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發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁電流的有關(guān)特性
一、直流發(fā)電機(jī)供電的勵(lì)磁方法;
這種勵(lì)磁方法的發(fā)電機(jī)具有專(zhuān)用的直流發(fā)電機(jī),這種專(zhuān)用的直流發(fā)電機(jī)稱(chēng)為直流勵(lì)磁機(jī),勵(lì)磁機(jī)一般與發(fā)電機(jī)同軸,發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組經(jīng)過(guò)裝在大軸上的滑環(huán)及固定電刷從勵(lì)磁機(jī)取得直流電流。這種勵(lì)磁方法具有勵(lì)磁電流獨(dú)立,作業(yè)比較牢靠和削減自用電消耗量等長(zhǎng)處,是曩昔幾十年間發(fā)電機(jī)首要?jiǎng)?lì)磁方法,具有較老練的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷。缺陷是勵(lì)磁調(diào)理速度較慢,保護(hù)作業(yè)量大,故在10MW以上的機(jī)組中很少選用。
二、溝通勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁方法:
現(xiàn)代大容量發(fā)電機(jī)有的選用溝通勵(lì)磁機(jī)供應(yīng)勵(lì)磁電流。溝通勵(lì)磁機(jī)也裝在發(fā)電機(jī)大軸上,它輸出的溝通電流經(jīng)整流后供應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁,此刻,發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方法屬他勵(lì)磁方法,又因?yàn)檫x用停止的整流設(shè)備,故又稱(chēng)為他勵(lì)停止勵(lì)磁,溝通副勵(lì)磁機(jī)供應(yīng)勵(lì)磁電流。溝通副勵(lì)磁機(jī)可所以永磁機(jī)或是具有自勵(lì)恒壓設(shè)備的溝通發(fā)電機(jī)。為了更好的進(jìn)步勵(lì)磁調(diào)理速度,溝通勵(lì)磁機(jī)一般選用100——200HZ的中頻發(fā)電機(jī),而溝通副勵(lì)磁機(jī)則選用400——500HZ的中頻發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)的直流勵(lì)磁繞組和三相溝通繞組都繞在定子槽內(nèi),轉(zhuǎn)子只要齒與槽而沒(méi)有繞組,像個(gè)齒輪,因而,它沒(méi)有電刷,滑環(huán)等滾動(dòng)觸摸部件,具有作業(yè)牢靠,結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)略,制作工藝便利等長(zhǎng)處。缺陷是噪音較大,溝通電勢(shì)的諧波重量也較大。
三、無(wú)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方法:
在勵(lì)磁方法中不設(shè)置專(zhuān)門(mén)的勵(lì)磁機(jī),而從發(fā)電機(jī)自身取得勵(lì)磁電源,經(jīng)整流后再供應(yīng)發(fā)電機(jī)自身勵(lì)磁,稱(chēng)自勵(lì)式停止勵(lì)磁。自勵(lì)式停止勵(lì)磁可分為自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)兩種方法。自并勵(lì)方法它經(jīng)過(guò)接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器取得勵(lì)磁電流,經(jīng)整流后供應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁,這種勵(lì)磁方法具有結(jié)簡(jiǎn)略,設(shè)備少,出資省和保護(hù)作業(yè)量少等長(zhǎng)處。自復(fù)勵(lì)磁方法除沒(méi)有整流變壓外,還設(shè)有串聯(lián)在發(fā)電機(jī)定子回路的大功率電流互感器。這種互感器的作用是在發(fā)作短路時(shí),給發(fā)電機(jī)供應(yīng)較大的勵(lì)磁電流,以補(bǔ)償整流變壓器輸出的缺乏。這種勵(lì)磁方法具有兩種勵(lì)磁電源,經(jīng)過(guò)整流變壓器取得的電壓電源和經(jīng)過(guò)串聯(lián)變壓器取得的電流源。
發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁電流的有關(guān)特性
1、電壓的調(diào)理:
主動(dòng)調(diào)理勵(lì)磁體系可以看成為一個(gè)以電壓為被調(diào)量的負(fù)反饋操控體系。無(wú)功負(fù)荷電流是形成發(fā)電機(jī)端電壓下降的根本原因,當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí),發(fā)電機(jī)的端電壓將隨無(wú)功電流的增大而下降??墒菫榱藵M意用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求,發(fā)電機(jī)的端電壓應(yīng)根本堅(jiān)持不變,完成這一要求的方法是隨無(wú)功電流的改動(dòng)調(diào)理發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。
