电动机相关知识

电动操作的隔离开关不能电动分合闸原因及处理1)电动操作的隔离开关不能电动分合闸、操动机构故障：操作杆断裂或销子脱落，以及检修后机械部分未连接。若是气动操作机构，其压力降低也使隔离开关拒分、合闸。还有手动操作机构发生冰冻、锈蚀、卡死、瓷件破裂或断裂也会使隔离开关拒分、合闸。处理：如冰冻或其它原因拒动，不得用强力冲击操作，应检查支持销子及操作杆各部位，找出阻力增加的原因；如系生锈、机械卡死、部件损坏、主触头受阻或熔焊应检修处理。、电气回路故障：动力回路动力熔断器熔断，电动机运转不正常或烧坏，电源不正常；操作回路如断路器或隔离开关的辅助触点接触不良，隔离开关的行程开关、控制开关切换不良，隔离开关箱的门控开关未接通等均会使隔离开关拒分、合闸。查明故障原因并进行相应的处理。、误操作或防误装置失灵：断路器和隔离开关之间装有防止误操作的闭锁装置。当操作顺序错误时，由于被闭锁隔离开关拒绝分合闸；当防误装置失灵时，隔离开关也会拒动。处理：确认不是误操作而是防误闭锁回路故障，应查明原因，消除防误装置失灵。或按闭锁要求的条件，严格检查相应的断路器、隔离开关位置状态，核对无误后，消除防误装置的闭锁再进行操作。隔离开关触头熔焊或触头变形，使刀片与刀嘴相抵触，而使隔离开关拒绝分合闸。转帖-用比喻来介绍励磁对电力系统稳定性的作用电力系统稳定分为三个电量的稳定：电压稳定、频率稳定、功角稳定。励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定，其次是提高功角稳定。频率稳定由调速器负责。功角的稳定又分为三种：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。静态稳定是系统受到小扰动后系统的稳定性；暂态稳定是大扰动后系统在随后的12个周波的稳定性；动态稳定是小扰动后或者是大扰动12周波后的，并且采取技术措施后的稳定性，也就是PSS研究的稳定性。上述三个稳定性概念，我采用一个腕中放置一个球，用这个球在受到外部作用后是否回到原来的位置来比喻说明：一个腕中放置一个球，当这个球受到外部的一个小力量，它就偏离原来的位置，如果这个腕的高度很矮，矮的像一个盘子，这个球就有可能从碗中掉下来，我们就说这个系统静态稳定不足，提高腕的高度的最经济的办法就是采用自动电压调节器。事实上，电力系统的小扰动不断在发生，碗中的球也就在腕底不断的在滚动，腕的高度越高，这个系统的静态稳定极限就越大，系统也就越稳定。当碗中的球受到一个大的外部力量，这个球能否还在碗中就是系统的暂态稳定问题。提高系统暂态稳定的最主要措施就是快速的继电保护。继保的作用就相当于减少这个外部力量的作用时间，继保越快，外力的作用时间就越短，这个球就不会一下子掉下来。自动电压调节器此时作用相当于自动改变这个腕的坡度，当这个球上升时增加坡度，当这个球下降时就减少这个坡度，使这个球在碗中滚动幅度迅速减小。如果这个腕和球之间的摩擦很小，这个球受到扰动后在碗中来回滚动时间就很长，特别是，如果这个扰动的外力不断的来回施加，就比如我们不断的荡秋千，这个球就永远不停的来回滚动甚至掉下来，我们就说这个系统的动态稳定性差。这里的摩擦阻力相当于电力系统的阻尼，这个来回不断施加的外部力量就相当于自动电压调节器产生的负阻尼。一般来说，自动电压调节器在电力系统的动态稳定中起坏作用，产生负阻尼，使整个系统阻尼减少。当我们在自动电压调节器中增添PSS装置，PSS就把自动电压调节器原来所产生的负阻尼变为正阻尼，相当于增加腕和球的摩擦系数，使球的滚动幅度快速减小，于是这个系统的动态稳定性就满足要求。引起机械振动的因素有转子质量不平衡、机组轴线不正和导轴承缺陷等因素。由于转子质量不平衡，转于重心对轴线会产生一个偏心矩，主轴旋转时因失衡质量离心惯性力的作用，主轴将发生弯曲变形而产生所谓“弓状回旋”。水轮机和发电机轴线不正也要引起振动和摆动。机组轴线在安装时要进行测量调整，其摆度值通常都能处理在规定的范围内，运行中经常可以测量。因此轴线不正，一般不会引起大的振动。导轴承缺陷主要指导轴承松动、刚性不足、间隙过大或过小及润滑条件不好，它会引起横向振动力。! 电磁振动由电磁因素引起的振动，大致有转子磁极线圈的匝间短路、转子和定子的空气间隙不均匀以及磁极极性不对等。发电机的这些缺陷会使空气间隙内磁通密度的分布不对称，由此产生所谓“单边磁拉力”而引起机组的振动。# 水力振动引起水力振动的因素有水力不平衡、尾水管中水流不稳定、涡列及空腔气蚀等。一般而言，水力机组的振动主要是水力振动。（$）水力不平衡当进入转轮的水流失去轴对称时，则会出现不平衡的径向力，造成转轮振动。造成水力不平衡的因素，通常有蜗壳形状不对，不能保证轴对称；导叶开度不均匀，引起流入转轮水流不对称和转轮压力分布不均匀；转轮止漏环不均匀，造成压力脉动，产生横向振动等。（!）空腔气蚀在偏离设计工况下运行，往往发生空腔气蚀而产生振动，其特点是垂直振幅较大并伴随噪声。垂直振动的危害比横向振动的危害更大，这主要是空腔气蚀造成气蚀共振所致。（#）尾水管中水流不稳定尾水管内的压力脉动引起机组某些部件振动的情况较普遍，这种压力脉动除引起尾水管本身过大的振动外，还可引起压力钢管的振动、顶盖和推力轴承的垂直振动、出力波动等。