周漢齋

摘要：汽輪發(fā)電機組甩負荷是一種相對嚴重的生產安全故障，如果處置不當，極易造成故障升級、危害增大，嚴重影響整個汽輪發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行，甚至可能造成惡劣安全事故，本文從甩負荷的定義、分類、原因分析及防范措施等進行了研究和探討。

關鍵詞：汽輪發(fā)電機組；甩負荷；保護；超速

一、汽輪發(fā)電機組甩負荷的定義

所謂甩負荷事故是指汽輪發(fā)電機組突然卸掉全部或部分負荷的一種事故現(xiàn)象。對于汽輪發(fā)電機組而言，甩負荷分為兩種1、汽輪機甩負荷；2、發(fā)電機甩負荷。無論哪種甩負荷事故的發(fā)生對汽輪發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行影響很大，必須引起運行值班人員和有關人員的高度重視。對于我們運行人員而言，應該熟練掌握機組甩負荷的現(xiàn)象、原因最重要的就是掌握甩負荷后的事故處理，盡可能的減小事故損失。

二、汽輪發(fā)電機組甩負荷分類

如上文所提到的對于汽輪發(fā)電機組而言，甩負荷分為如下兩類：

（一）汽輪機甩負荷

汽機甩負荷指的是由于汽輪機發(fā)生調速系統(tǒng)故障或油動機故障致使汽機的主汽門或者調門關閉造成汽缸不進汽，使得發(fā)電機不對外做功，反而從電網(wǎng)吸收功率，機組轉速維持額定轉速，但容易造成汽機的低壓缸鼓風摩擦過熱，需要投入低壓缸減溫水。

（二）發(fā)電機甩負荷

發(fā)電機甩負荷指的是發(fā)電機出口開關突然跳閘和電網(wǎng)解列，此時機組轉速超速，極有可能造成超速保護動作停機，甚至造成機組飛車的重大事故發(fā)生。（這是因為當發(fā)電機甩負荷時，線路負荷降低或為零，使發(fā)電機定子磁場相對轉子磁阻力降低，同時，自動調節(jié)的勵磁電流也下降，轉子的激磁也就減弱，原動機負載減輕了，轉速就相應提高），因此相比這兩種甩負荷而言，發(fā)電機甩負荷的危險性比汽機甩負荷的危險性更大。

三、導致汽輪發(fā)電機組甩負荷的原因分析及判斷

根據(jù)上文對汽輪發(fā)電機組甩負荷分類我們將其分為如下四小類進行分析：

1.因供電輸變線路突然跳閘，使機組負荷無法正常輸出；

2.發(fā)電機保護動作，跳開發(fā)電機出口開關；

3.汽輪機保護動作，高中壓自動主汽門突然關閉；

4.運行中某一自動主汽門、調速汽門或某一油動機突然關閉。

機組發(fā)生甩負荷時，運行值班人員要迅速判明甩負荷的原因，然后才能采取對應的措施進行處理，判斷的方法主要有以下幾種：

（1）當由電氣原因（上述1，2種類型）造成機組甩負荷時，則發(fā)電機甩去全部或大部分負荷（僅剩下廠用電負荷），這時機組最顯著的特征是轉速升高，若汽輪機調速系統(tǒng)的動態(tài)特性不理想，就會造成汽輪機超速保護動作而停機。

（2）當由汽輪機保護動作（上述第3種類型）造成機組甩負荷時，則發(fā)電機組會甩去全部負荷，此時機組轉速與甩負荷前相比基本不變。由于高中壓自動主汽門的關閉，切斷了進入汽輪機的所有蒸汽，此時機組得以維持穩(wěn)定轉速全靠電網(wǎng)的返送電，即發(fā)電機組變?yōu)殡妱訖C運行模式，稱為逆功率運行（一般都有逆功率保護，主汽門關聯(lián)跳油開關）

（3）當由于主汽門或調門突關（上述第4種類型）造成機組甩負荷時，則發(fā)電機組僅甩去部分負荷，機組轉速保持不變。其甩負荷量視突然關閉的主調門的通流量，占機組當時進汽量的份額而定，同時也與主調門的類別有關

四、汽輪發(fā)電機組甩負荷的危害分析

1.造成機組超速。甩負荷是造成機組超速的主要因素，超速的結果往往會造成超速保護動作而停機，更有甚者還會輪機調速系統(tǒng)工作不正常造成汽輪發(fā)電機組因飛車而毀壞。