2、無(wú)功功率的調(diào)理:
發(fā)電機(jī)與體系并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可以認(rèn)為是與無(wú)限大容量電源的母線運(yùn)轉(zhuǎn),要改動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流,感應(yīng)電勢(shì)和定子電流也跟著改動(dòng),此刻發(fā)電機(jī)的無(wú)功電流也跟著改動(dòng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)與無(wú)限大容量體系并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),為了改動(dòng)發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率,有必要調(diào)理發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。此刻改動(dòng)的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流并不是一般所說(shuō)的“調(diào)壓”,而是僅僅改動(dòng)了送入體系的無(wú)功功率。
3、無(wú)功負(fù)荷的分配:
并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)依據(jù)各自的額外容量,按份額進(jìn)行無(wú)功電流的分配。大容量發(fā)電機(jī)應(yīng)擔(dān)負(fù)較多無(wú)功負(fù)荷,而容量較小的則負(fù)供應(yīng)較少的無(wú)功負(fù)荷。為了完成無(wú)功負(fù)荷能主動(dòng)分配,可以終究靠主動(dòng)高壓調(diào)理的勵(lì)磁設(shè)備,改動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流保持其端電壓不變,還可對(duì)發(fā)電機(jī)電壓調(diào)理特性的傾斜度做調(diào)整,以完成并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷的合理分配。


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如何測(cè)定重慶柴油發(fā)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和相序
相序是指發(fā)電機(jī)三相電壓達(dá)到 值的順序,發(fā)電機(jī)組和裝置相序不同時(shí)并列,是非同期并列嚴(yán)重的狀況,將使發(fā)電機(jī)受到嚴(yán)重故障。新裝發(fā)電機(jī)組和大修過(guò)一次回路的重慶柴油發(fā)電機(jī)組并列前必須核對(duì)相序,以避免非同期并列。核對(duì)發(fā)電機(jī)和市電相序的方法很多,常見(jiàn)的有如下幾種。
用一臺(tái)普通的三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)接在廠用電源上,先由裝置供給廠用電,記下發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,然后用發(fā)電機(jī)供給廠用電,觀察發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。如果轉(zhuǎn)向與市電相同,則說(shuō)明發(fā)電機(jī)與機(jī)構(gòu)相序相同;如果轉(zhuǎn)向不同,說(shuō)明兩者相序不同。相序不同時(shí),停下發(fā)電機(jī)對(duì)換任意兩條出線相序表法
相序表只能用在電壓為500V以下情形,對(duì)于新安裝的發(fā)電機(jī),在 次起動(dòng)后未加勵(lì)磁的條件下,可在發(fā)電機(jī)定子出口處測(cè)量發(fā)電機(jī)的殘壓和相序。發(fā)電機(jī)升壓后,對(duì)于高壓發(fā)電機(jī),可以把相序表接在匯流母線電壓互感器的二次側(cè),然后分別把裝置電源和發(fā)電機(jī)送上匯流母線,觀察相序表指示的旋轉(zhuǎn)方向,方向一致則相序相同,方向相反則相序不同。對(duì)低壓發(fā)電機(jī)組可把相序表直接接在匯流母線上,方法同上。對(duì)于一條匯流母線上接有幾臺(tái)發(fā)電機(jī)的電站,可以把相序表接在發(fā)電機(jī)電壓互感器的二次側(cè),拆開(kāi)發(fā)電機(jī)電纜引線接頭(注意保持距離),然后合上發(fā)電機(jī)的隔離開(kāi)關(guān)和斷路器,由裝置供電,記錄相序表旋轉(zhuǎn)方向;再拉開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器和隔離開(kāi)關(guān),恢復(fù)電纜接線,起動(dòng)發(fā)電機(jī)升速、升壓至額定值,這時(shí)電壓互感器接發(fā)電機(jī)電源,觀察相序表轉(zhuǎn)向并與上次記錄比較,即可判定發(fā)電機(jī)與大電的相序是否相同。