由于在非设计工况运行，水流在尾水管进口旋转，在尾水管中出现涡带，涡带在低负荷时成螺旋状，涡带一方面本身在旋转，另一方面又随旋转水流运动，这样使尾水管中水流发生周期性变化引起压力脉动和振动。+ ( 卡门涡型当水流绕流叶片，由出口边流出时，便会在出口边产生涡列，旋涡交替出现形成对叶片侧向的交变力，并形成有规则的周期性振动，其振动频率与叶片出口边的厚度及流速有一定的关系，当冲击频率与叶片自振频率相同便产生共振。由涡列引起的振动，只有在一定水头和开度时才能发生。因为对水轮机叶片而言，它的自振频率一定，只有当涡列频率与自振频率相同时才会产生强烈振动，它可使叶片根部以及轮缘产生裂纹并伴有噪音。此外，引起水力振动的因素还有压力水管的振动，轴流式桨叶间隙射流引起的振动，转桨式水轮机非最优协联关系引起的振动等。（四）消除振动的措施水力机组由许多部件组成，若有一个或几个部件工作不正常，都可能引起机组振动。机组振动是各方面缺陷的集中表现。当振幅超过允许范围，必须设法降低，而降低振动值的关键在于找出振源，然后根据不同情况，采取相应措施。寻找振源的困难在于水力机组由许多部件组成，而且振动与机械、电气、水力多种因素密切相关。要在诸多因素中找出一两个主要原因，往往很困难。因此，要进行多方面调查研究，了解振动的各种表现，并进行一系列试验研究和分析。水轮机的振动通常是有规律的，其规律性一般表现在振幅和频率的变化上。寻找振源可从以下几方面着手。# ( 现场的调查现场调查的内容大致为：（#）振动时的各种现象，如在什么情况下、什么部位振动最厉害，振动时有何异常现象，有何声响等。（）进行必要的检查，如机架、轴承、转轮、尾管壁、各部件连接有无异常情况；止漏环间隙、转轮室间隙、发电机气隙、摆度等是否符合标准；以及机组和电站的有关参数等。（-）确定振动机组有关部件的自振频率，如导叶、转轮叶片、轴、机架等部件的自振频率。! 进行振动试验试验的目的在于找出振动规律与运行参数的关系，并测出振幅和振动频率，从而查明振动原因。试验项目一般有：（#）励磁电流试验它是区别机械振动和电磁振动的主要方法。由电磁原因引起的振动，其特点是振幅随励磁电流增加而增加。（!）转速试验由于转子质量分布不均匀、轴线不正等引起的机械振动，都与转速有关，其转速增加振幅也随着增加。（$）负荷试验负荷试验是判断振动是否由水力因素引起的重要试验。一般来说，如果振动与负荷变化有关，则振动是由水力因素引起的；机组作调相运行振动消失，则振动也是由水力因素引起的。引起水力振动的因素很多，要判明哪一个原因，则必须根据振动特性（如振动频率、振幅、振动部位）与负荷的关系及其他所观察到的现象，进行分析研究。另外，还可以进行轴承润滑油膜试验。由于油膜不稳定或被破坏引起的振动特征，是振动发生较突然和强烈，振动波形混乱以及机组抖动声音不正常等。总之，通过现场调查、振动试验及综合分析，通常情况下是可以查明振动原因的，然后根据不同情况采取不同的措施消除或减缓振动。对于振因不明，则可尽量避开振动区域运行。对于水力因素引起的振动，通常可以采取下列方法处理。（#）调整止漏环间隙高水头水轮机止漏环间隙过小，要适当加大，止漏环偏心，要进行处理。（!）轴心孔和尾水管补气当下游水位较高自动补气困难时，则要强迫补气。（$）加支撑消振即在叶片出口边之间加焊支撑，对涡列引起叶片振动有一定效果。（%）设置导流栅即在尾水管直锥段内装设导流栅，可减小出力摆动和压力脉动。油断路器的异常运行及事故处理1.油断路器运行中过热：过热运行的油断路器有如下征象显示：油箱外部的颜色异常，油位异常升高，有焦臭气味，油色异常，接头处示温蜡片熔化，内部声音异常等。油断路器过热运行的原因如下： (1)断路器过负荷。负荷电流超过额定值或断路器达不到厂家铭牌容量。 (2)触头接触电阻过大。由于断路器触头表面烧伤或氧化、动触头插入行程不够而合闸不到位、动触头压力不够、触指歪斜、触指压紧弹簧松弛及支持环裂开或变形等原因，使动、静触头接触不好，造成触头接触电阻过大。 甩周珏境温度升高。周围环境温度高于断路器的额定环境温度，而运行电流仍为额定电流，造成运行过热。 油断路器过热运行会使油温过高，造成油质氧化、产生沉淀物，使油的酸价升高，绝缘强度降低，灭弧能力差。如果发热严重，灭弧室内压力增大，易引起断路器喷油。另外，过热运行使绝缘材料加速老化，金属零件机械强度降低，弹簧退火，触头氧化加剧，使发热更严重。 当断路器出现过热运行行时应与调度联系降低负荷。若温度仍不下降或过热发生喷油，断路器应停止运行并检修。2断路器运行发出不正常响声： 断路器运行发出不正常响声，可能是由于以下原因造成的： (1)套管和支持瓷拄严重破损发生连续放电。 (2)套管内或油箱内有起泡声和放_电声。 (3)电气连接部位烧红变色而出现放电。 (4)二次接线接触不良出现放_电声或着火。 ， 运行中出现不正常响声，应查清故障部位和故障程度，并汇报调度紧急停电处理。3断路器运行中严重缺油：断路器运行中严重缺油时，其油位看不见，且有明显漏油现象。 断路器严重缺油多半是其部件密封不良或密封件老化而出现大量漏油所致可按下述方法处理： (1)取下断路器的操作熔断器，在该断路器的操作把手上挂“不许拉闸”警告牌，并闭锁其机构。不允许严重缺油或无油的断路器分闸。 (2)如果主接线为双母线或带旁路母线的接线，可用母联断路器代替其工作，或进行倒旁路操作，用旁路断路器代替其工作。 (3)将缺油断路器加油至正常油位。不能带龟加油者，应待负荷转移后停电加油。 (4)发电机的断路器缺油，且无代替其工作的断路器。应将发电机的负荷降至零后，断开断路器再加油奎正常油位。 4操动机构故障： 油断路器的异常运行也常表现在操动机构故障。油断路器的操动机构一般有液压式、弹簧式和电磁式。断路器运行时，各类操动机构的主要故障如下：(1) 液压操动机构。其主要故障有：油泵频繁起动。频繁起动的可能原因为：管路接头渗、漏油；储能筒的活塞杆密封不严；一、二级阀密封不严，从泄油孔渗油；高压放油阀关闭不严；工作缸活塞密封圈密封不严等。以上原因引起油压降低，使油泵频繁起动。液压机构的压力异常升高或降低。压力异常升高的原因为：储能筒的活塞密封圈或筒壁磨损，致使液压油进入氮气中；控制油泵停转的微动开关失灵，使油泵电动机在储能筒活塞到达规定位置时未停转；压力表指示失常；中间继电器触点“粘住”断不开等。压力异常降低的原因除环境温度变化外，主要是机构内部漏油或漏氮而引起。 对于油泵频繁起动的处理，主要是对液压油系统查漏，若为合闸阀漏油，则只能停电处理合闸阀；液压机构压力异常时，应做好安全措施进行处理。压力过低，不得操作断路器，压力恢复正常后方可操作，也可用旁路断路器代替其运行。 (2)弹簧操动机构。其故障一般表现为：离合器在弹簧能量释放后不闭合，储能完毕后离合器分不开；储能电动机轴或手摇储能轴弯曲；储能电动机拒绝起动等。 处理时应视具体情况，检查调节一字拐臂、合闸弹簧及电动机电源回路等，而后停电分别按不同情况予以处理。 (3)电磁操动机构。其故障一般表现为分、合闸失灵。如直流控制熔断器熔断，断路器辅助触点转换不到位或接触不良，分、合闸线圈断线、短路或其两个线圈串接时极性反接等。 处理时，应在停电状态下更换熔断器，更换断路器辅助开关，更换或改接分、合闸线圈。油断路器运行的故障处理如下： 1油断路器合不上闸： 将控制开关扭至合闸位置时，喇叭响，绿灯闪光，而断路器合不上闸。 合不上闸的原因及处理方法如下： (1)合闸电源电压不正常引起拒合闸。合闸电源电压过低，合闸时电磁机构的铁芯不到位，使挂钩不能挂住；合闸电源电压过高，合闸时电磁机构的铁芯发生强烈冲击，使挂钩不能挂住。待调整好操作电压后再合闸。 (2)操作电源中断引起拒合闸。如操作熔断器熔断、合闸动力熔断器熔断(有弹簧储能电源、油泵电源、电磁机构合闸电源等)，使断路器不能合闸。经检查并更换熔断器后再合闸。 操作及合间回路故障引起拒合闸。如控制开关触头、断路器辅助动断触头、合闸接触器主触头、操作及合闸动力熔断器等接触不良；中间继电器触点熔焊；合闸接触器线圈断线或短路；合闸线圈断线或短路或烧坏；防跳继电器故障；断路器的远方就地选择开关未置于相应位置；同期开关未投入；操作及合闸回路连接导线脱落、断线等原因，使断路器不能合闸。待处理上述缺陷后再合闸。 (4)操作机构卡住拒绝合闸。如操作机构部分不灵活或调整不准确、挂钩脱扣造成合闸后又跳闸；因振动使跳闸机构脱扣，使断路器合不上闸。待机构处理好后再合闸。 (5)合闸时间短引起拒合闸。手动操作控制开关合闸时，控制开关在合闸位置未合到底，或合到底停留时间太短就松手，让控制开关自动返回，致使断路器合闸后挂钩未挂住，合闸回路电源就断开而跳闸。正确做法是：控制开关在合闸位置应合到底，待红灯亮后再松手，让控制开关返回。 (6)弹管操动机构的弹簧储能末到位，液压操动机构的油压低于合闸油压被闭锁，使断路器不能合闸。待弹簧储能到位及液压达到正常油压后再合闸。 2油断路器拒分闸 断路器运行时，断路器一次回路发生故障，来保护动作信号掉牌、光字牌亮、电流表指示剧增、电压表指示大为降低，而断路器拒绝分闸。或将断路器用控制开关手动分闸时，红灯闪光，但断路器拒分闸。运行中的断路器拒分闸对系统安全运行威胁很大。当发生拒分闸时，可能造成上一级断路器越级跳闸，甚至造成系统解列，故“拒分闸”比“拒合闸”有更大的危害。断路器拒分闸的一般原因有： (1)操作电源故障。如操作电源中断，操作电源电压过低，如因电网故障引起硅整流装置直流电源电压波动，直流过负荷引起操作电源电压降低，交流消失由直流代替交流，使操作电源电压降低。 (2)操作回路故障。如控制开关触点、断路器的辅助动合触点、操作熔断器等接触不良；操作熔断器熔断；跳闸线圈断线、短路或烧坏；中间继电器(防跳跃继电器、手动跳闸继电器)线圈断线或烧坏；跳闸回路连接导线脱落、断线；断路器远方就地选择开关未置于相应位置等。 (3)操作机构故障。如跳闸铁芯卡住或顶杆脱落、合闸支点过低使铁芯动作不能脱扣、操作机构失灵、液压机构分闸系统故障等。 (4)手动操作分闸时间短。手动操作控制开关至分闸位置时，控制开关分闸不到位就松手返回，使断路器因分闸时间太短而不能分闸。 必须指出的是，如果上述一切正常，但存在保护整定值不正确、保护接线错误、互感器回路故障、保护出口中间继电器触点闭合接触不良等缺陷时，在一次回路短路故障的情况下，断路器也不会自动分闸。发电机常见故障、事故处理第一、发电机的异常运行及处理一、发电机过负荷：1.现象：1) 定子电流指示超过额定值2) 有、无功表指示超过额定值2.原因：系统发生短路故障、发电机失步运行、成群电动机启动和强行励磁等情况下，发电机的定子或转子都可能短时过负荷。3.