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发电机失磁对电力系统和发电机的影响

  对系统的影响

  (1)需要从电网中吸收很大的无功功率以建立发电机磁场。所需无功功率的大小,主要取决于发电机的参数以及实际运行时的转差率。汽轮发电机与水轮发电机相比,前者的同步电抗较大(定子绕组和转子绕组之间的互感较大),则所需无功功率小。但当转差率增大时,其所需的无功功率也要增加。假设失磁前发电机向系统送出无功功率Q1,而在失磁铁后吸收无功功率Q2,则系统中Q1+Q2的无功功率差额。

  (2)由于从电力系统中吸收无功功率将引起电力系统的电压下降,如果电力系统的容量较小或无功功率储备不足,则可能使失磁发电机的机端电压、升压变压器高压侧的母线电压、或其它邻近点的电压低于允许值,从而破坏了负荷与各电源间的稳定运行,甚至可能因电压崩溃而使系统瓦解。

  (3)由于失磁发电机吸收了大量的无功功率,因此为了防止其子绕组过电流,发电机所能发出的有功功率将较同步运行时有不同程度的降低,吸收的无功功率越大,则能够输出的有功功率降低的越多。

  (4)失磁后发电机的转速超过同步转速,因此,在转子及励磁回路中将产生频率为FG—FS的交流电流,因此形成附加的损耗,使发电机转子和励磁回路过热。显然,当转差率越大时所引起的过热也越严重。

  (5)低励磁或失磁运行时定子端部漏磁增加,将使端部铁心过热。由于汽轮发电机异步功率较大,调速器也比较灵敏,因此当超速运行后调速器立即关小气门,使汽轮机的输出功率与发电机的异步功率很快达到平衡,在转差率小于0.5%的情况下即可稳定运行。故汽轮发电机在很小的转差率下异步运行一段时间,原则上是完全允许的。此时,是否需要并允许其异步运行,则主要取决于电力系统的具体情况。例如,当电力系统的有功功率供应比较紧张,同事,一台发电机失磁后,系统能够供给它所需要的无功功率,并能保证电网的电压水平时,则失磁后就应该继续运行;反之,如系统中有功功率有足够的储备,或者系统没有能力供给它所需要的无功功率,则失磁以后就不应该继续运行。

  对发电机的危害

  对发电机的危害,主要表现在以下几个方面:

  (1)由于转差的出现,在转子表面将感应出差频电流。差频电流在转子回路中产生附加损耗,使转子发热加大,严重时可使转子烧损。特别是直接冷却高利用率的大型机组,其热容量裕度相对降低,转子容易过热。

  (2)失磁发电机转入异步运行后,发电机的等效电抗降低,由系统向发电机送出的无功功率增大。失磁前带的有功功率越大。转差也越大,等效电抗越小,由系统送出的无功也越大。因此在重负荷下失磁,由于定子绕组过电流,将使发电机定子过热。

  (3)异步运行中,发电机的转矩有所变化,因而有功功率要发生严重的周期性变化,使发电机、转子和基座受到异常的机械力的冲击,使机组的安全受到威胁。