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同步發(fā)電機(jī)的序分量電抗
同步發(fā)電機(jī)的序分量電抗X1、山西呂梁附近X2、山西呂梁附近X0
分析同步發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行的基本方法是對(duì)稱分量法。應(yīng)用對(duì)稱分量法，可以把發(fā)電機(jī)不對(duì)稱的三相電壓、山西呂梁附近電流及其所激勵(lì)的磁勢(shì)分解為正序分量、山西呂梁附近負(fù)序分量和零序分量，然后對(duì)各個(gè)分量分別建立的端點(diǎn)方程式和相序方程式，求解各序分量并研究各序分量分別所產(chǎn)生的效果， ，將它們疊加起來，就得出實(shí)際不對(duì)稱運(yùn)行的結(jié)果和影響。實(shí)踐證明，在不計(jì)飽和時(shí)，上述方法所求得的結(jié)果，特別是對(duì)于基波分量基本上是正確的。
在不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，同步發(fā)電機(jī)的空氣隙磁場(chǎng)為一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即除了正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以外，尚有負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。因?yàn)樗鼈兊男D(zhuǎn)方向不同，所以轉(zhuǎn)子回路的反應(yīng)也各不相同；對(duì)不同相序的電流，同步電機(jī)呈顯的電抗也就有不同的數(shù)值。
當(dāng)同步電機(jī)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，如前面各章所討論的情形，定子電流為一穩(wěn)定的對(duì)稱三相電流，實(shí)際上即一組正序分量，它們所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（即正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）和轉(zhuǎn)子之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)磁場(chǎng)并不能在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這個(gè)電流所遇到的電抗便是同步電抗。故同步電機(jī)的正序電抗即系同步電抗，不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，負(fù)序電流所產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步速向著和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的方向旋轉(zhuǎn)，即該磁場(chǎng)將以兩倍同步速載切轉(zhuǎn)子繞組，將在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)一個(gè)兩倍于電源頻率的交變電流。對(duì)于負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言，轉(zhuǎn)子繞組的作用為一短路繞組，致使負(fù)序電流所遇到的便不再是同步電抗，而是另一個(gè)電抗x2，稱它為負(fù)序電抗，其數(shù)值遠(yuǎn)較同步電抗為小。
負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子激磁繞組和組尼繞組中所感應(yīng)的兩倍頻率的交變電流，將引起附加的銅損耗；負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還將在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生渦流，從而引起附加表面損耗。這些損耗都將使轉(zhuǎn)子溫升提高。此外，負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還將在轉(zhuǎn)子軸和定子機(jī)座引起振動(dòng)。
根據(jù)我國(guó)“發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程”規(guī)定：在額定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行時(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)三相電流之差，不得超過額定值的10%，水輪發(fā)電機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)的三相電流之差，不得超過額定值的20%，同時(shí)任一相的電流不得大于額定值。在低于額定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行時(shí)，各相電流之差可以大于上面所規(guī)定的數(shù)值，但應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定。
當(dāng)零序電流流過定子繞組時(shí)，由各相零序電流所產(chǎn)生的三個(gè)脈動(dòng)磁勢(shì)，其幅值相等，時(shí)間上同相，而三者在空間各相隔120°電角度，因此三相零序基波全成磁勢(shì)恰相至抵消，不形成氣隙互磁通，只存在一些漏磁場(chǎng)，數(shù)值一般很小。零電流所遇到的電抗為帶有漏抗性質(zhì)的零序電抗，用代表，較更小。