2.甩負荷后會在汽缸、轉子表面產生嚴重的熱應力。甩負荷后機組負荷發(fā)生了大幅度的變化，則進入汽輪機的蒸汽量隨之而減小，由于調速汽門的節(jié)流作用，通過汽輪機通流部分的蒸汽溫度將發(fā)生大幅度的降低，使汽缸、轉子表面受到急劇冷卻，致使其中產生很大的熱應力。

3.導致定子電壓過高。這主要是因為：在甩負荷的瞬間，發(fā)電機的磁鏈不能突變，在短暫的時間內維持暫態(tài)電動勢，以實現(xiàn)大功率輸送，而且原動機調速器和制動設備有惰性，甩負荷后不能立即受到調速效果，使發(fā)電機轉速增加，頻率升高。在甩負荷瞬間，電壓上升，后因帶廠用電負荷運行而使頻率迅速下降，因此過勵倍數(shù)大大升高，會遭受過勵磁的侵害。其危害表現(xiàn)如下：鐵心飽和后諧波磁通密度增大，使附加損耗加大，引起局部過熱。定子鐵心背部漏磁場的強度增強。背部漏磁場也是一交變磁場，在這一交變漏磁場中的定位筋，與定子繞組的線棒類似，將感應出電動勢。相鄰定位筋中的感應電動勢存在相角差，并通過定子鐵心構成閉路，流過電流。正常情況下，定子鐵心背部精磁小，定位筋中的電動勢也小，通過定位筋和鐵心的電流比較??；但是，當出現(xiàn)過電壓時，定子鐵心背部漏磁急劇增加，從而使通過定位筋和鐵心的電流急劇增加，在定位筋附近，電流密度很大，引起局部過熱。電壓越高，時間越長，引起的過熱越嚴重，甚至會造成局部燒傷。如果定位筋和定子鐵心接觸不良，產生過電壓后，在接觸面上可能會出現(xiàn)火花放電，對于氫冷機組，這是十分不利的。

4.嚴重威脅廠用電電源的安全運行。在甩負荷瞬間，廠用電電壓升高，嚴重威脅廠用電電源的安全運行，對設備的絕緣也造成一定的損害；當廠用電電壓低于由交流電源供電的接觸器的返回電壓值時，交流接觸器跳閘，從而使部分電動機跳閘，如疏水泵、定冷水泵、空氫側交流密封油泵等等，這必將危及機組的安全停運；隨著電壓的進一步降低，電動機為了維持其出力不變，必然使電流增大，甚至超過額定值，從而導致電動機發(fā)熱嚴重，對電動機的絕緣構成了嚴重威脅，留下永久的隱患；切換廠用電電源后，一些大功率電動機的自啟動使得備用電源負荷大幅增加，從而加重了備用電源的負擔。

此外，甩負荷后還會形成壓力容器超壓運行，輕者引起安全閥動作，重者造成壓力容器變形或爆破。

五、防范措施

1.為發(fā)電機配置性能良好的勵磁調節(jié)器或調壓裝置，使發(fā)電機突然甩負荷時能抑制容性電流對發(fā)電機的助磁電樞反應，從而防止過電壓的產生和發(fā)展。同時也要為發(fā)電機配置反應靈敏的調速系統(tǒng)，使得突然甩負荷時能有效限制因發(fā)電機轉速上升而造成的工頻過電壓。

2.要嚴格按照工藝要求和標準對機組進行檢修，確保調速系統(tǒng)靜態(tài)特性符合設計要求，保證調速系統(tǒng)工作性能滿足甩負荷的需要。

3.運行中應調整好軸承箱負壓和軸封供汽壓力，避免油中的顆粒度和水分超標，同時要積極聯(lián)系化學加強對油樣的跟蹤化驗，確保油質合乎要求。

4.運行中堅持做主汽門、調門松動試驗，加強對各主汽門、調門動作靈敏度進行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)動作不靈敏要及時聯(lián)系檢修處理，同時就地加強對其門桿機構的巡查力度，防止發(fā)生門桿斷裂現(xiàn)象的發(fā)生，確保各主汽門、調門動作靈活可靠。

5.機組大、小修后再啟動時，確保主汽門、調門嚴密性試驗的正常進行，確保試驗結果真實可靠。

6.通過仿真機及現(xiàn)場培訓，加強運行人員的業(yè)務技能，提高應對突發(fā)事故的處理能力，特別是在保護動作不正?；蚓軇訒r的處理能力。endprint