处理方法：1) 系统故障，监视发电机各部分温度不超限，定子电流为额定值。2) 系统无故障，单机过负荷，系统电压正常：A. 减少无功，使定子电流降到额定值以内，但功率因数不超过0.95，定子电压不低于0.95倍额定电压。注意定子电流达到允许值所经过的时间，不允许超过规定值。B. 若减少无功不能满足要求，则请示值长降低有功。C. 若AC励磁调节器通道故障引起定子过负荷，应将AC调节器切至DC调节器运行。D. 加强对发电机端部、滑环和整流子的检查。如有可能加强冷却：降低发电机入口风温，发电机、变压器组增开油泵、风扇等。E. 过负荷运行时，应密切监视定子线圈，空冷器前后的冷、热风温度、机组振动摆度，不准超过允许值，并作好详细的记录。二、发电机三相电流不平衡：1.现象：1) 定子三相电流指示互不相等，三相电流差较大，负序电流指示值也增大。2) 当不平衡超限且超过规定运行时间时，负序信号装置发“发电机不对称过负荷”信号。3) 造成转子的振动和发热。2.原因：1) 发电机及其回路一相断开或断路器一相接触不良。2) 某条送电线路非全相运行。3) 系统单相负荷过大：如有容量巨大的单相负载。4) 定子电流表或表计回路故障也回使定子三相电流表指示不对称。3.处理方法：当发电机三相电流不平衡超限运行时，若判明不是表计回路故障引起，应立即降低机组的负荷，使不平衡电流降到允许值以下，然后向系统调度汇报。等三相电流平衡后，再根据调度命令增加机组负荷。水轮发电机的三相电流之差，不得超过额定电流的20%，同时任何一相的电流，不得大于其额定值。水轮发电机允许担负的负序电流，不得大于额定电流的12%。三、发电机温度异常：1.现象：发电机绕组或铁心温度比正常值明显升高或超限，发电机各轴承温度比正常值明显升高或超限。2.原因：1) 测量元件故障2) 冷却系统故障：冷却水压不够、冷却水量不足、管路堵塞、破裂或阀心脱落。3) 三相电流不平衡超限引起温度升高。4) 发电机过负荷。5) 冷却油盆油量不足或冷却水管破裂，导致冷却油盆混水。3.处理：1) 判断是否为表计或测点故障：是则通知维护处理，并将故障测点退出，密切监视其它测点的温度正常。2) 若表计或测点指示正确，温度又在急剧上升，则减负荷使温度降到额定值以内。否则停机处理。3) 检查三相电流是否平衡，不平衡电流是否超限，若超限则按三相不平衡电流进行处理。4) 检查三相电压是否平衡，功率因数是否在正常范围以内，若不符合要求则调整至正常。5) 判断是否为冷却水故障引起，若冷却水温升高，则应检查和调节冷却水的流量、压力在正常范围内。6) 若为过负荷引起，按过负荷方式进行处理。7) 若为冷却水管破裂，则关闭相应阀门，停机处理。8) 运行中，定子铁心部分温度普遍升高：应检查定子三相电流是否平衡、进风温度和出风的温差、空冷器的冷却水是否正常，采取相应的措施进行处理。在以上处理过程中，应控制定子铁心温度不的超过允许值，否则减负荷停机。9) 运行中，定子铁心个别温度突然升高：应分析该点温度上升的趋势及与有、无功负荷的变化关系，并检查该测点是否正常。若随着铁心温度、进出风温差显著上升，又出现“定子接地”信号时，应立即减负荷解列停机，以免铁心烧坏。10) 运行中，定子铁心个别温度异常下降：应加强对发电机本体、空冷小室的检查和温度的监视，综合各种外部迹象和表计、信号进行分析以判断是否系发电机转子或定子漏水所至。四、发电机仪表指示失常：1.现象：上位机显示各种参数突然失去指示或指示异常。2.原因及处理：1) 测点故障或端子松动。2) 上位机与LCU或LCU与PLC的通讯故障。将机组切至现地控制，并通知维护进行处理。3) 电压互感器二次侧断线：如有、无功定子电压、频率等表计因电压互感器二次侧断线失去指示，电能表也因此停止计量，而其它表计，如定子电流、转子电流、转子电压、励磁回路有关表计仍指示正常。此时，运行人员应根据所有表计指示情况作综合分析，判断指示失常的原因。不可因上述表计指示失常而盲目解列停机，也不能盲目调节负荷，应通过其它表计监视发电机的运行。通知维护人员进行处理。电流互感器二次开路引起表计指示失常：如一相开路，其定子电流、有、无功表均可能指示失常。具体情况和程度与电流互感器的故障相别有关。出现电流互感器二次开路后，应立即通知值班人员，不要盲目调节负荷。处理过程中，应加强对发电机运行工况的监视，并防止TA二次开路高压对人的伤害。五、发电机进相运行：当发电机励磁系统由于AVR原因或故障，或人为降低发电机的励磁电流过多，使发电机由发出感性无功功率变为吸收系统感性无功功率，定子电流由滞后于机端电压变为超前于机端电压运行，这就是发电机的进相运行。进相运行也是现场经常提到的欠励磁运行（或低励磁运行）。此时，由于转子主磁通降低，引起发电机的励磁电势降低，使发电机无法向系统送出无功功率，进相程度取决与励磁电流的降低程度。1.引起发电机进相运行的原因：1) 低谷运行时，发电机无功负荷原已处于低限，当系统电压因故突然升高或有功负荷增加时，励磁电流自动降低引起进相（有功功率增加，功率因素增大，无功功率减小使励磁电流减小）。2) AVR失灵或误动、励磁系统其它设备发生了故障、人为操作使励磁电流降低较多等也会引起进相运行。2.发电机进相运行的处理：1) 如果由于设备原因引起进相运行，只要发电机尚未出现振荡或失步，可适当降低发电机的有功负荷，同时提高励磁电流，使发电机脱离进相状态，然后查明励磁电流降低的原因。