由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模很大，在正常運(yùn)行時(shí)負(fù)載電流的嚴(yán)重不對(duì)稱是不常見的。具有實(shí)際意義的不對(duì)稱運(yùn)行情況為故障狀態(tài)，如單相接地短路、山西呂梁附近二相短路和二相接地短路等。
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電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行技術(shù)措施
發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，向系統(tǒng)提供有功的同時(shí)還提供無功，定子電流滯后于端電壓一個(gè)角度，此種狀態(tài)即遲相運(yùn)行。當(dāng)逐漸減少勵(lì)磁電流使發(fā)電機(jī)從向系統(tǒng)提供無功而變?yōu)閺南到y(tǒng)吸收無功，定子電流從滯后而變?yōu)槌鞍l(fā)電機(jī)端電壓一個(gè)角度，此種狀態(tài)即進(jìn)相運(yùn)行。同步發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)較遲相運(yùn)行狀態(tài)勵(lì)磁電流大幅度減少，發(fā)電機(jī)電勢(shì)Eq亦相應(yīng)降低。從P-功角關(guān)系看，在有功不變的情況下，功角必將相應(yīng)增大，比值整步功亦相應(yīng)降低，發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定性下降。其穩(wěn)定極限與發(fā)電機(jī)短路比，外接電抗，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器性能及其是否投運(yùn)等有關(guān)。
進(jìn)相運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)定子端部漏磁較遲相運(yùn)行時(shí)增大。特別是大型發(fā)電機(jī)線負(fù)荷高，正常運(yùn)行時(shí)端部漏磁比較大，端部鐵芯壓指連接片溫升高，進(jìn)相運(yùn)行時(shí)因?yàn)槁┐旁龃?，溫升加劇。進(jìn)相運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)端部電壓降低，廠用電電壓也相應(yīng)降低，如果超出10%，將影響廠用電運(yùn)行。
因此，同步發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行要通過試驗(yàn)確定進(jìn)相運(yùn)行深度。即在供給一定有功狀態(tài)下，吸收多少無功才能保持系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定，各部件溫升不超限，并能滿足電壓的要求。
進(jìn)相運(yùn)行進(jìn)相運(yùn)行現(xiàn)象：
1、山西呂梁勵(lì)磁電流大幅度減少;
2、山西呂梁發(fā)電機(jī)定子電壓降低;
3、山西呂梁發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷變?yōu)樨?fù)值。
相運(yùn)行進(jìn)相運(yùn)行危害：
1、山西呂梁增加發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷，將使發(fā)電機(jī)向不穩(wěn)定方向發(fā)展，易造成發(fā)電機(jī)失穩(wěn)運(yùn)行甚至系統(tǒng)振蕩事故。
2、山西呂梁繼續(xù)減少發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度增加，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動(dòng)作或發(fā)電機(jī)失穩(wěn)運(yùn)行。
3、山西呂梁發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，定子電流增加，定子發(fā)熱增加;發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，定子端部漏磁通變化比增大，使得端部發(fā)熱嚴(yán)重，發(fā)電機(jī)定子線圈溫度將持續(xù)上升。
4、山西呂梁發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，發(fā)電機(jī)出口電壓降低，使得6KV母線電壓降低。設(shè)有低電壓保護(hù)的高壓電動(dòng)機(jī)將跳閘;運(yùn)行中的各電氣設(shè)備，因母線電壓降低，電流增大，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)損壞設(shè)備絕緣。
該廠母線電壓考核范圍為230—235KV，在電網(wǎng)某些運(yùn)行方式下，會(huì)出現(xiàn)我廠發(fā)電機(jī)無功減至 但是母線電壓仍然高出235KV，此時(shí)應(yīng)考慮發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行。
一、山西呂梁運(yùn)行人員要密切監(jiān)視220KV母線電壓和機(jī)組有功、山西呂梁無功負(fù)荷，當(dāng)母線電壓超過235 KV時(shí)，必須控制發(fā)電機(jī)組功率因數(shù)達(dá)到0.99以上。當(dāng)機(jī)組功率因數(shù)已達(dá)0.99以上，母線電壓接近控制上限值時(shí)，值長(zhǎng)應(yīng)主動(dòng)向上級(jí)調(diào)度匯報(bào)，根據(jù)上級(jí)調(diào)度的命令調(diào)整機(jī)組無功出力，直至進(jìn)相運(yùn)行。
