发电机是电力系统中最主要的设备,大容量机组在系统中的地位举足轻重,如何保障发电机在电力系统中的安全运行,就显得非常重要。由于大容量机组一般采用直接冷却技术,体积和质量并不随容量成比例增大,从而使得大型发电机各参数与中小型发电机已大不相同,因此故障和不正常运行时的特性也与中小型机组有了较大差异,给保护带来复杂性。大型发电机组与中小型发电机组相比,主要不同点表现在:
(1)短路比减小,电抗增大。大型发电机的短路比大约减小到0.5左右,各种电抗都比中小型发电机大。因此大型发电机组的短路水平反而比中小型机组的短路水平低,这对继电保护是十分不利的。由于za的增大,使发电机的静稳储备系数K减小,因此在系统受到扰动或发电机发生失磁故障时,很容易失去静态稳定。由于xd″、xd′、xd等参数的变大,使发电机平均异步转矩大大降低,约从中小型发电机的2--3倍额定值减小至额定值左右。于是失磁后异步运行时滑差增大,允许异步运行的负荷更小、时间更短,另一方面要从系统吸取更多的无功功率,对系统稳定运行不利。
(2)时间常数增大。大型发电机组定子回路时间常数Ta和比值Ta/Td显著增大,短路时定子非周期电流的衰减较慢,整个短路电流偏移在时间轴一侧若干工频周期,使电流互感器更容易饱和,影响大机组保护正确工作。
(3)惯性时间常数降低。大容量机组的体积并不随容量成比例地增大,有效材料利用率提高,其直接后果是机组的惯性常数H明显降低,600MW发电机的惯性时间常数在1.75左右,在扰动下机组更易于发生振荡。
(4)热容量降低。有效材料利用率提高的另一后果是发电机的热容量(J/K)与铜损、铁损之比显著下降。例如200MW及更小的发电机的定子绕组对称过负荷能力为1.5倍额定电流,允许持续运行120s,转子绕组过负荷能力为2倍额定激磁电流,允许持续运行30s;对于600MW汽轮发电机,定子绕组过负荷能力规定为1.5倍额定电流、30s,转子绕组过负荷能力为2倍额定激磁电流、10s。转子表层承受负序过负荷的能力t,中小汽轮发电机组(间接冷却方式)为30s,600MW(直接冷却方式)汽轮发电机减小到10s。
本文关键字:发电机 电工基础,电工技术 - 电工基础
上一篇:电力系统微机保护软件的系统配置