2) 由于设备原因不能使发电机恢复正常运行时，应及早解列。机组进相运行时，定子铁心端部容易发热，对系统电压也有影响。3) 制造厂允许或经过专门试验确定能进相运行的发电机，如系统需要，在不影响电网稳定运行的前提下，可将功率因素提高到1或在允许进相状态下运行。此时，应严密监视发电机运行工况，防止失步，尽早使发电机恢复正常。还应注意对高压厂用母线电压的监视，保证其安全。第二、发电机的事故处理一、 发电机定子单相接地： 发电机定子接地系指发电机定子绕组回路直接相连接的一次系统发生的单相接地。定子接地有瞬时接地、断续接地、永久接地之分，内部接地和外部接地之分，金属性接地、电弧接地、电阻接地之分，以及真、假接地之分。1.定子接地的原因：1) 小动物引起定子接地。2) 定子绕组绝缘损坏。3) 定子绕组回路中的绝缘瓷瓶受潮或脏物引起定子回路接地。4) 水冷机组漏水以及内冷却水导电率严重超标，引起接地报警。5) 发变组单元接线中，主变压器低压侧绕组或者高压厂用变压器高压绕组内部发生单相接地，都会引发定子接地报警信号。6) 发电机的带开口三角绕组的电压互感器，其高压熔断器熔断时也会发定子接地报警（假接地报警）。2.定子接地的现象及判断：1) 发电机发出“定子接地”报警后，应判明接地相别和真、假接地。当定子一相为金属性接地时，通过切换定子电压表可测得接地相对地电压为零，非接地相对地电压为线电压，各线电压不变且平衡。定子绝缘电阻测量测得“定子接地”电压表指示为零序电压值。由于“定子接地”电压表接在发电机电压互感器开口三角绕组的两端，因此，正常运行时“定子接地”电压表的指示为零（开口三角形接线的三相绕组相电压相量和为零），当定子绕组出现一相接地时，因开口三角形连接的二次绕组连接的三相绕组相电压为100/3V，故“定子接地”电压表的指示应为3U0=3100/3=100V。2) 如果一点接地发生在定子绕组的内部或发电机出口，且为电阻性，或接地发生在发变组主变压器低压绕组内，切换测量定子电压表，测得接地相对地电压大于零而小于相电压，非接地相对地电压大于相电压而小于线电压，“定子接地”指示小于100V。3) 当发电机电压互感器高压侧一相或两相熔断器熔断时，其二次侧开口三角绕组端电压也要升高。如U相熔断器熔断，发电机各相对地电压未发生变化，仍为相电压，但电压互感器的二次侧电压测量值因U相熔断发生了变化，即UuvUwu降低，而Uvw仍为线电压（线电压不平衡），各相对地电压Uu0Uw0接近相电压，Uu0明显降低（相对地无电压升高），“定子接地”电压表指示为100/3V，发“定子接地”信号（假接地）。真假接地的根本区别：真接地时，定子电压表指示接地相对地电压降低（或等于零），非接地相对地电压升高（大于相电压但不超过线电压），而线电压仍平衡。假接地时，相对地电压不会升高，线电压也不平衡。3.发电机定子接地的处理：1) 规程规定：容量在150MW及以下的发电机，当接地电容电流小于5A时，在未清除故障前允许发电机在电网一点接地的情况下短时运行，但最多不超过2h；单元接线的发电机变压器组寻找接地的时间不得超过30min。对于容量或接地电容电流大于上述规定的发电机，当定子电压回路单相接地时，要求立即将发电机解列并灭磁。这是考虑接地发生在发电机内部，接地电弧电流易使铁心损坏，另外，接地电容电流能使铁心熔化，熔化的铁心又会引起损坏区域的扩大，使有效铁心“着火”，由单相短路发展为相间短路。2) 当接到“定子接地”报警后，应判明真、假接地。若判明为真接地，应检查发电机本体及所连接的一次回路，如接地点在发电机外部，应设法消除。如将厂用电倒为备用电源供电，观察接地是否消失。如果接地无法消除，对于200MW以上的机组，应在30min内停机。如果查明接地点在发电机内部（在窥视孔能见到放电火花或电弧），应立即减负荷停机，并向上级调度汇报。如果现场检查不能发现明显故障，但“定子接地”报警又不消失，应视为发电机内部接地，30min内必须停机检查处理。3) 若判明为假接地，应检查并判明发电机电压互感器熔断器熔断的相别，视具体情况带电或停机更换熔断器。二、 发电机转子接地：发电机转子接地有一点接地和两点接地，另外还会发生转子层间和匝间短路故障。转子接地有瞬时接地、断续接地、永久接地之分，也有内部接地和外部接地，金属性接地和电阻性接地之分。1.转子接地的原因：1) 工作人员在励磁回路上工作，因不慎误碰或其他原因造成转子接地。2) 转子滑环绝缘损坏、转子槽口绝缘损坏、转子槽绝缘和端部绝缘损坏、转子引线绝缘损坏等引起接地。3) 长期运行绝缘老化、因杂物或振动使转子部分匝间绝缘垫片位移，将转子通风孔局部堵塞，使转子绕组绝缘局部过热老化引起转子接地。4) 鼠类等小动物窜入励磁回路，定子进出水之路绝缘引水管破裂漏水，励磁回路脏污等引起转子接地。2.转子接地的现象：转子回路一点接地时，因一点接地形不成电流回路，故障点无电流通过，励磁系统仍保持正常状态，不影响机组的正常运行。看转子接地信号能否复归，若能复归则为瞬时接地，若不能复归，则用万用表测量转子正负极对地电压，如发现某极对地电压降为零，另一极对地电压升至全电压，说明确实发生了一点接地。3.转子接地的处理：1) 检查励磁回路是否有人工作，如系工作人员引起，应予纠正。