电气课件(2、发电机)

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与电流有效值的乘积。,有功功率:转换的平均功率,等于视在功率乘以功率因数。,无功功率:交换的最大功率,等于视在功率乘以功率因素。,功率三角形关系:,思考,1,、发电机为什么采用星形连接而不采用,三角形连接?,2,、什么是力率进相?需注意哪些问题?,3,、大轴上的接地碳刷有啥作用?,答:发电机的电动势随时间变化的波形取决于气隙中磁通密度沿空间分布的形状,在实际的电机结构中,不可能使磁通密度沿空间的分布完全做到正弦分布,只能说是接近正弦分布,所以磁通势中都有高次谐波,电动势中也有高次谐波。在高次谐波中,三次谐波占主要成分,其特点是,A,、,B,、,C,三相电动势中三个三次谐波电动势是同相的。如果将发电机接成三角形接线的话,那么在三角形接线中的三个三次谐波电动势叠加,三次谐波的电流可以流通,这个电流就会产生额外的损耗使发电机绕组发热;而在星形接线中,因为三次谐波电动势都同时指向中性点或背向中性点,三次谐波电流构不成回路,不能流通,虽然三次谐波电动势存在于相电动势中,但是并不存在于线电动势中,因此他们互相抵消了,所以发电机一般都接成星形接线。,答,:,所谓发电机进相运行,是指发电机发出有功而吸收无功的稳定运行状态。发电机进相运行时,主要应注意四个问题,:,一是静态稳定性降低,;,二是端部漏磁引起定子端部温度升高,;,三是厂用电电压降低,;,四是由于机端电压降低在输出功率不变的情况下发电机定子电流增加,易造成过负荷。进相运行时,由于发电机进相运行,内部电势降低,静态储备降低,使静态稳定性降低。由于发电机的输出功率,P=,EdU/XdSin,在进相运行时,Ed,、,U,均有所降低,在输出功率,P,不变的情况下,功角,增大,同样降低动稳定水平。进相运行时由于助磁性的电枢反应,使发电机端部漏磁增加,端部漏磁引起定子端部温度升高,发电机端部漏磁通为定子绕组端部漏磁通和转子端部磁通的合成。进相运行时,由于两个磁场的相位关系使得合成磁通较非进相运行时大,导致定子端部温度升高。厂用电电压的降低,:,厂用电一般引自发电机出口或发电机电压母线,进相运行时,由于发电机励磁电流降低和无功潮流倒送引起机端电压降低同时造成厂用电电压降低。,发电机同无穷大电网并联运行时的调节,无穷大电网,俗称系统,它的电压、周波比较稳定,单台机组,发生运行工况的改变对整个系统运行影响不大。,但对于电网末端,由于输电线路的压降较大,无功补偿设备较,少,电压较低,这就需要发电机提供较多的无功功率,以维持系统的电压水平。,对于电网的核心区域,由于电网的无功补偿设备较多,系统电压较高,这就需要发电机少发无功,不发无功,甚至是吸收无功。,所以,和系统并联运行的机组不仅要根据调度命令调节有功,还要调节无功。,机组有功的调节是靠改变机组的进汽量进行的,而无功的调节是靠改变机组的励磁电流来实现的。这就牵涉到机组的励磁系统。,二、励磁系统,1,、励磁系统的分类:,1.,)按励磁方式分:,.,自励:即从发电机出口引出一条支路,通过励磁变压器降压以后输入励磁调节器,励磁调节器的输出作为励磁电源为转子磁场提供电流。,特点:系统简单,发电机出口电压较稳定,励磁调节器输出电流稳定,但需要起励电源。,发电机转子,发电机转子,调节装置,起励电源,发电机定子,碳刷滑环,励磁变,发电机出线,自励系统示意图,他励:取消了励磁变压器等设备,系统更简,化,直接从厂用电接出一路电源作为励磁电源。,源,特点:不需要另接起励电源,但厂用电电压,不稳定,容易引起励磁电流的波动,造成发电机,出口电压的波动。,发电机转子,发电机转子,调节装置,发电机定子,碳刷滑环,发电机出线,他励系统示意图,励磁电源,2.,),按励磁的接入方式分,无刷励磁:在励磁系统接入方式上不采用碳刷滑环,,而且将励磁调节装置的整流部分与连接部分整和为一体。,属于他励方式的演化形式。