二、山西呂梁發(fā)電機(jī)是否進(jìn)相運(yùn)行由值長(zhǎng)統(tǒng)一命令執(zhí)行，在進(jìn)相運(yùn)行前應(yīng)匯報(bào)上級(jí)調(diào)度發(fā)電機(jī)帶無功及220KV母線電壓情況，并請(qǐng)示上級(jí)調(diào)度申請(qǐng)進(jìn)相運(yùn)行，如上級(jí)調(diào)度未許可則申請(qǐng)220KV母線電壓超限點(diǎn)免考核，未經(jīng)上級(jí)調(diào)度許可不得擅自進(jìn)相運(yùn)行。
三、山西呂梁機(jī)組在不同運(yùn)行方式下進(jìn)相運(yùn)行規(guī)定：
1、山西呂梁?jiǎn)螜C(jī)運(yùn)行時(shí)原則上不進(jìn)相運(yùn)行，但在春節(jié)等特殊方式下除外。
2、山西呂梁雙機(jī)運(yùn)行時(shí)原則上一臺(tái)機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，另一臺(tái)機(jī)組保持高功率因數(shù)遲相運(yùn)行，即控制無功盡量在小范圍。但在春節(jié)等特殊方式下可以同時(shí)進(jìn)相運(yùn)行。
3、山西呂梁在考慮進(jìn)相運(yùn)行的機(jī)組時(shí)，該機(jī)組運(yùn)行情況應(yīng)保持穩(wěn)定。否則考慮另一臺(tái)機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行，當(dāng)兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行都不穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)向上級(jí)調(diào)度說明詳細(xì)情況，并按照調(diào)度命令執(zhí)行。
4、山西呂梁若兩臺(tái)機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，考慮兩臺(tái)機(jī)同時(shí)進(jìn)相，且兩臺(tái)機(jī)進(jìn)相深度應(yīng)保持平衡。
四、山西呂梁連續(xù)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)間不得超過6小時(shí)。
五、山西呂梁進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，應(yīng)專設(shè)監(jiān)盤人員，并嚴(yán)格按照上級(jí)調(diào)度命令進(jìn)行。
六、山西呂梁在發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行期間，無值長(zhǎng)允許任何崗位人員不得私自啟動(dòng)6KV轉(zhuǎn)機(jī)，包括輸煤、山西呂梁脫硫、山西呂梁化學(xué)、山西呂梁水源地，否則將按嚴(yán)重違反生產(chǎn)調(diào)度紀(jì)律處理!待啟動(dòng)6KV轉(zhuǎn)機(jī)前，值班員需將6KV廠用母線電壓調(diào)整至6.1KV以上，在啟動(dòng)電泵、山西呂梁循泵、山西呂梁增壓風(fēng)機(jī)等大容量設(shè)備需將6KV廠用母線電壓調(diào)整至6.45KV以上。
七、山西呂梁進(jìn)相運(yùn)行時(shí)操作：在進(jìn)相運(yùn)行前，請(qǐng)示上級(jí)調(diào)度解除AVC裝置自動(dòng)，手動(dòng)減少發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)在減少無功操作時(shí)，要循序漸進(jìn)緩慢進(jìn)行，嚴(yán)禁超調(diào)度規(guī)定進(jìn)相深度值。進(jìn)相結(jié)束后，手動(dòng)增加發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，使之恢復(fù)正常運(yùn)行方式觀察五分鐘無異常后，投入AVC自動(dòng)。在手動(dòng)調(diào)整期間應(yīng)保持220KV母線電壓合格。
八、山西呂梁進(jìn)相運(yùn)行期間監(jiān)視參數(shù)：發(fā)電機(jī)出入口風(fēng)溫、山西呂梁定冷水、山西呂梁氫氣壓力;定子鐵芯及鐵芯端部溫度、山西呂梁定子線圈各部溫升、山西呂梁溫差不超過規(guī)定允許值、山西呂梁軸振不超過允許值;定子電流、山西呂梁勵(lì)磁電流、山西呂梁端電壓、山西呂梁勵(lì)磁變高壓側(cè)電流、山西呂梁滑環(huán)溫度、山西呂梁勵(lì)磁變溫度不超過允許值;上述參數(shù)每小時(shí)檢查一次。
九、山西呂梁進(jìn)相運(yùn)行參數(shù)控制：
1、山西呂梁任一段6KV廠用母線電壓不得低于5.8KV，0.4KV母線電壓不得低于0.36KV(照明段除外)，發(fā)電機(jī)端電壓不得低于20KV，220KV母線電壓230—235KV，功率因數(shù)不得低于0.95。
2、山西呂梁發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)功角不得大于60度，防止系統(tǒng)沖擊破壞發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定而造成發(fā)電機(jī)震蕩。
3、山西呂梁進(jìn)相深度試驗(yàn)數(shù)據(jù)(二零零九年河南省電力實(shí)驗(yàn)院)：
4、山西呂梁根據(jù)我廠實(shí)際情況且在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上再留有充分進(jìn)相裕度，現(xiàn)規(guī)定：發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度限制不得超過調(diào)度規(guī)定的進(jìn)相深度。
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