2) 检查励磁回路各部位有无明显损伤或因脏污接地，若因脏污接地应进行吹扫。3) 对有关回路进行详细外部检查，必要时轮流停用整流柜，以判明是否由于整流柜直流回路接地引起。4) 检查区分接地是在励磁回路还是在测量保护回路。5) 若转子接地为一点稳定金属性接地，且无法查明故障点，除加强监视机组运行外，在取得调度同意后，将转子两点接地保护作用于跳闸，并申请尽快停机处理。6) 转子带一点接地运行，若机组又发生欠励磁或失步，一般可认为转子接地已发展为两点接地，这时转子两点接地保护动作跳闸，否则应立即人为停机。对于双水内冷机组，在转子一点接地时又发生漏水，应立停机。转子两点接地或转子层间短路的现象及处理：当转子发生两点接地时，转子电流表指示剧增，转子和定子电压表指示降低，无功功率表指示明显降低，功率因数提高甚至进相，“转子一点接地”光字牌亮，警铃响，机组振动教大。严重时，可能发生发电机失步或失磁保护动作跳闸。由于转子两点接地时，转子电流增加很多，造成励磁回路设备过热甚至损坏。如果其中一接地点发生在转子绕组内部，部分转子绕组也要出现过热。另外，转子两点接地使磁场的对称性遭破坏，故机组产生强烈振动，特别是两点接地时除发生刺耳的尖叫声外，发电机两端轴承间隙还可能向外喷带火苗的黑烟。为此，发电机发生转子两点接地时，应立即紧急停机。如果“转子一点接地”光字牌未亮，由于转子层间短路引起机组振动超过允许值或转子电流明显增大时，应立即减小负荷，使振动和转子电流减少至允许范围。三、 发电机的非同期并列： 同步发电机与系统并列时必须满足四个条件：即待并发电机的电压与系统的电压大小相等、相位相同；待并发电机的频率与系统的频率相等；待并发电机的电压相序与系统的电压相序一致。若上述四条件之一不满足要求时，人为操作或借助自动装置操作将发电机并入系统，这种并列操作称非同期并列。非同期并列是发电厂电气操作的恶性事故之一，非同期并列对发电机、对系统都会造成严重后果。非同期并列时，由于合闸冲击电流很大，机组产生剧烈振动，使待并发电机绕组变形、扭弯、绝缘崩裂、定子绕组并头套熔化，甚至将定子绕组烧毁。特别是大容量机组与系统非同期并列，将造成对系统的冲击，引起该机组与系统间的功率振荡，危及系统的稳定运行。因此，必须防止发电机的非同期并列。1.非同期并列的现象：发电机非同期并列时，发电机定子产生巨大的电流冲击，定子电流表剧烈摆动，定子电压表也随之摆动，发电机发生剧烈振动，发出轰鸣声，其节奏与表计摆动相同。2.非同期并列的处理：发电机的非同期并列应根据事故现象正确判断处理。当同期条件相差不悬殊时，发电机组无强烈的振动和轰鸣声，且表计摆动能很快趋于缓和，则机组不必停机，机组会很快被系统拉入同步，进入稳定运行状态。若非同期并列对发电机产生很大的冲击和引起强烈的振动，表计摆动剧烈且不衰减时，应立即解列停机，待试验检查确认机组无损坏后，方可重新起动开机。四、 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。1.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。2.发电机失磁运行的现象：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sn1的转速顺转子转向旋转，与定子磁场的相对速度为2 sn1，它与定子磁场作用，产生交变的异步力矩。由于电流与力矩成正比，所以力矩的变化引起电流的脉动。5) 定子电压降低且摆动。发电机失磁时，系统向发电机送无功功率，因定子电流比失磁前增大，故沿回路的电压降增大，导致机端电压下降。电压摆动是由于定子电流摆动引起的。6) 有功功率表指示降低且摆动。有功功率输出与电磁转矩直接相关。发电机失磁时，由于原动机的转矩大于电磁转矩，转速升高，汽轮机调整器自动关小汽门，这样，驱动转矩减小，输出的有功功率也减小，直到原动机的驱动转矩与发电机的异步转矩平衡时，调速器停止动作。发电机的有功输出稳定在小于正常值的某一数值下运行。摆动的原因也是由于存在交变异步功率造成的。7) 无功功率表指示为负值，功率因数表指示进相。发电机失磁进入异步运行后，相当于一个滑差为s的异步发电机，一方面向系统送出有功功率，另一方面自系统吸收大量的无功功率用于励磁，所以发电机的无功功率表指示负值，功率因数表指示进相。3.发电机失磁运行的影响及应用条件：失磁对发电机和电力系统都有不良影响，在确定发电机能否允许失磁运行时，应考虑这些影响。发电机失磁运行的影响如下：1) 严重的无功功率缺额造成系统电压下降。发电机失磁后，不但不能向系统输送无功功率，反而从系统吸收无功功率，造成系统无功功率严重缺额。若系统无功电源不能提供这部分额外的无功功率，则系统电压会显著下降。电压的下降，不仅影响失磁机组厂用电的安全运行，还可能引起其他发电机的过电流。更严重的是电压下降，降低了其他机组的功率极限，可能破坏系统的稳定，还可能因电压崩溃造成系统瓦解。2) 对失磁机组的影响。发电机失磁时，使定子电流增大，引起定子绕组温度升高；失磁运行是发电机进相运行的极端情况，而进相运行将使机端漏磁增加，故会使端部铁芯、构件因损耗增加而发热，温度升高；由于失磁运行，在转子本体中感应出差频交流电流，差频电流产生损耗而发热，在某些部位，如槽楔与齿壁之间、护环与本体的搭接处，损耗可能引起转子的局部过热；由于转子的电磁不对称产生的脉动转矩将引起机组和基础的振动。