發電機是電力系統中重要的設備之一,它的安全運行對電力系統的連續工作和對用戶不間---電起著決定性的作用。為此,在發電機上應裝設比較完善的保護裝置是十分---的。
1 發電機的故障和不正常工作狀態
1.1 發電機的故障主要指電氣方面的故障
定子故障有:
1定子繞組的相間短路即三相或兩相短路,會產生很大的短路電流,故障點的電弧會使繞組絕緣燒壞,甚至可能引起火災;
2定子繞組同一相的匝間短路,這種故障的機會雖不多,但由于短路點電流很大,使故障處溫度升高,而導致絕緣破壞,可能發展成單相接地或相間短路;
3定子繞組單相接地,通常是指一相繞組碰殼,這時發電機電壓系統的電容電流流過定子鐵芯,當該電流較大時,可能使鐵芯局部熔化,對修理工作造成很大困難,還可能擴大為相間短路。
轉子繞組的故障有:
1轉子繞組的一點接地,當發生一點接地時,由于沒有構成接地電流通路,故對發電機沒有直接危險,但若再發生另一點接地,就造成兩點接地短路。
2轉子繞組的兩點接地短路,將使轉子部分繞組被短接,破壞了磁路的對稱性,可能引起發電機的---振動,甚至會把轉子繞組燒毀,尤其對凸極式轉子的水輪發電機和同步調相機,危險就。
3轉子失去激磁電流,由于轉子繞組斷線或自動滅磁開關誤動作等原因造成的失磁故障,使同步發電機變為異步運行,從系統吸取大量無功功率,以至發電機端電壓降低及定子電流增大,引起電機過熱,威脅安全運行。
1.2 發電機的不正常運行情況
發電機的不正常運行情況主要有:
1由于外部短路、非同期重合閘以及系統振蕩等引起的過電流;
2由于負荷超過發電機的額定值,或負荷不對稱而引起的過負荷包括對稱和不對稱過負荷兩種;
以上兩種情況,都將引起發電機定子電流增大和溫度升高,從而加速絕緣老化,縮短電機壽命,同時,長期過熱也可能引起發電機內部故障。
3由于突然甩掉負荷引起的過電壓,這種情況主要是發生在水輪發電機和大型汽輪發電機中,因為水輪發電機調速系統慣性大,中間再熱式的大型汽輪發電機功頻調節器的調節過程比較遲緩,在突然甩負荷時,轉速急劇上升,以致引起過電壓。
2 發電機的保護方式
根據《繼電保護及自動裝置設計技術規程》的規定,發電機應依機組容量的大小、類型,重要程度及特點,考慮裝設下列有關保護,用于反應發電機的各種故障及不正常工作狀態。
1縱差動保護,用于反應發電機線圈及其引出線的相間短路。
2匝間短路保護,用于反應定子繞組同一相匝間或分支短路。
3單相接地保護,反應定子繞組單相接地故障。在不裝設單相接地保護時,應利用絕緣監視裝置發出接地故障信號。
4過電流保護,用于切除發電機外部短路引起的過電流,并作為發電機內部故障的后備保護。
5不對稱過負荷保護,反應不對稱負荷引起的過電流,一般在五萬千瓦及以上的發電機應裝設此保護,動作于信號。
6對稱過負荷保護,反應對稱過負荷引起的過電流,一般應裝設于一相的過負荷信號保護。
7過電壓保護,用于反應水輪發電機和大型汽輪發電機突然甩掉負荷時引起的定子繞組的過電壓。
地球磁場是受地球固體內核環繞的液鐵層驅動形成的,迄今為止科學家并不完全理解地球內核是如何形成的,因為月球引力作用保持地球內核外部存在液鐵層。地球內核外部的大量液鐵層又被稱為“地球發電機”,它對于地球磁場形成具有重要意義,因為該結構是地球內核所必需的,可以在過去43億年里降溫3000攝氏度。
“地球發電機”的運行,使地球內核從初的6800攝氏度降至現今的3800攝氏度,近期地球內部溫度初演化模型和地球化學研究表明,地球內核外部液鐵層并未起到充足的降溫效果。目前,來自法國科學研究中心和克萊蒙費朗第二大學的科學家發現,地球內核降溫僅300攝氏度。
研究人員提出了另一項解釋理論,該項研究負責人丹尼斯-安德羅特(denis andrault)博士稱,長期以來科學家認為地球磁場的形成與月球存在著聯系,直到現今科學家很容易忽視月球的運動,月球運行可以保持“地球發電機”處于活躍狀態。
目前研究人員對傳統“降溫理論”提出更多的置疑,并且開始深入分析地球內部熱狀態的進化歷史,以及地球內核外部液鐵層的熱傳導性。他們發現這與地球環繞軸線旋轉、軸線方向,以及月球軌道定期性都無關,大型發電機,這意味著地球內核運動的綜合效應是不穩定的,同時導致“地球發電機”產生波動。這一過程可以解釋地球內核外層一些的熱量脈沖,以及內核外層與地幔之間邊界的存在。
隨著時間的推移,這可能導致深層地幔融化達到峰值,可能導致地球表面多數火山噴發事件的發生。研究人員-,這種效應可以持續---地球內核外部液鐵層運動,并有助于形成地球磁場。
通過地球-月球-太陽系統的引力和旋轉動能的傳遞,地球連續不斷地獲得37000億瓦能量,其中10000億瓦能量被地球內核外部運動所利用,這些能量足夠產生地球磁場。安德羅特博士稱,我們仍在研究早期地球的熱狀態,我們試著理解之后冷卻的淺層地幔如何降溫,對地球表面狀態產生的影響。