Premièrement, la raison pour laquelle le générateur perd son magnétisme
En fonctionnement normal, l'excitation peut disparaître subitement, totalement ou partiellement : on parle alors de perte de magnétisme. Les causes de cette perte d'excitation sont généralement les suivantes : circuit d'excitation ouvert ou court-circuit (incluant un dysfonctionnement de l'excitatrice, une modification ou un défaut du circuit d'excitation, un mauvais réglage du commutateur d'excitation, une commutation incorrecte de l'excitation de secours, une coupure d'alimentation du système d'excitation en usine, un circuit ouvert ou un court-circuit grave dans l'enroulement rotorique ou le circuit d'excitation, une défaillance du système d'excitation à semi-conducteurs, ou encore un incendie ou une combustion des bagues collectrices du rotor).
1. Le déclenchement d'un défaut de la variable d'excitation entraîne la perte de magnétisme du générateur.
En raison d'un défaut de fabrication de l'isolation du transformateur, ou de la détérioration progressive de cette isolation en cours de fonctionnement, un phénomène de décharge se produit, entraînant le déclenchement de la protection contre les variations d'excitation et la perte de protection magnétique, provoquant ainsi l'arrêt de l'unité. Les procédures et normes doivent être strictement appliquées, et des tests, des mises en œuvre et un dépannage réguliers doivent être effectués. Conformément à la réglementation et aux normes en vigueur, des tests d'isolation réguliers réalisés par des professionnels qualifiés doivent être effectués avec rigueur.
2. Le déclenchement de l'interrupteur magnétique entraîne la perte de magnétisme du générateur.
Les causes du déclenchement de l'interrupteur magnétique sont les suivantes : (1) envoi erroné de la commande de déclenchement de l'interrupteur magnétique par le système de contrôle-commande ; (2) défaut d'envoi de l'instruction de déclenchement de l'interrupteur magnétique par le relais de sortie ; (3) activation du contacteur de déclenchement de l'interrupteur magnétique à disque stationnaire électrique dans la salle de contrôle centrale ; (4) déconnexion manuelle de l'interrupteur magnétique depuis le panneau de commande local de la salle d'excitation ; (5) chute d'isolation du câble de la boucle de commande de l'interrupteur magnétique ; (6) court-circuit mécanique du corps de l'interrupteur magnétique ; (7) mise à la terre instantanée du système CC provoquant le déclenchement de l'interrupteur magnétique.
3. L'allumage de la bague collectrice d'excitation provoque la perte de magnétisme du générateur.
La cause de l'accident est la pression inégale du ressort de presse des balais de charbon, entraînant une répartition inégale du courant dans certains balais et, par conséquent, une surintensité et un échauffement. De plus, l'encrassement des balais pollue leur surface de contact avec la bague collectrice, augmentant ainsi la résistance de contact et provoquant des étincelles. Par ailleurs, l'usure des balais est inégale, celle des balais négatifs étant plus importante. Cette usure excessive a entraîné une augmentation de la rugosité de la surface de la bague collectrice, et l'absence de contrôle rapide a provoqué un incendie au niveau de cette dernière.
4. La mise à la terre du système CC entraîne la perte de magnétisme du générateur.
Une fois le système CC mis à la terre positivement, étant donné la présence d'un condensateur réparti dans le long câble et l'impossibilité de modifier la tension aux deux extrémités du condensateur, le courant du condensateur du long câble dans le circuit de déclenchement externe du disjoncteur magnétique du générateur circule à travers le relais intermédiaire au niveau de sa sortie de déclenchement externe, et le relais se déplace pour activer le disjoncteur magnétique du moteur, ce qui entraîne l'action de protection contre la perte de l'aimant du générateur.
5. Une défaillance du système de régulation d'excitation a provoqué des pertes magnétiques au niveau du générateur.
Le défaut de la carte EGC du régulateur du système d'excitation du générateur provoque l'action de protection contre les surtensions du rotor du régulateur d'excitation du générateur et le déclenchement de l'action de protection.
