电气讲课--发电机汇总(3)

（2）定子绕组温度可能升高。在电压降低时若要保持出力不变，必需增加定子电流。当电压降低到额定值的95%时，定子电流长期允许值不得超过额定值的105%。因为当电压低于额定值时，铁芯磁密降低，铁损降低。所以稍微增加定子电流，绕组温度不会超过允许值；但当电压低于95%以下时，定子电流就不允许再增加，否则定子绕组温度会超过允许值。

（3）引起厂用电动机和用户电动机运行情况恶化。因为电动机力矩与电压平方成正比，电压下降使电动机力矩大为下降，引起电动机电流增大而发热。对厂用电还要影响机组出力，可能导致发电机运行状况变坏，引起更大事故。

三、频率的允许变动范围

频率也是供电的质量指标之一。频率的降低会给工业生产带来很大的损失。因为用户广泛应用的感应电动机，它的转数是随着频率而变化的，用户电动机转数变化过大，就要影响工业品的产量和质量。同时，频率的变化对发电厂厂用机械也有较大影响，有时会造成很大的危害。

发电机在运行时，最好保持额定频率。我国规定的额定频率为50Hz。但因电力系统中负荷的增减等原因，有时在高峰负荷情况下，不能保持额定频率。

当系统频率的变动范围为50±0.5Hz（容量在200MW及以上电力系统为±0.2Hz）时，发电机可按额定容量运行。

系统频率过高，会使发电机转速增加，进而导致发电机转子离心力增大，严重时会造成破坏。但在汽轮发电机组中，与其同轴的汽轮机装有保护装置，使汽轮发电机组的转速限制在一定的范围内，转速再继续升高，保护装置动作，关闭主汽门，使汽轮发电机组停止运行。正常运行时系统频率过高的情况不多。 运行中容易碰到的是系统频率降低，并且在降低后会维持一段时间的运行。频率降得太低时，发电机的出力就会受到限制。发电机运行频率过低，对运行中的发电机会产生以下影响：

（1）当发电机的转速降低时，就使发电机端部通风量减少，冷却条件变坏，使绕组和铁芯的温度增高，造成机组的出力降低。

（2）发电机的感应电势与频率和磁通成正比，因此如果频率降低，要在同样负荷情况下保持母线电压不变，必须相应地增加磁通，即增大转子的电流，这样就使转子过热，要避免过热就要降低负荷。定子铁芯内磁通虽然增加，但因频率的降低使其铁损减小，抵消了因磁通增加而增加的铁损，所以定子铁芯的温度变化不大。

（3）汽轮机在较低转速下运行时，会造成叶片的过负荷，产生机组振动，影响叶片寿命，同时容易引起其他事故。

（4）当频率降低时，发电厂的厂用电动机转速也相应下降，这样会影响发电厂的正常生产。如循环水量不足，凝结水抽出较慢，造成汽轮机真空下降，锅炉给水压力不足，影响锅炉上水，从而又影响锅炉的汽压降低，使水位不够稳定等。所有这些都会影响到发电机的出力，又转而促使系统频率再度降低，如此循环下去，会造成电力系统频率崩溃。 四、功率因数的允许变动范围

一般情况下，中小型发电机的额定功率因数是0.8，大型发电机的功率因数是0.85或0.9。

发电机在运行中若其功率因数不同于额定值时，发电机的负荷应调整到使其定子和转子电流不超过在该冷却气体温度下所允许的数值。

发电机的功率因数，一般不应超过迟相0.95，如有自动励磁调整器，必要时可以在功率因数为1的条件下运行，并允许短时间功率因数在进相0.95～1的范围内运行。内冷发电机功率因数从额定值到1之间的长时间允许负荷，应由专门的试验确定。

为了保证运行的稳定，规定发电机功率因数不超过迟相0.95运行。因为发电机的功率因数越高，表示输出的无功功率越少，而当功率因数等于1时就不输出无功功率。因为发电机输出的无功功率是从调节转子绕组的励磁电流得到的，当功率因数越高时，表示发电机的励磁电流越小，发电机定子和转子磁极间的引力减小而功角增大，因此会使运行的稳定性降低。

当功率因数低于额定值运行时，发电机的出力也应降低。因为当功率因数降低时，为维持定子电压不变，需要将转子电流增加。因此当在低于额定功率因数下运行时，还要保持发电机的出力不变，则转子电流必超过额定值，使转子绕组的温度超过允许值。为使转子绕组温度不超过允许值，就必须降低定子电流即降低出力。

当功率因数在额定值到1的范围内变动时，发电机的出力可维持不变。因为功率因数高于额定值时，

在同样的定子电流下，所需要的转子电流不需增加。因此，不存在转子过热问题，所以不需降低出力。 五、负荷不对称的允许范围

发电机通常是在三相负荷对称的情况下运行，但发电机在运行中可能遇到负荷不对称的情况，如送电线路一相断线或在送电时有一相开关没合上，主变压器高压侧一相开路或发电机母线侧一相开路等。在正常运行时，负荷分配不对称，也会引起不同程度的三相负荷电流的不对称。

同步发电机的设计都是按对称负荷考虑的，在负荷不对称的情况下运行时，会引起发电机转子过热和机组振动。发电机允许不对称电流值，应遵守制造厂的规定。在无制造厂规定时，可按照下列规定的执行： （1）在按额定负荷连续运行时，汽轮发电机三相电流之差不得超过额定电流的10%，同时任何一相的电流不得大于额定值。水轮发电机由于转子散热条件好，可允许大些，但也不得超过额定电流的20%。 （2）在低于额定负荷运行时，每相电流之差可以大于上述规定，但具体数值应根据试验确定，试验应满足以下约束条件：

1）转子绕组和铁芯温度不得超过允许值。 2）定子任何一相电流不得超过额定值。 3）发电机组的振动不得超过允许值。

（3）转子为绑线式的汽轮发电机，禁止在负荷不对称下运行。

发电机短时允许的不对称电流值，应遵守制造厂的规定，无制造厂规定时，可按下式计算

I22*t≤10s

式中 I2*——负序电流标么值；

t——I2的持续时间（s）。

在三相负荷对称时，发电机定子绕组中三相电流相等，相位互差120?，在发电机中就产生一个与转子同方向同速度的旋转磁场。当三相负荷不对称时，三相电流不等，相位差也不相等。此时定子电流由正序电流和负序电流组成，由负序电流产生的磁场，其方向与转子的旋转方向相反，从相对关系来看，此旋转磁场以两倍转子的转速切割转子。因此，在转子铁芯的表面、槽楔、转子绕组、阻尼绕组（如果有）和转子的其他金属构件中感应出两倍频率的电流，由于集肤效应的作用电流将主要沿转子表面流通，流过转子本体、转子套箍、甚至中心环，引起发热，特别是在结合部位（如转子套箍结合部），发热更为严重，可能引起烧损。

不对称电流所形成的磁场也不平衡，所以旋转磁场对转子的作用力也就不同，因而引起了机组的额外振动。对于汽轮发电机来说，发热是主要威胁；而对水轮发电机来说，振动是主要威胁。

发电机在运行中，运行人员发现三相电流不对称超过允许值时，应立即查明原因消除，否则应按规定减负荷。

同步发电机不对称运行时所允许的不对称电流和持续时间参见表3–3。 六、负荷增长速度的规定

发电机并入电网后，有功负荷增加的速度，主要取决于动力方面（锅炉、汽轮机）。 在正常情况下，发电机并网后，其定子绕组即可带50%的额定电流，然后按表3–4 规定时间以均匀的速度增加 …… 此处隐藏：5116字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……