4.根据上述不良影响，允许发电机失磁运行的条件是：1) 系统有足够的无功电源储备。通过计算，应能确认发电机失磁后能保证电压不低于额定值的90，这样才能保证系统的稳定。2) 定子电流不超过发电机运行规程所规定的数值，一般不超过额定值的1.1倍。3) 定子端部各构件的温度不超过允许值。4) 转子损耗：对外冷式发电机不超过额定励磁损耗；内冷式发电机不超过0.5倍额定励磁损耗。这是因为内冷式转子在正常运行时，励磁绕组的发热量是由导体内部直接传出，这种结构的转子表面散热面积相对较小，而在异步运行时，转子中的差频电流造成的热流分布不同于正常，转子的热量只有一部分被导体内的冷却水带走，故转子损耗不能太大。5.发电机失磁运行的处理：由于不同电力系统无功功率储备和机组类型的不同，有的发电机允许失磁运行，有的则不允许失磁运行，因此，处理的方式也不同。对于汽轮发电机，如100MW汽轮机组，经大量失磁运行试验表明，发电机失磁后，在30s内若将发电机的有功功率减至额定值的50 %，可继续运行15min；若将有功功率减至额定值的40%，可继续运行30min。但对无功功率储备不足的电力系统，考虑电力系统的电压水平和系统稳定，不允许某些容量的汽轮发电机失磁运行。对于调相机和水轮发电机，无论系统无功功率储备如何，均不允许失磁运行。因调相机本身是无功电源，失去励磁就失去了无功调节的作用。而水轮发电机其转子为凸极转子，失磁后，转子上感应的电流很小，产生的异步转矩小，故输出有功功率也小，失磁运行无多大实际意义。基于上述分析，发电机失磁后的处理方式如下。不允许发电机失磁运行的处理步骤如下：1) 根据表计和信号显示，尽快判明失磁原因。2) 失磁机组可利用失磁保护带时限动作于跳闸。若失磁保护未动作，应立即手动将机组与系统解列。3) 若失磁机组的励磁可切换至备用励磁，且其余部分仍正常，在机组解列后，可迅速切换至备用励磁，然后将机组重新并网。4) 在进行上述处理的同时，应尽量增加其他未失磁机组的励磁电流，以提高系统电压稳定能力。5) 严密监视失磁机组的高压厂用母线电压，在条件允许且必要时，可切换至备用电源供电，以保证该机组厂用电的可靠性。允许发电机失磁运行的处理步骤如下：1) 发电机失磁后，若发电机为重载，在规定的时间内，将有功功率减至允许值(减少对系统和厂用电的影响)；若发电机为轻载，则不必减有功功率；在允许运行时间内，查找机组失磁的原因。2) 增加其他机组的励磁电流，维持系统电压。3) 监视失磁机组定子电流应不超过1.1倍额定电流，定子电压应不低于0.9倍额定电压，并同时监视定子端部温度。4) 在允许运行时间内，设法迅速恢复励磁电流。如AVR不能正常工作，应切换至备用励磁装置。5) 如果在允许继续运行的时间内不能恢复励磁，应将失磁发电机的有功功率转移至其他机组，然后解列。五、 发电机的振荡和失步：同步发电机正常运行时，相对静止的定子磁极(定子三相绕组合成磁场)与转子磁极(转子磁场)之间可看成有弹性的磁力线联系。当负载增加时，转子的位移角(功角)将增大，这相当于把磁力线拉长；当负载减小时，角将减小，这相当于磁力线缩短，如图417所示。当负载突然变化时，由于转子有惯性，转子位移角不能立即稳定在新的数值，而是在新的稳定值左右要经过若干次摆动，这种现象称为同步发电机的振荡。振荡有两种类型，一种是振荡的幅度愈来愈小，角的摆动逐渐衰减，最后稳定在某一新的位移角下，仍以同步转速稳定运行(称同步振荡)；另一种是振荡的幅度愈来愈大，角不断增大，直至脱出稳定范围，使发电机失步，发电机进行异步运行(称非同步振荡)。1.发电机发生振荡或失步时有如下现象：1)定子电流表指示超出正常值，且往复剧烈摆动；2)定子电压表和其他母线电压表指针指示低于正常值，且往复摆动；3)有功负荷与无功负荷大幅度剧烈摆动；4)转子电压、电流表的指针在正常值附近摆动；5)发电机发出有节奏的鸣声，并与表计指针摆动节奏合拍；6)低电压继电器和过负荷保护可能动作报警；7)在控制室可听到有关继电器发出有节奏的动作和释放的响声，其节奏与表计摆动节奏合拍。2.发电机振荡和失步的原因：1)静态稳定破坏。这往往发生在运行方式的改变，使输送功率超过当时的极限允许功率。2)发电机与电网联系的阻抗突然增加。这种情况常发生在电网中与发电机联络的某处发生短路，一部分并联元件被切除，如双回线路中的一回被断开，并联变压器中的一台被切除等。3)电力系统的功率突然发生不平衡。如大容量机组突然甩负荷，某联络线跳闸，造成系统功率严重不平衡。4)大机组失磁。大机组失磁，从系统吸取大量无功功率，使系统无功功率不足，系统电压大幅度下降，导致系统失去稳定。5)原动机调速系统失灵。原动机调速系统失灵，造成原动机输入力矩突然变化，功率突升或突降，使发电机力矩失去平衡，引起振荡。6)发电机运行时电势过低或功率因数过高。7)电源间非同期并列未能拉入同步。3.单机失步引起的振荡与系统性振荡的区别：1)失步机组的表计摆动幅度比其他机组表计摆动幅度要大；2)失步机组的有功功率表指针摆动方向正好与其他机组的相反，失步机组有功功率表摆动幅度可能满刻度，其他机组在正常值附近摆动；3)系统性振荡时，所有发电机表计的摆动是同步的。4.