當(dāng)不便在匯流母線和廠用電源上核對(duì)相序且又沒(méi)有相序表,可按圖1(a)接線自制不動(dòng)相序指示器檢驗(yàn)相序。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),電容器C 選用8μF以上,耐壓不低于450V的;燈泡可用普通白熾燈, 選購(gòu)?fù)粡S家生產(chǎn)的15W燈泡。習(xí)慣上把接有電容器的端子接到中相,假定為B相。由于電容器上的電壓向量落后其電流向量,因此使它后面一相燈泡承受的電壓略高,燈泡較亮的為C相,較暗的A相。對(duì)400V電源,每相應(yīng)用兩個(gè)相同的燈泡串聯(lián)。 次測(cè)定后, 把燈泡位置互相交換后再測(cè)定一次,燈泡互換后,原來(lái)亮的應(yīng)變暗,暗的應(yīng)變亮,以由于燈泡特點(diǎn)不同而造成判定不當(dāng)。測(cè)定時(shí)如果兩相燈泡亮度相同,說(shuō)明接電容器的相斷線。
如果現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有合適的電容器,可以用接觸器的電磁繞組來(lái)代替,將其鐵芯銜鐵閉合,用棉線綁緊。如果有電磁繞組的接中相,假定B相,因?yàn)殡姼猩系碾妷合蛄砍半娏飨蛄?,則燈泡較亮的是A相,較暗的是C相。
將發(fā)電機(jī)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi),用3只或2只單相電壓互感器,將每只一次側(cè)兩端接在斷路器一相的兩側(cè)套管上,二次側(cè)接2倍于二次側(cè)電壓的白熾燈泡,如圖2所示。然后合上隔離開(kāi)關(guān),把發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和電壓升至額定值,若所有燈泡同時(shí)發(fā)亮同時(shí)熄滅,則發(fā)電機(jī)和市電相序相同,否則必須交換發(fā)電機(jī)出線的兩相位置,并重新檢測(cè)。采用高壓開(kāi)關(guān)柜作為發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)的電站,用這種方法檢修相序,引線對(duì)地距離難以保證。
對(duì)于低壓發(fā)電機(jī)組,可以不用電壓互感器,但每相要有兩個(gè)220V的燈泡串聯(lián),跨接在斷路器兩側(cè),只要發(fā)電機(jī)與大電相序一致,且頻率和電壓很接近時(shí),三組指示燈泡將同時(shí)不斷的一明一暗,否則三相燈光不是同明同暗變化,而是旋轉(zhuǎn)發(fā)光。


發(fā)電機(jī)多種異常狀態(tài)及危害
隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展,發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的不斷增加,大型發(fā)電機(jī)組在電力系統(tǒng)中越來(lái)越重要。人們對(duì)發(fā)電機(jī)的可靠性、性要求越來(lái)越高。發(fā)電機(jī)的運(yùn)行對(duì)保證重慶柴油發(fā)電機(jī)組的正常工作和電能質(zhì)量起著極其重要的作用。但是較之故障,異常運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生的機(jī)率更大,比如定子繞組過(guò)負(fù)荷、發(fā)電機(jī)失磁、失步,發(fā)電機(jī)逆功率運(yùn)行,非全相運(yùn)行等。這些威脅同樣不容忽視,所以研究大型發(fā)電機(jī)的異常運(yùn)行及保護(hù)是很有必要的。由于大型發(fā)電機(jī)多采用三相分相操作主開(kāi)關(guān),非全相運(yùn)行已成為發(fā)電廠電氣運(yùn)行的重點(diǎn)防止對(duì)象。本文針對(duì)大型發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行進(jìn)行了分析研究,采用對(duì)稱(chēng)分量法得出了各相電流、各序電流及相序電流間的關(guān)系,并用KATLAB軟件進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了理論分析的結(jié)果。同時(shí),就發(fā)電機(jī)組非全相保護(hù)存在的問(wèn)題提出了改進(jìn)方案,并給出了發(fā)電廠發(fā)生非全相運(yùn)行故障時(shí)的一些處理方法:
1、低勵(lì)磁或失磁對(duì)于容量在100KW以下不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī),當(dāng)采用直流勵(lì)磁機(jī)時(shí),應(yīng)在滅磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)同時(shí)斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器。容量在100KW以上的發(fā)電機(jī)也應(yīng)裝設(shè)失磁保護(hù)。對(duì)于水輪發(fā)電機(jī),保護(hù)動(dòng)作于解列滅磁;對(duì)于重慶柴油發(fā)電機(jī),保護(hù)動(dòng)作于減出力,以便縮短異步運(yùn)行時(shí)間盡快恢復(fù)同步運(yùn)行,在不允許繼續(xù)異步運(yùn)行或失磁后母線電壓低于允許值時(shí),保護(hù)動(dòng)作于解列滅磁。
