發(fā)電機(jī)運(yùn)行知識(shí)

1、發(fā) 電 機(jī) 的 運(yùn) 行一、發(fā)電機(jī)的基本知識(shí)NS、發(fā)電機(jī)原理發(fā)電機(jī)原理 原始型原始型, ,采用永磁磁場(chǎng)采用永磁磁場(chǎng), ,轉(zhuǎn)子線(xiàn)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈上感應(yīng)出電流經(jīng)滑環(huán)碳刷送出圈上感應(yīng)出電流經(jīng)滑環(huán)碳刷送出NS隨發(fā)電機(jī)容量增大隨發(fā)電機(jī)容量增大, ,改造為定子線(xiàn)圈發(fā)電改造為定子線(xiàn)圈發(fā)電, ,仍采用永磁磁場(chǎng)仍采用永磁磁場(chǎng). .后來(lái),為了進(jìn)一步提高發(fā)電機(jī)容量,和為了發(fā)電機(jī)負(fù)荷和電壓調(diào)整方便,便把轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)由永磁改造為電磁場(chǎng)、發(fā)電機(jī)的分類(lèi)、發(fā)電機(jī)的分類(lèi)、銘牌、銘牌額定電流、額定電壓、額定容量、額定電流、額定電壓、額定容量、 COS 4124 10.5 KV 60MW4124 10.5 KV 60MW、75MVA 0.875

2、MVA 0.8思考題：發(fā)電機(jī)為什么采用星形連接而不采用思考題：發(fā)電機(jī)為什么采用星形連接而不采用三角形連接？三角形連接？二二 同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性1.同同步步同步電機(jī)和異步電機(jī)的區(qū)別同步電機(jī)和異步電機(jī)的區(qū)別?同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī):定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)以同定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)以同方向、同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。方向、同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。.空載特性空載特性概念：額定轉(zhuǎn)速下，發(fā)電機(jī)不帶負(fù)荷，即只概念：額定轉(zhuǎn)速下，發(fā)電機(jī)不帶負(fù)荷，即只加勵(lì)磁，不并網(wǎng)時(shí)的特性。加勵(lì)磁，不并網(wǎng)時(shí)的特性。空載特性試驗(yàn)：定速后，逐漸增加勵(lì)磁，到空載特性試驗(yàn)：定速后，逐漸增加勵(lì)磁，到端電壓端電壓130%，后逐漸降低勵(lì)磁，會(huì)得到空載特，后

3、逐漸降低勵(lì)磁，會(huì)得到空載特性曲線(xiàn)。性曲線(xiàn)。空載特性曲空載特性曲線(xiàn)線(xiàn)EoI I 作用：和繼報(bào)保有關(guān)，用來(lái)求電壓作用：和繼報(bào)保有關(guān)，用來(lái)求電壓 變化率，不飽和電抗值變化率，不飽和電抗值增加勵(lì)磁過(guò)程增加勵(lì)磁過(guò)程降低勵(lì)磁過(guò)程降低勵(lì)磁過(guò)程,磁滯現(xiàn)磁滯現(xiàn)象象3、發(fā)電機(jī)的短路特性、發(fā)電機(jī)的短路特性定子繞組短路，定子繞組電流與勵(lì)磁電定子繞組短路，定子繞組電流與勵(lì)磁電流之間的關(guān)系流之間的關(guān)系作用：求發(fā)電機(jī)的同步電抗、斷路比，判作用：求發(fā)電機(jī)的同步電抗、斷路比，判斷轉(zhuǎn)子繞組的匝間短路斷轉(zhuǎn)子繞組的匝間短路、發(fā)電機(jī)的外特性、發(fā)電機(jī)的外特性指指COS、勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，發(fā)、勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，發(fā)電機(jī)定子電流與端電

4、壓的變化關(guān)系電機(jī)定子電流與端電壓的變化關(guān)系 1.5U1I1.00.5COS=0.8COS=1COS（- ）=0.8在滯后的在滯后的COSCOS下，當(dāng)下，當(dāng)定子電流增加時(shí)，電壓定子電流增加時(shí)，電壓降較大，此時(shí)是去磁作降較大，此時(shí)是去磁作用。用。在超前的在超前的COSCOS下，當(dāng)下，當(dāng)定子電流增加時(shí)，電壓定子電流增加時(shí)，電壓反而升高，此時(shí)是助磁反而升高，此時(shí)是助磁作用。作用。5、發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性、發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性 -指電壓、轉(zhuǎn)速、指電壓、轉(zhuǎn)速、COS恒定，改變定子電恒定，改變定子電流時(shí)的勵(lì)磁電流的變化曲線(xiàn)流時(shí)的勵(lì)磁電流的變化曲線(xiàn) 。COS=0COS=0.8COS=1COS (-)=0.801勵(lì)磁電

5、流勵(lì)磁電流定子電流定子電流1發(fā)電機(jī)調(diào)整特性曲線(xiàn)發(fā)電機(jī)調(diào)整特性曲線(xiàn) 在滯后的在滯后的COS下下,負(fù)荷增加負(fù)荷增加,勵(lì)磁電流也必然勵(lì)磁電流也必然增加增加.-此時(shí)去磁作用加強(qiáng)此時(shí)去磁作用加強(qiáng),要維持氣隙磁通要維持氣隙磁通,必須增加必須增加轉(zhuǎn)子磁勢(shì)轉(zhuǎn)子磁勢(shì). 在超前的在超前的COS下下,負(fù)荷增加負(fù)荷增加,勵(lì)磁電流一般要?jiǎng)?lì)磁電流一般要降低降低.-這是因?yàn)殡姌蟹磻?yīng)有助磁作用這是因?yàn)殡姌蟹磻?yīng)有助磁作用.三、同步發(fā)電機(jī)的能量輸出三、同步發(fā)電機(jī)的能量輸出 1.有關(guān)發(fā)電機(jī)的損耗 摩擦損失摩擦損失+風(fēng)阻風(fēng)阻 鐵芯磁滯鐵芯磁滯+渦流渦流 定子繞組本身的損失定子繞組本身的損失機(jī)械損失機(jī)械損失鐵損鐵損銅損銅損（1%可以忽

