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發(fā)電機失磁對電力系統和發(fā)電機的影響

  對系統的影響

  (1)需要從電網(wǎng)中吸收很大的無(wú)功功率以建立發(fā)電機磁場(chǎng)。所需無(wú)功功率的大小,主要取決于發(fā)電機的參數以及實(shí)際運行時(shí)的轉差率。汽輪發(fā)電機與水輪發(fā)電機相比,前者的同步電抗較大(定子繞組和轉子繞組之間的互感較大),則所需無(wú)功功率小。但當轉差率增大時(shí),其所需的無(wú)功功率也要增加。假設失磁前發(fā)電機向系統送出無(wú)功功率Q1,而在失磁鐵后吸收無(wú)功功率Q2,則系統中Q1+Q2的無(wú)功功率差額。

  (2)由于從電力系統中吸收無(wú)功功率將引起電力系統的電壓下降,如果電力系統的容量較小或無(wú)功功率儲備不足,則可能使失磁發(fā)電機的機端電壓、升壓變壓器高壓側的母線(xiàn)電壓、或其它鄰近點(diǎn)的電壓低于允許值,從而破壞了負荷與各電源間的穩定運行,甚至可能因電壓崩潰而使系統瓦解。

  (3)由于失磁發(fā)電機吸收了大量的無(wú)功功率,因此為了防止其子繞組過(guò)電流,發(fā)電機所能發(fā)出的有功功率將較同步運行時(shí)有不同程度的降低,吸收的無(wú)功功率越大,則能夠輸出的有功功率降低的越多。

  (4)失磁后發(fā)電機的轉速超過(guò)同步轉速,因此,在轉子及勵磁回路中將產(chǎn)生頻率為FG—FS的交流電流,因此形成附加的損耗,使發(fā)電機轉子和勵磁回路過(guò)熱。顯然,當轉差率越大時(shí)所引起的過(guò)熱也越嚴重。

  (5)低勵磁或失磁運行時(shí)定子端部漏磁增加,將使端部鐵心過(guò)熱。由于汽輪發(fā)電機異步功率較大,調速器也比較靈敏,因此當超速運行后調速器立即關(guān)小氣門(mén),使汽輪機的輸出功率與發(fā)電機的異步功率很快達到平衡,在轉差率小于0.5%的情況下即可穩定運行。故汽輪發(fā)電機在很小的轉差率下異步運行一段時(shí)間,原則上是完全允許的。此時(shí),是否需要并允許其異步運行,則主要取決于電力系統的具體情況。例如,當電力系統的有功功率供應比較緊張,同事,一臺發(fā)電機失磁后,系統能夠供給它所需要的無(wú)功功率,并能保證電網(wǎng)的電壓水平時(shí),則失磁后就應該繼續運行;反之,如系統中有功功率有足夠的儲備,或者系統沒(méi)有能力供給它所需要的無(wú)功功率,則失磁以后就不應該繼續運行。

  對發(fā)電機的危害

  對發(fā)電機的危害,主要表現在以下幾個(gè)方面:

  (1)由于轉差的出現,在轉子表面將感應出差頻電流。差頻電流在轉子回路中產(chǎn)生附加損耗,使轉子發(fā)熱加大,嚴重時(shí)可使轉子燒損。特別是直接冷卻高利用率的大型機組,其熱容量裕度相對降低,轉子容易過(guò)熱。

  (2)失磁發(fā)電機轉入異步運行后,發(fā)電機的等效電抗降低,由系統向發(fā)電機送出的無(wú)功功率增大。失磁前帶的有功功率越大。轉差也越大,等效電抗越小,由系統送出的無(wú)功也越大。因此在重負荷下失磁,由于定子繞組過(guò)電流,將使發(fā)電機定子過(guò)熱。

  (3)異步運行中,發(fā)電機的轉矩有所變化,因而有功功率要發(fā)生嚴重的周期性變化,使發(fā)電機、轉子和基座受到異常的機械力的沖擊,使機組的安全受到威脅。



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