2、定子過(guò)電流或過(guò)負(fù)荷保護(hù)
在定子繞組、勵(lì)磁繞組上應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限和反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)。定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)或自動(dòng)減負(fù)荷、降低勵(lì)磁電流。反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于解列或程序跳閘、解列滅磁。
3、逆功率保護(hù)
對(duì)于容量在200KW及以上的重慶柴油發(fā)電機(jī),宜裝設(shè)逆功率保護(hù)。保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào),經(jīng)長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于解列。 以上所述的解列滅磁,是指斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器,汽輪機(jī)甩負(fù)荷。減出力,是指將原動(dòng)機(jī)出力減到給定值。程序跳閘,對(duì)重慶柴油發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō),是指首先關(guān)閉主汽門(mén),待逆功率繼電器動(dòng)作后,再跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。對(duì)水輪發(fā)電機(jī),是指首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置,再跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器滅磁。
4、發(fā)電機(jī)失步保護(hù)對(duì)于容量在300KW及以上的發(fā)電機(jī),需裝設(shè)失步保護(hù),保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)或解列。若發(fā)生失步現(xiàn)象,應(yīng)盡快創(chuàng)造恢復(fù)同期的條件,一般可采取增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁,或減少該失步電機(jī)的有功出力,進(jìn)而將其牽入同步。動(dòng)減負(fù)荷、降低勵(lì)磁電流。反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于解列或程序跳閘、解列滅磁。
5、非全相運(yùn)行保護(hù)
發(fā)電機(jī)變壓器組的非全相運(yùn)行故障,大多數(shù)發(fā)生在機(jī)組解列、并列的操作過(guò)程中,正確地進(jìn)行機(jī)組解列或并列的操作是大幅度地減少因負(fù)序電流燒損發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的簡(jiǎn)單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、穩(wěn)定機(jī)組轉(zhuǎn)速、減少機(jī)組出力、控制定子電流的原則,嚴(yán)格按照合理順序進(jìn)行操作和調(diào)整,完全可以把負(fù)序電流控制在允許的范圍之內(nèi)。 由于現(xiàn)在大型發(fā)電機(jī)多采用三相分相操作主開(kāi)關(guān),非全相運(yùn)行已成為發(fā)電廠電氣運(yùn)行的重點(diǎn)防止對(duì)象。所以在下面的章節(jié)中我將重點(diǎn)分析發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行及其相應(yīng)的保護(hù)措施。
非全相運(yùn)行時(shí),由于發(fā)電機(jī)組接線方式、主變接地方式、斷相形式、導(dǎo)致原因不同,非全相運(yùn)行時(shí)的故障特征是不同的,所以對(duì)非全相運(yùn)行進(jìn)行合理有效的分類(lèi)是分析研究的前提。非全相運(yùn)行一般采用對(duì)稱(chēng)分量法來(lái)分析計(jì)算。對(duì)稱(chēng)分量法是一種線性變換,利用它可將任意一組不對(duì)稱(chēng)的三相電流(或電壓)分解成正序、負(fù)序和零序三組三相對(duì)稱(chēng)的電流(或電壓),這三組各自獨(dú)立的對(duì)稱(chēng)電流(或電壓)就稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)電流(或電壓)的對(duì)稱(chēng)分量,每組對(duì)稱(chēng)分量的三相之間都有大小相等、彼此間相位差相等的關(guān)系。電流或電壓的相序、大小關(guān)系是機(jī)組非全相運(yùn)行時(shí)的重要故障信息,這些量的提取與判斷,對(duì)于保護(hù)機(jī)組與系統(tǒng)的運(yùn)行有著非常重要的意義。



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