大型同步發電機勵磁系統故障的種類很多，例如滅磁開關誤動而轉子線圈經滅磁電阻短接、轉子線圈短路、轉子線圈回路斷線而開路、硅整流的故障以及自動調節勵磁裝置的故障等，都將導致發電機全部或部分失磁。根據我國1995年統計資料，100MW及以上容量發電機共發生失磁故障32次，約占總數的26.7%，是各種電氣故障中發生最多的一種。這對電機本身及電力系統有時會造成重大危害，尤其是在失磁而失步以后。因此，現代大型發電機已經或正在普遍裝設失磁保護與失步保護。
當發電機完全失去勵磁時，勵磁電流將逐漸衰減至零。由于發電機的感應電勢Ed隨著勵磁電流的減小而減小，因此，其失磁轉矩也將小于原動機的轉矩，因而引起轉子加速，使發電機的功角δ增大。當各超過靜態穩定極限角時，發電機與系統失去同步。發電機失磁后將從并列運行的電力系統中吸取電感性無功功率供給轉子勵磁電流，在定子繞組中感應電勢。在發電機超過同步轉速后，轉子回路中將感應出頻率為fi-fs(f1為對應發電機轉速的頻率，fs為系統的頻率)的電流，此電流產生異步制動轉矩，當異步制動轉矩與原動機轉矩達到性的平衡時，即進入穩定的異步運行。
根據電機學的分析，異步發電機的等效電路與異步電動機的相似。
當發電機失磁后而異步運行時，將對電力系統和發電機產生以下影響：
(1)需要從電網中吸收很大的無功功率以建立發電機的磁場。
(2)由于從電力系統中吸收無功功率將引起電力系統的電壓下降，如果電力系統的容量較小或無功功率的儲備不足，則可能使失磁發電機的極端電壓、升壓變壓器高壓側的母線電壓、或其它臨近點的電壓低于允許值，從而破壞了負荷與各電源間的穩定運行，甚至可能因電壓崩潰而使系統瓦解。
(3)由于失磁發電機吸收了大量的無功功率，因此為了防止其定子繞組的過電流，發電機所能發出的有功功率將較同步運行時有不同程度的降低，吸收的無功功率越大，則降低的越多。
(4)失磁后發動電機的轉速超過同步轉速，因此，在轉子及勵磁回路中將產生頻率為fi-fs的交流電流，因而形成附加的損耗，使發電機轉子和勵磁回路過熱。顯然，當轉差率越大時，所引起的過熱也越嚴重。
根據以上分析，結合汽輪發電機來看，由于其異步功率比較大，調速器也比較靈敏，因此當超速運行后，調速器立即關小汽門，使汽輪機的輸出功率與發電機的異步功率很快達到平衡，在轉差率小于住5%的情況下即可穩定運行。故汽輪發電機在很小的轉差下異步運行一段時間，原則上是安全允許的。此時，是否需要并允許其異步運行，則主要取決于電力系統的具體情況。例如，當電力系統的有功功率供應比較緊張，同時一臺發電機失磁后，系統能夠供給它所需要的無功功率，并能保證電網的電壓水平時，則失磁后就應該繼續運行；反之，如系統中有功功率有足夠的儲備，或者系統沒有能力供給它所需要的無功功率，則失磁以后就不應該繼續運行。
對水輪機而言，考慮到：①其異步功率較小，必須在較大的轉差下(一般達到1%一2%)運行，才能發出較大的功率；②由于水輪機的調速器不夠靈敏，時滯較大，甚至可能在功率尚未達到平衡以前就大大超速，從而使發電機與系統解列；③其同步電抗較小，如果異步運行，則需要從電網吸收大量的無功功率；④其縱軸和橫軸很不對稱，異步運行時，機組振動較大等因素的影響，因此水輪發電機一般不允許在失磁以后繼續運行。
為此，在發電機上，尤其是在大型發電機上應裝設失磁保護，以便及時發現失磁故障，并采取必要的措施，例如發出信號由運行人員及時處理、自動減負荷、或動作于跳閘等，以保證電力系統和發電機的安全。
400-666-9137???????028-85087827???????85087127
QQ在線咨詢
85254093@qq.com 
400-666-9137