发电机电气量波动原因探析

发电机电气量波动原因探析

尹洪进

江苏南热发电有限责任公司江苏省南京市210044

摘要：在日常运营过程中，电力企业必须全方位正确认识发电机电气故障，要将其智能诊断放在核心位置，全面、准确诊断发电机电气故障，明确故障发生的具体位置，在最短的时间内有效解决电气故障问题，降低发电机电气故障发生率与维护成本的基础上，实现最大化的经济效益。

关键词：发电机；电气量；波动原因

1电气量测量技术的研究背景及意义

随着我国电力建设的发展，各种类型的大型发电机组越来越多地投入运行，大机组投入运行后所带来的扭振现象、低频振荡等问题已经越来越多的引起了运行部门和有关专家的重视。目前，水电厂的远程控制、自动控制、电网调度自动化等计算机监控系统自动化程度虽己达到较高水平，但系统的主要功能还是基于监视控制。这种监控系统己不能满足现代电力系统安全、稳定的要求，电气量数据的采集速率不够快、实时性较低、缺少一些重要数据的采集和数据记录功能。电力系统中，暂态过程数据采集的实时性要求非常高，采样速率也要非常快，并且能够记录暂态的基本过程，才能对设备的故障及不正常状态的分析提供重要依据，为解决电气设备存在的问题提供技术手段。

2电气量测量技术的现状及发展动向

目前，世界各国政府部门均对改善电网的电能质量问题，加大投资和研发力度，国外对电能参数的监测方法主要是利用数字电子技术和硬件电路来完成，仪器虽能够监测电压、电流、谐波、功率等量，但功能单一，对不同参数进行测量时，需要对相关的硬件部分进行调整，具有局限性。且仪器易受到外界温度、磁场等影响，还不能保存大量历史数据，影响了电能参数分析。近几年，随着网络通信技术和数字信号处理技术的迅猛发展，在电能质量监测仪器和设备的研究上，出现了越来越多的软、硬件技术和网络技术。例如虚拟仪器技术、中间件技术，采用小波变换、神经网络和专家系统等作为检测识别和分析诊断的有效工具，电能质量监测系统正在朝着网络化、智能化的方向发展。

3实例分析

发电机有功功率瞬间从167.3MW降到137.8MW，然后升到167MW；无功功率瞬间从26.5MVar降至-4.8MVar，然后升到42MVar，最后缓慢变到26MVar；发电机A相定子电流从4970A瞬间升到5335A，然后降到4970A；发电机B相定子电流从5116A瞬间升到5483A，然后降到5116A；发电机C相定子电流无变化。发电机机端三相电压和系统侧电压均未发生变化。

主变220kV侧A相电流无变化，B相电流从397A升到451A，再降到397A；C相电流从405A升到423A，再降到403A。

汽机、锅炉参数未见变化。DEH画面中三个发电机有功功率曲线未变化。

4回路检查

波动异常发生过,立即组织技术人员对相关的设备进行检查。

（1）检查4号发变组及220KV系统一次系统回路，未见异常。

（2）检查二次电流回路,包括端子箱,变送器屏,故障录波器屏,保护屏相关电流端子进行检查,端子接线牢固可靠，没有松动接触不良好现象。

（3）检查变送器元件（外观检查）未见异常。

（4）检查DCS采集卡件（外观检查）未见异常。

5原因分析

5.1故障录波器及保护装置未启作分析。负荷异常波动期间发变组故障录波器和220kV系统故障录波器均正常运行，两录波器均未启动。保护装置未启动。而障录波器和保护装置与变送器取自不同的电流互感器二次绕组，因此排除一次系统故障及电流互感器保护用二次绕组异常。

5.2电流与功率变化趋势分析。波动时DCS显示，发电机A、B两相定子电流增量为365、367A，定子电压未变化，因功率因素不确定，故推出发电机视在功率增量约为△S＝2/3×√3×366×20/1000=8.45MVA,即按电流推算有功功率及无功功率的增加应在0~8.45MVA的范围内。而DCS中有功功率减少29.5MW,无功功率减少31.3Mvar。即发电机电流变化趋势与功率变化趋势相反，相互之间没有一致性，如一次系统发生故障或二次电流回路故障，应同时增加或减少。即不是因电流变化而引起功率变化，二者之前关系不确定。

5.3DCS显示与DEH显示功率的分析。DCS一个有功功率信号对应的功率变送器和DEH三个有功功率信号对应的三个功率变送器中的电压电流a量来源于同一个电流互感器二次线圈和电压互感器二次线圈。在DCS中功率发生波动的过程中，DEH有功功率没有变化。说明功率波动不是由于二次电流波动引起的，DEH三块功率变送器未波动可以排除二次电流回路发生异常。

5.4电压未波动分析。在发电机电流与220KV电流及功率发生波动的过程中,发电机机端电压及220KV电压均未发生波动,可以分析为系统未发生波动,仅是二次测量回路异常。

5.5在发电机电流和功率发生波动的过程中，汽轮机、锅炉各项参数未变化，说明有功的波动为假相。

5.6因发电机电流为A、B相增加，而220KV侧电流为B、C相电流增加，因增加电流幅度较负荷电流相比过小，仅为负荷电流的7%左右，难以用相量图分析故障相别，此处不加推论。

6结语

随着发电机组的日益复杂，产生故障的概率更是不断提高，检修难度也有所增加。发电机电力故障智能诊断系统的发展，能够及时的发现发电机组的故障部位，并且指导检修人员按照最佳的操作流程对故障部位进行修理，避免故障的进一步恶化，为发电机工作的稳定性提供保障，从而提高我国电力系统工作的可靠性和安全性。

参考文献：

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[2]谢辅雯.蚁群优化BP神经网络的电机故障诊断设计与实现[J].制造业自动化，2012（10）：106-108.

[3]朱晶晶.基于Bayesian理论的电机滚动轴承故障的智能诊断研究[D].江苏大学，2011