行，由于此时发电机定子中负序电流在气隙中产生两倍于工频的负序旋转磁场，切割发电机转子，从而使发电机转子...     

XFL—1型高压输电线路故障探测器原理

<正> 当电力系统发生不对称短路或非全相动行时,在发电机定子绕组中将流过负序电流。负序电流产生的旋转磁场和正序旋转磁场的方向相反,以两倍同步转速切割转子,在其中产生两倍额定周率的感应电流。此感应电流沿转子表面、楔条和套箍中流过,使这些部位过热,甚至使金属熔化,造成发电机损坏。为了防止损坏发电机,对于较大容量的发电机,必须安装负序电流保护。     

整流式负序电流延时继电器

<正> 当电力系统发生不对称短路或非全相动行时,在发电机定子绕组中将流过负序电流。负序电流产生的旋转磁场和正序旋转磁场的方向相反,以两倍同步转速切割转子,在其中产生两倍额定周率的感应电流。此感应电流沿转子表面、楔条和套箍中流过,使这些部位过热,甚至使金属熔化,造成发电机损坏。为了防止损坏发电机,对于较大容量的发电机,必须安装负序电流保护。     

核电汽轮发电机定子内部短路故障对转子涡流损耗影响

针对核电汽轮发电机定子内部短路故障后转子表面涡流损耗的分布问题,结合场路耦合数学模型和涡流损耗计算方法对该问题进行了详细的研究。首先建立了核电汽轮发电机场-路耦合时步有限元数学模型,计算发电机故障前后影响转子表面损耗的气隙磁密,并采用快速傅里叶法对气隙磁密进行谐波分析,进一步研究了故障后各次谐波的瞬态变化以及不同故障工况下气隙磁密各次谐波幅值平均值的变化特性。其次,计算并分析核电汽轮发电机定子绕组短路故障前后,转子表面小齿和槽楔的瞬态涡流损耗与一个周期的平均涡流损耗,并进一步揭示了不同故障工况下,转子表面小齿,大齿和槽楔平均涡流损耗的分布规律,得到一些有意义的结论,为转子温升的计算提供了理论基础。     

关于同步发电机承担不平衡负载的能力

在三相供电系统中,用电装置不都是三相对称,有许多是单相负载,如电炉、电力机车等,因此电力系统的三相负载经常是不平衡的,这就要求发电机能长期在一定量的不对称负载下运行。换句话说,发电机必须承担一定量的负序电流。此长期允许的负序电流通常以发电机负序分量与额定电流之比,并以(I_2/I_N)表示之。此分量在气隙中建立负序磁场,后者又进而在转子表层感生两倍额定频率的电流,引起转子附加损耗和发热。当发电机遭受不对称的突然事故,包括发电机线端和系统网路上的一相对地或二相突然短路以及在电力系统中采用单相自动重合闸等不对称操作时,转子表层感生的电流极大,例如60万千瓦汽轮发电机当出线端二相突然短路时,据初步计算,短路电流可高达