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1、一、 同步發(fā)電機(jī)的非正常運(yùn)行1、 發(fā)電機(jī)在系統(tǒng)電壓、頻率發(fā)生變動(dòng)時(shí)(1) 當(dāng)系統(tǒng)無(wú)功功率失去供需平衡時(shí)就會(huì)出現(xiàn)電壓變動(dòng)現(xiàn)象。無(wú)功功率不足,會(huì)使電壓降低;無(wú)功功率過高會(huì)使電壓升高。(2) 當(dāng)系統(tǒng)有功功率失去平衡時(shí),會(huì)使頻率變動(dòng),同時(shí)也會(huì)使電壓變動(dòng)。有功功率不足時(shí)會(huì)使頻率降低;有功功率過剩時(shí)會(huì)使頻率、電壓升高。(3) 在事故情況下,或負(fù)荷無(wú)計(jì)劃地大量增減情況下,會(huì)出現(xiàn)有功功率和無(wú)功功率較嚴(yán)重的失去平衡的現(xiàn)象。使發(fā)電機(jī)工作在超出電壓、頻率的允許范圍,交對(duì)其產(chǎn)生惡劣影響。2、 電壓變動(dòng)對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行的影響發(fā)電機(jī)電壓在額不定期值的±5%范圍內(nèi)變化時(shí)是允許電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行的。當(dāng)電壓高于額定值時(shí)、對(duì)發(fā)電
2、機(jī)的影響如下:(1) 轉(zhuǎn)子表面和轉(zhuǎn)子繞組的溫度升高;(2) 定子鐵芯溫度升高(3) 定子的結(jié)構(gòu)部件可能出現(xiàn)局部高溫;(4) 對(duì)定子繞組絕緣產(chǎn)生威脅;3、 電壓低于額定電壓時(shí)對(duì)電機(jī)的影響(1) 降低運(yùn)行和穩(wěn)定性。這里所說的穩(wěn)定性有兩個(gè)意思,一是并列運(yùn)行的穩(wěn)定性;另一個(gè)發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性。并列運(yùn)行的穩(wěn)定性的降低可從發(fā)電機(jī)的功角特性看出。當(dāng)電壓降低時(shí),功率極限幅值也降低,要保持輸出功率不變,必增大功角運(yùn)行,而功角越接近90°,穩(wěn)定性越低。調(diào)節(jié)穩(wěn)定性降低的原因是,每臺(tái)發(fā)電機(jī)都有空載特性曲線??蛰d特性曲線有直線部分和飽和部分。正常電壓運(yùn)行時(shí),運(yùn)行點(diǎn)在飽和部分上。當(dāng)電壓降低時(shí),有可能運(yùn)行在直
3、線部分上。在直線部分上運(yùn)行時(shí)電壓是不穩(wěn)定的,只要?jiǎng)?lì)磁電流變化一點(diǎn)時(shí),電壓就變化很大。(2) 定子繞組溫度可能升高電壓降低的情況下保持電機(jī)的有功功率不變,則必增加定子電流。而電流值增大會(huì)使定子溫度升高。二、 頻率變動(dòng)時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)的影響1、 頻率升高的影響。頻率的允許變動(dòng)范圍是±0.5HZ。頻率的升高極限主要取決于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度。此外頻率的升高使發(fā)電機(jī)定子鐵芯的磁滯、渦流損耗增加,會(huì)引起鐵芯的溫度上升,但這是次要因素。2、 頻率降低的影響。(1) 頻率降低使轉(zhuǎn)子風(fēng)扇出力降低.頻率低,轉(zhuǎn)速低.出力降低,風(fēng)量下降,使發(fā)電機(jī)各部分溫度升高.(2) 頻率降低使發(fā)電機(jī)電勢(shì)下降。因電
4、勢(shì)與頻率、磁通成正比,若頻率降低,要保持發(fā)電機(jī)電勢(shì)不變,勢(shì)必增加勵(lì)磁電流,以增加磁通。這樣就使轉(zhuǎn)子繞組溫度升高,否則降低出力。(3) 由于頻率降低后,使發(fā)電機(jī)電勢(shì)降低,要保持出力不變,就要增加發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流,而增加勵(lì)磁的結(jié)果,會(huì)使定子鐵芯出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象,使機(jī)座的某些結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生局部高溫,有的部位甚至冒火星。(4) 頻率降低可能會(huì)引起汽輪機(jī)葉片斷裂。因?yàn)轭l率低,轉(zhuǎn)速低,使汽輪機(jī)末級(jí)葉片出現(xiàn)低頻共振而損壞。三、 同步發(fā)電機(jī)在不對(duì)稱負(fù)荷下運(yùn)行由于電力系統(tǒng)中三相負(fù)荷不對(duì)稱,或發(fā)生不對(duì)稱短路故障,都會(huì)使同步發(fā)電機(jī)處于三相不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)。在這種情況下,電機(jī)中會(huì)出現(xiàn)正序、負(fù)序電流,或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地時(shí),還會(huì)
5、有零序電流。根據(jù)“對(duì)稱分量法”,可以把這不對(duì)稱的三相電流分解成三組對(duì)稱的三相電流,即正序、負(fù)序、零序三組分量,但由于發(fā)電機(jī)常使用星形接線,中性點(diǎn)也不接地,所以零序電流也流不通。這樣只有正序、負(fù)序電流。根據(jù)三相對(duì)稱電流能在三相繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的原理,正序電流將產(chǎn)生一個(gè)正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),它的轉(zhuǎn)動(dòng)與轉(zhuǎn)子同方向,同轉(zhuǎn)速;而負(fù)序電流產(chǎn)生一個(gè)負(fù)序磁場(chǎng),它的旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)子方向相反,其轉(zhuǎn)速對(duì)轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)速則是兩倍的同步轉(zhuǎn)速。這個(gè)兩倍同步轉(zhuǎn)速將產(chǎn)生兩個(gè)主要的后果:一是使轉(zhuǎn)子表面發(fā)熱淚盈眶;二是使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動(dòng)。四、 同步發(fā)電機(jī)的振蕩同步發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中,可能由于某種不利的原因,如負(fù)荷的突然變化、電網(wǎng)參數(shù)的改變以及其他人
6、為操作不當(dāng)造成的干擾等而引起振蕩現(xiàn)象。同步發(fā)電機(jī)的振蕩現(xiàn)象,可將運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng),看成是有“彈性”聯(lián)系,振蕩一般分為兩種類型:一種是由于振蕩中的能量消耗。振蕩越來越小,逐漸衰減下來,在經(jīng)過一定的往復(fù)振蕩后,發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子將處于新的平衡位置,進(jìn)入了穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。這種振蕩叫做同期振蕩。另一種是ð不斷增大,在其振蕩過程中有可能產(chǎn)生一種振蕩越來越大的所謂自擺脫同步現(xiàn)象,在這種情況下,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子將被拖出同步轉(zhuǎn)速而無(wú)法進(jìn)入新的穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行狀態(tài),叫做非同期振蕩。五、 同步發(fā)電機(jī)的失步功角增大有兩種可能情況,一是功角的變化幅度能逐漸衰減,最后發(fā)電機(jī)仍以同步轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行,這種因受干擾之后仍能恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行的
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