,有刷励磁,:,即励磁电源过碳刷滑环接入转子回路,.,发电机转子,调节装置,发电机定子,副励,主励,旋转二极管,灭磁开关,带有副励磁机的无刷励磁系统示意图,发电机出线,采用定子磁场方式,采用永磁机,转子磁场,组成:,1,、励磁控制单元,向同步发电机的励磁绕组提供励磁电流。,2,、励磁调节器,根据发电机的运行状态,自动调节调节励磁功率单元输出的励磁电流的大小,以满足发电机运行的需要。,作用:,1,、发电机端电压的控制。,2,、无功功率的分配。,3,、提高电力系统运行稳定性。,4,、改善电力系统的运行条件。,1,)、加速协调电压恢复和改善异步电动机的自启动条件。,2,)、为发电机异步运行和自同步并列创造条件。,自并励,“并”是因为励磁变并接于发电机出口或主变高压侧。,同步发电机的励磁电流由接在机端的励磁变压器经整流器整流后供给的励磁方式,一般整流器都是可控的,自并励可控整流励磁装置由励磁变压器,可控整流装置,自动电压调节器,起励装置及灭磁开关等组成。在各种运行工况下由自动电压调节器改变可控整流器的导通角以实现励磁的调节。机组起动时,由起励装置建立初始电压当自动电压调节器因故退出运行时,有手调励磁装置以维持机组继续运行。,优缺点,自并励可控整流励磁的结构简单,造价低,运行维护方便,主机轴系短,正常运行时性能良好。成为当今新建或改造工程的发展趋势。但是当电力系统短路时,尤其是机端短路时供电电压将严重下降,使励磁系统强励能力受到很大的影响,甚至会造成机组失磁;并且由于短路电流的迅速衰减,可能使带时限继电保护拒绝动作,这是自并励励磁方式的弱点。目前由于封闭母线的广泛应用,这一弱点已经不突出。,三、运行调整及事故处理,1,、发电机并、解列前为何必须投入主变中性点接地刀闸?,2,、发电机启动升压过程中,为什么要监视转子电流和定子电流?,3,、定子三相不平衡产生的负序电流为什么不得大于,8%,额定电流?,4,、我厂励磁变低压侧设计电流为,1649.6A,而转子励磁电流设计为,1807A,?,答:,1,、主变为分级绝缘,中性点绝缘薄弱,2,、并网时,开关三相分、合闸的非同期性,主变中性点会有一定的冲击电压,3,、所以合上主变中性点接地刀闸,在于保护中性点绝缘。,(,1,)监视转子电流和与之对应的定子电压,可以发现励磁回路有无短路。,(,2,)额定电压下的转子电流较额定空载励磁电流显著增大时,可以初步判断有匝间短路或定子铁芯有局部短路。,(,3,)电压回路断线或电压表卡涩时,防止发电机电压升高威胁绝缘。,发电机启动升压过程中,监视定子电流是为了判断发电机及主变压器高压侧有无短路现象。,当负序电流流过发电机时,将产生负序旋转磁场,这个磁场将对发电机产生下列影响,:,发电机转子发热,;,机组振动增大,;,定子绕组由于负荷不平衡出现个别相绕组过热。,转子电压与励磁变低压侧电压大小不一,所以电流就不能相互比较了!,全控桥整流励磁系统输入交流与输出直流是,0.816,的倍数关系。,1,、何谓发电机进相运行,?,发电机进相运行时应注意什么,?,为什么,?,2,、发电机中性点一般有哪几种接地方式,?,各有什么特点,?,3,、试述发电机异步运行时的特点,?,4,、低频率运行会给电力系统带来哪些危害,?,答,:,所谓发电机进相运行,是指发电机发出有功而吸收无功的稳定运行状态。发电机进相运行时,主要应注意四个问题,:,一是静态稳定性降低,;,二是端部漏磁引起定子端部温度升高,;,三是厂用电电压降低,;,四是由于机端电压降低在输出功率不变的情况下发电机定子电流增加,易造成过负荷。进相运行时,由于发电机进相运行,内部电势降低,静态储备降低,使静态稳定性降低。由于发电机的输出功率,P=,EdU/XdSin,在进相运行时,Ed,、,U,均有所降低,在输出功率,P,不变的情况下,功角,增大,同样降低动稳定水平。进相运行时由于助磁性的电枢反应,使发电机端部
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