发电机正常运行过程中,励磁突然全部或部分消失,称为发电机失磁。
同步发电机在运行过程中由于失去励磁而造成正常运行状态的破坏。同步发电机失磁后将转入异步发电机运行,从原来发出无功功率(感性的)转变为吸收无功功率。目前大型发电机组广泛采用静态励磁,虽然减少了旋转直流电机,但由于励磁系统复杂和元器件质量问题,使大中型发电机组故障总次数的半数以上由低励(励磁不足)或失磁引起。
对于无功功率储备容量较小的电力系统,大型机组失磁故障将首先反映为系统无功功率不足,电压下降,严重时将造成系统的电压崩溃,使一台发电机的失磁故障扩大为系统性事故。在这种情况下,必须尽快将失磁机组从系统中断开,以保持系统的正常运行。
当系统无功功率储备充足时,汽轮发电机的失磁故障允许短时间(例如10~30分)减小有功功率出力转入异步发电运行,在此期间,需迅速排除故障,恢复励磁;如若不成再行切机。对于水轮发电机组,由于它的异步力矩(功率)很小,而且起停方便,所以水轮发电机失磁故障时通常不作异步运行,失磁保护直接作用于跳闸停机。
对于远离负荷中心且与系统联系薄弱的大型发电机组,失磁故障的检测比较晚,容易造成对侧系统的后备保护因无功倒送、线路过流而误动作,为此应注意失磁保护方案的选择和定值的正确计算。
为了彻底消除发电机失磁故障给系统可能造成的严重后果,首先必须使系统中每台机组的单机容量小于系统总容量的5~7%。单机容量过大将形成十分为难的局面:切除失磁机组,系统将因有功功率不足而崩溃;不切失磁机组,系统将因无功功率不足而崩溃。其次,所有发电机组的励磁调节器不应随意停用,值班人员不应在发生失磁故障时减少非失磁机组的励磁。失磁保护只是防范失磁故障扩大和检测失磁机组的最后防线。