6、略）汽輪機(jī)輸入的功率減去以上損失汽輪機(jī)輸入的功率減去以上損失,剩下的剩下的作為有功功率輸出作為有功功率輸出空載損耗空載損耗 2、同步發(fā)電機(jī)有功輸出、同步發(fā)電機(jī)有功輸出當(dāng)發(fā)電機(jī)帶純阻性負(fù)荷時(shí)當(dāng)發(fā)電機(jī)帶純阻性負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)定子電流出現(xiàn)定子電流 產(chǎn)生定子磁場(chǎng)產(chǎn)生定子磁場(chǎng)(電樞反應(yīng)磁場(chǎng)電樞反應(yīng)磁場(chǎng))阻礙轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)前進(jìn)阻礙轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)前進(jìn)汽機(jī)轉(zhuǎn)速降低汽機(jī)轉(zhuǎn)速降低汽機(jī)增加進(jìn)汽汽機(jī)增加進(jìn)汽維持額定轉(zhuǎn)速維持額定轉(zhuǎn)速使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生歪曲或畸變使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生歪曲或畸變,即氣隙磁場(chǎng)即氣隙磁場(chǎng)對(duì)于主磁場(chǎng)來(lái)說(shuō)對(duì)于主磁場(chǎng)來(lái)說(shuō),逆著轉(zhuǎn)向偏了一個(gè)逆著轉(zhuǎn)向偏了一個(gè) 角角NSF0發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)向發(fā)電機(jī)空載發(fā)電機(jī)空載,=0NSF0發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)

7、向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)向角FFR發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷時(shí)發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷時(shí),的大小負(fù)荷大小性質(zhì)有關(guān)的大小負(fù)荷大小性質(zhì)有關(guān)純感性負(fù)荷 去磁 端電壓純?nèi)菪载?fù)荷 助磁 端電壓上兩種負(fù)荷只會(huì)使磁場(chǎng)上兩種負(fù)荷只會(huì)使磁場(chǎng)削弱或加強(qiáng)削弱或加強(qiáng),但不會(huì)扭曲但不會(huì)扭曲但是但是,實(shí)際負(fù)荷都是感性的實(shí)際負(fù)荷都是感性的,相當(dāng)于純阻性和相當(dāng)于純阻性和純感性的疊加純感性的疊加,所以它既有使主磁場(chǎng)的扭曲所以它既有使主磁場(chǎng)的扭曲,又有去磁作用又有去磁作用.故故,在同步發(fā)電機(jī)中在同步發(fā)電機(jī)中,氣隙磁場(chǎng)軸線(xiàn)和主磁場(chǎng)軸線(xiàn)氣隙磁場(chǎng)軸線(xiàn)和主磁場(chǎng)軸線(xiàn)之間的夾角與發(fā)電機(jī)輸出的有功功率的大小有關(guān)之間的夾角與發(fā)電機(jī)輸出的有功功率的大小有關(guān).當(dāng)同步發(fā)電機(jī)輸出的有功功率增

8、大時(shí)當(dāng)同步發(fā)電機(jī)輸出的有功功率增大時(shí),原動(dòng)機(jī)輸入原動(dòng)機(jī)輸入的有功功率增大的有功功率增大,角也隨著增大角也隨著增大. 角也叫做角也叫做功功率角率角.一般汽輪發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷運(yùn)行一般汽輪發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷運(yùn)行, 角約為角約為250-300四、發(fā)電機(jī)的功角特性 1、發(fā)電機(jī)的功角特性 發(fā)電機(jī)和無(wú)窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率為： Pde=(UE0/Xd)sin -其中發(fā)電機(jī)端電壓與空載電勢(shì)的夾角（功率角） U 發(fā)電機(jī)端電壓 E0 發(fā)電機(jī)空載電勢(shì) Xd 發(fā)電機(jī)同步電抗 式中U、E0、 Xd都可以認(rèn)為是常數(shù)，這樣Pde的大小僅僅與有關(guān)，它們之間是正弦函數(shù)關(guān)系， Pde與之間的關(guān)系曲線(xiàn)為功角特性2.功角特性對(duì)運(yùn)行的影響功角特性對(duì)運(yùn)行的影響1. 1.）發(fā)電機(jī)的功率極限：當(dāng)）發(fā)電機(jī)的功率極限：當(dāng)角從角從0900900 0時(shí)，有時(shí)，有功隨功隨增大而增大，當(dāng)增大而增大，當(dāng)=90=900 0時(shí)，有功最大。時(shí)，有功最大。P PMAXMAX=UE=UE0 0/X/Xd d發(fā)電機(jī)的功率極限發(fā)電機(jī)的功率極限當(dāng)當(dāng)=90=900 0時(shí)，有功隨時(shí)，有功隨增大而減小增大而減小當(dāng)當(dāng)=180=1800 0時(shí)，有功為時(shí)，有功為0 0靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)：汽輪機(jī)功率不變，轉(zhuǎn)子在外力的：汽輪機(jī)功率不變，轉(zhuǎn)子在外力的作用下，作用下，角發(fā)生微小變化，如果原來(lái)的工作角發(fā)生微小變化，如果原來(lái)的工作點(diǎn)在點(diǎn)在角角0900之間，則發(fā)電機(jī)會(huì)