失磁运行 ·失磁运行是指发电机在运行中因失磁而处于异步状态 (-)引起失磁运行的原因 ·(1)励磁变压器或励磁回路发生故障。 ·(2转子绕组或励磁回路开路,或转子绕组严重短路。 ·(3)励磁调节器或副励磁机系统发生故障。 ·(4)转子集电环电刷环火或烧断
失磁运行 • 失磁运行是指发电机在运行中因失磁而处于异步状态 • (一)引起失磁运行的原因 • (1)励磁变压器或励磁回路发生故障。 • (2)转子绕组或励磁回路开路，或转子绕组严重短路。 • (3)励磁调节器或副励磁机系统发生故障。 • (4)转子集电环电刷环火或烧断
失磁过程分析 ·1、从失磁到失步 mEU sIn ·励磁绕组为感性线 圈,磁链不能跃变 E0不能突变 原动机输入机械功 率来不及调整 4同步 转子转速n逐渐增大 振荡 功率角O逐渐增大 ·当功率角θ=90°时,发电机在剩余转矩的作用下,被加速 而超过同步速度导致失步
一、失磁过程分析 • 1、从失磁到失步 sin 0 t em x mE U P = • 励磁绕组为感性线 圈，磁链不能跃变 E0不能突变 Pem 转子转速n逐渐增大 • 原动机输入机械功 率来不及调整 • 当功率角θ =90°时，发电机 在剩余转矩的作用下，被加速 而超过同步速度导致失步。 功率角逐渐增大 0 a 90 同步 振荡
·2、暂态异步运行 转子绕组切割定子三相 合成磁场,产生感应电 C 动势,频率为f2, y((z P·△n f2 60 ·在转子绕组中产生单相脉振 磁动势F2, ·分解为两个旋转磁动势 令夺 2+ ·转速 60f2
• 2、暂态异步运行 • 转子绕组切割定子三相 合成磁场，产生感应电 动势，频率为f2， n = n−n1 A X Z B Y C n 60 2 P n f = • 在转子绕组中产生单相脉振 磁动势F2， • 分解为两个旋转磁动势， • 转速 F2 F2 F2+ F2− n2 n2 n1 P f n 2 2 60 =
·正序磁动势F2+,相对于定子 的转速 =n+7 en 在定子绕组中感应电流频率 为P(n1+2m2) 60 ·使定子电流增大 ·负序磁动势F2-,相对于定子 的转速 ·与定子绕组感应电流,频率 Pn,=f 同步 为 60 振荡暂态异步运行稳态异 F2与定子旋转磁场相对静止, 步运行 相互作用,实现机电能量转换 ·发电机为异步发电状态
• 正序磁动势F2+，相对于定子 的转速 • 在定子绕组中感应电流,频率 为 • 使定子电流增大 • 负序磁动势F2-，相对于定子 的转速 • 与定子绕组感应电流，频率 为 • F2-与定子旋转磁场相对静止, • 相互作用,实现机电能量转换 • 发电机为异步发电状态 = n+ n2 60 ( 2 ) P n1 + n2 = n −n2 = n1 1 1 60 f Pn = Pem 0 90 a 同步 振荡 P1 Pyb 暂态异步运行 稳态异 步运行
二、失磁运行的现象 ·(1)转子电流指示近于零或等于零,具体由引起失磁的 原因而定。如转子回路断线时为零,如尚有回路使转子 构通者则可能近于零。 (2)转子电压指示异常。在发电机失磁瞬间,转子绕组 两端可能产生过电压;如励磁回路开路,则转子电压降 至零;如转子绕组两点接地短路,则指示降低;转子绕 组开路时,指示升高。 (3)无功负荷指示反向(负值)有功负荷指示降低并摆动 ·(4)定子电压降低,定子电流升高并摆动。 ·(5)功率因数表指示进相