6. L'arrêt du boîtier redresseur provoque la perte de magnétisme du générateur.
Lors du démarrage de la pompe électrique, la tension du système chute et le système d'excitation déclenche une alarme de défaillance de l'alimentation auxiliaire. La résistance aux chocs du relais de la boucle de commutation étant trop élevée, le transfert de l'alimentation échoue et le ventilateur de l'armoire redresseuse ne fonctionne plus correctement. Il en résulte une surchauffe de l'armoire redresseuse, une perte de protection magnétique et l'arrêt de l'unité. Le placage argent des contacts de l'interrupteur d'alimentation côté CA de l'armoire redresseuse est mince ou de mauvaise qualité. En fonctionnement, une couche d'oxyde se forme au contact du cuivre et de l'air, augmentant la résistance de contact. L'augmentation du courant et de la température qui en découle provoque une surchauffe des contacts, entraînant une perte de protection magnétique et l'arrêt de l'unité.
Deuxièmement, les dommages causés par la perte de magnétisme du générateur
1. La perte du générateur due à des dommages magnétiques au système électrique
(1) Lorsqu'un générateur perd son magnétisme, celui-ci absorbe de la puissance réactive du réseau, ce qui provoque une chute de tension. Si la capacité du réseau est faible ou si la réserve de puissance réactive est insuffisante, la tension aux bornes du générateur, la tension du bus côté haute tension du transformateur élévateur ou la tension d'autres points proches peuvent alors descendre en dessous de la valeur admissible. De ce fait, la stabilité du fonctionnement entre la charge et l'alimentation électrique est compromise, et un effondrement de tension du réseau peut même se produire.
(2) En cas de faible excitation ou de chute de tension magnétique d'un générateur, les autres générateurs du réseau augmentent leur puissance réactive grâce au réglage automatique de leur dispositif d'excitation, ce qui peut entraîner une surintensité dans certains composants électriques du réseau, tels qu'un transformateur ou une ligne de transport. Le système de protection de secours coupe alors le composant en surcharge et étend la zone de défaut.
(3) Lorsque le générateur présente une faible excitation ou une perte de magnétisme, en raison de l'oscillation de la puissance active et de la diminution de la tension du système, cela peut entraîner une perte de pas entre le fonctionnement normal adjacent du générateur et le système ou entre différentes parties du système électrique, de sorte que le système oscille et qu'un grand nombre de rejets de charge.
2, la perte de magnétisme du générateur vers le générateur lui-même
Après la perte de magnétisme du générateur, cela causera non seulement de graves dommages au réseau électrique, mais aussi certains dommages au générateur lui-même :
(1) En raison du glissement induit par les pertes magnétiques, un courant de différence de fréquence apparaît dans le rotor du générateur. Si les pertes dues à ce courant dans la boucle rotorique dépassent la valeur admissible, le rotor surchauffe. Le courant de différence de fréquence circulant à la surface du rotor provoque une surchauffe locale importante, voire des brûlures, au niveau des points de contact entre le corps du rotor, la cale d'encoche et la bague de retenue.
(2) Lorsque le générateur, en cas de faible excitation ou de perte de champ magnétique, passe en régime asynchrone, sa réactance équivalente diminue et la puissance réactive absorbée par le réseau continue d'augmenter. Suite à la perte d'une charge importante, le stator du générateur surchauffe en raison de la surintensité.
(3) Pour les turbogénérateurs de grande taille à refroidissement direct élevé, après la perte de la charge principale, le couple et la puissance active du générateur subissent de fortes variations périodiques. Un couple électromagnétique important, voire supérieur à la valeur nominale, s'exerce alors périodiquement sur l'arbre du générateur et se transmet au bâti via le stator. Ce glissement provoque également des variations périodiques de la vitesse du générateur, entraînant des survitesses importantes.
(4) Lorsque le générateur fonctionne à faible excitation ou à faible perte magnétique, la fuite magnétique de l'extrémité du stator sera améliorée, ce qui entraînera une surchauffe des composants d'extrémité et du noyau du segment latéral.
Date de publication : 10 juillet 2023