发电机振荡或失步的处理：当发生振荡或失步时，应迅速判断是否为本厂误操作所引起，并观察是否有某台发电机发生了失磁。如本厂情况正常，应了解系统是否发生故障，以判断发生振荡或失步的原因。发电机发生振荡或失步的处理如下：1) 立即增加发电机的励磁电流。通过增加励磁电流，以提高发电机的电势，增加功率极限，提高发电机稳定性。这是由于励磁电流的增加，使定、转子磁极间的拉力增加，削弱了转子的惯性，在发电机到达平衡点时而拉入同步。但发电机励磁系统若处在强励状态，1min内不应干预。2) 如果是由于单机高功率因数引起，则应降低有功功率，同时增加励磁电流。这既可降低转子惯量，也提高了功率极限而增加机组稳定运行能力。3) 当振荡是由于系统故障引起时，应立即增加各发电机的励磁电流，并根据本厂在系统中的地位进行处理。如本厂处于送端，为高频系统，应降低机组的有功功率；反之，本厂处于受端且为低频率系统，则应增加有功功率，必要时采取紧急拉路措施，以提高频率。4) 如果是单机失步引起的振荡，采取上述措施经一定时间仍未进入同步状态时，根据现场规程规定，应将机组与系统解列。以上处理，必须在系统调度统一指挥下进行。六、 发电机的调相运行：同步发电机既可作发电机运行，也可作电动机运行。当运行中的发电机因汽轮机危急保安器误动或调速系统故障而导致主汽门关闭时，发电机失去原动力，此时若发电机的横向联动保护或逆功率保护未动作，发电机则变为调相机运行。1.发电机变为调相机运行的现象：1)汽轮机盘出现“主汽门关闭”光字牌信号报警。2)发电机有功功率表指示为负值，电能表反转。发电机的主汽门关闭后，发电机从系统吸取少量有功功率维持其同步运行，与原来相比，发电机由发出有功功率变为吸取有功功率，故有功功率表指示为负值，电能表反转。3)发电机无功功率表指示升高。由于发电机主汽门关闭，输出有功功率突然消失，仅从系统吸取少量有功功率维持空载转动，而发电机的励磁电流未发生变化。由发电机的电压相量图或发电机功率输出PQ特性曲线可知，其功角d减小时，功率因数角加大，故无功功率增大。4)发电机定子电压升高，定子电流减小。定子电流的减小是由于发电机输出有功功率突然消失引起的，虽然输出无功功率增加，并从系统吸取少量有功功率，但定子总的电流仍减小。由于定子电流的减小，电流在定子电抗上的压降减小，故定子电压升高。由于发电机与系统相连，发电机向系统输送的无功功率增加，使发电机的去磁作用增加，定子电压自动降低保持发电机电压与系统电压平衡。5)发电机励磁回路仪表指示正常，系统频率可能有降低。因励磁系统未发生变化，故励磁回路各表计指示正常。发电机调相运行时不仅不输出有功，还要从系统吸取少量有功维持其同步运行。当该发电机占系统总负荷比例较大时，由于系统有功不足，使系统频率下降。2.发电机变为调相机运行的处理：发电机变为调相机运行，对发电机本身来说，并无什么危害，但汽轮机不允许长期无蒸汽运行。这是由于汽轮机无蒸汽运行时，叶片与空气摩擦将会造成过热，使汽轮机排汽温度很快升高，故汽轮发电机不允许持续调相运行。当汽轮发电机发生调相运行后，逆功率保护应动作跳闸，按事故跳闸处理；若逆功率保护拒动，运行人员应根据表计指示及信号情况迅速作出判断，在lmin内将机组手动解列，此时应注意厂用电联动正常。若汽轮机能很快恢复，则可再并列带负荷；若汽轮机不能很快恢复，应将发电机操作至备用状态。七、 发电机断路器自动跳闸：300MW及以上机组通常接成发变组单元接线，并通过变压器高压侧断路器与系统相连。机组正常运行时，由于种种原因，使断路器自动跳闸，运行人员应正确判断并及时处理，以保证机组安全运行。1.断路器自动跳闸的原因：1)继电保护动作跳闸。如机组内部或外部短路故障引起继电保护动作跳闸；发电机因失磁或断水引起失磁保护和利断水保护动作跳闸；热机系统发生故障，由值班员就地紧急跳闸，或热力系统故障由热机保护动作并联动断路器跳闸；2)工作人员误碰或误操作、继电保护误动作使断路器跳闸。2.断路器自动跳闸后的现象：保护正确动作引起的跳闸：1)喇叭响，机组断路器和灭磁开关的位置指示灯闪光。当机组发生故障时，发电机主断路器、灭磁开关、高压厂用工作分支断路器在继电保护的作用下自动跳闸，各跳闸断路器的绿灯闪光。高压厂用备用分支断路器被联动自动合闸，备用分支断路器的红灯闪光。2)发电机主断路器、高压厂用工作分支断路器、灭磁开关“事故跳闸”光字牌信号报警，有关保护动作光字牌亮。3)发电机有关表计指示为零。发电机事故跳闸后，其有功功率、无功功率、定子电流和电压、转子电流和电压等表计指示全部到零。4)在断路器跳闸的同时，其他机组均有异常信号，表计亦有相应异常指示。如发电机故障跳闸时，其他机组应出现过负荷、过电流等现象，并出现表计指示大幅度上升或摆动。人员误碰、保护误动引起的跳闸：1)断路器位置指示灯闪光，灭磁开关仍在合闸位置。2)发电机定子电压升高，机组转速升高。3)在自动励磁调节器作用下，发电机转子电压、电流大幅度下降。4)有功功率、无功功率及其他表计有相应指示。因厂用分支断路器未跳闸，仍带厂用电负荷。5)其他机组表计无故障指示，无电气系统故障现象。3.断路器自动跳闸的处理：当运行中的发电机主断路器自动跳闸时，运行人员应根据表计、信号及保护动作情况，及时作出处理，并分以下几种情况。保护正确动作的处理：1)发电机主断路器自动跳闸后，应检查灭磁开关是否已经跳闸，若4