二、失磁运行的现象 • (1)转子电流指示近于零或等于零，具体由引起失磁的 原因而定。如转子回路断线时为零，如尚有回路使转子 构通者则可能近于零。 • (2)转子电压指示异常。在发电机失磁瞬间，转子绕组 两端可能产生过电压；如励磁回路开路，则转子电压降 至零；如转子绕组两点接地短路，则指示降低；转子绕 组开路时，指示升高。 • (3)无功负荷指示反向(负值),有功负荷指示降低并摆动 • (4)定子电压降低，定子电流升高并摆动。 • (5)功率因数表指示进相
(三)失磁运行的影响 发电机失磁后,转子磁场消失,发电机从电网吸 取大量无功功率,定子合成磁场与转子磁场间的 拉力”减少,即发电机的电磁转矩减小。而此时 汽轮机的输入转矩没有改变,过剩转矩将使转子的 转速加快,并超出同步转速而产生相对速度,使发 电机失步而进入异步运行状态。此时,定子旋转磁 场以转差速度切割转子,在转子绕组或铁心表面感 应出交变电流,这个电流又与定子磁场作用产生了 转矩,即异步转矩。发电机转子在克服这个转矩的 过程中,继续向系统送出有功功率,即为异步功率。 当异步转矩等于汽轮机转矩时,产生了新的平衡。 实际上,由于转子速度的升高,在汽轮机调速系统 作用下,进汽量通常要减少。因此,失磁运行时的 异步功率要低于原来的有功功率
(三)失磁运行的影响 • 发电机失磁后，转子磁场消失，发电机从电网吸 取大量无功功率，定子合成磁场与转子磁场间的 “拉力”减少，即发电机的电磁转矩减小。而此时 汽轮机的输入转矩没有改变，过剩转矩将使转子的 转速加快，并超出同步转速而产生相对速度，使发 电机失步而进入异步运行状态。此时，定子旋转磁 场以转差速度切割转子，在转子绕组或铁心表面感 应出交变电流，这个电流又与定子磁场作用产生了 转矩，即异步转矩。发电机转子在克服这个转矩的 过程中，继续向系统送出有功功率，即为异步功率。 当异步转矩等于汽轮机转矩时，产生了新的平衡。 实际上，由于转子速度的升高，在汽轮机调速系统 作用下，进汽量通常要减少。因此，失磁运行时的 异步功率要低于原来的有功功率
在异步运行状态下,由于发电机由系统吸收大量无 功功率,供定子和转子产生磁场,定子电流将超过额 定值。在降低至额定值时,有功负荷约为额定值的50 %~70%。另外,在转子表面流过的感应交变电流 将产生损耗而发热,在某些部位还会产生局部高温。 所以,对大型汽轮发电机一般不允许无励磁运行。 上述原因引起的进相运行中,如由于设备原因不能 使发电机恢复正常时,应争取及早解列。因为在通常 情况下,机组进相运行时定子铁心端部容易发热,对 系统电压也有影响。但是,对制造厂允许的或经过专 勹试验确定能够进相运行的发电机,如系统需要时 在不影响电网稳定运行的前提下,可以将功率因数提 高到1或在允许的进相状态下运行。此时,必须严密 监视机组的运行工况,防止发生失步,并尽早使机组 恢复正常运行。另外,对高压厂用母线电压也应保证 其安全性
• 在异步运行状态下，由于发电机由系统吸收大量无 功功率，供定子和转子产生磁场，定子电流将超过额 定值。在降低至额定值时，有功负荷约为额定值的50 ％～70％。另外，在转子表面流过的感应交变电流， 将产生损耗而发热，在某些部位还会产生局部高温。 所以，对大型汽轮发电机一般不允许无励磁运行。 • 上述原因引起的进相运行中，如由于设备原因不能 使发电机恢复正常时，应争取及早解列。因为在通常 情况下，机组进相运行时定子铁心端部容易发热，对 系统电压也有影响。但是，对制造厂允许的或经过专 门试验确定能够进相运行的发电机，如系统需要时， 在不影响电网稳定运行的前提下，可以将功率因数提 高到1或在允许的进相状态下运行。此时，必须严密 监视机组的运行工况，防止发生失步，并尽早使机组 恢复正常运行。另外，对高压厂用母线电压也应保证 其安全性