發(fā)電機運行知識

1、發(fā) 電 機 的 運 行一、發(fā)電機的基本知識NS、發(fā)電機原理發(fā)電機原理 原始型原始型, ,采用永磁磁場采用永磁磁場, ,轉(zhuǎn)子線轉(zhuǎn)子線圈上感應(yīng)出電流經(jīng)滑環(huán)碳刷送出圈上感應(yīng)出電流經(jīng)滑環(huán)碳刷送出NS隨發(fā)電機容量增大隨發(fā)電機容量增大, ,改造為定子線圈發(fā)電改造為定子線圈發(fā)電, ,仍采用永磁磁場仍采用永磁磁場. .后來,為了進一步提高發(fā)電機容量,和為了發(fā)電機負荷和電壓調(diào)整方便,便把轉(zhuǎn)子磁場由永磁改造為電磁場、發(fā)電機的分類、發(fā)電機的分類、銘牌、銘牌額定電流、額定電壓、額定容量、額定電流、額定電壓、額定容量、 COS 4124 10.5 KV 60MW4124 10.5 KV 60MW、75MVA 0.875

2、MVA 0.8思考題：發(fā)電機為什么采用星形連接而不采用思考題：發(fā)電機為什么采用星形連接而不采用三角形連接？三角形連接？二二 同步發(fā)電機的運行特性同步發(fā)電機的運行特性1.同同步步同步電機和異步電機的區(qū)別同步電機和異步電機的區(qū)別?同步發(fā)電機同步發(fā)電機:定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場以同定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場以同方向、同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。方向、同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。.空載特性空載特性概念：額定轉(zhuǎn)速下，發(fā)電機不帶負荷，即只概念：額定轉(zhuǎn)速下，發(fā)電機不帶負荷，即只加勵磁，不并網(wǎng)時的特性。加勵磁，不并網(wǎng)時的特性?？蛰d特性試驗：定速后，逐漸增加勵磁，到空載特性試驗：定速后，逐漸增加勵磁，到端電壓端電壓130%，后逐漸降低勵磁，會得到空載特，后

3、逐漸降低勵磁，會得到空載特性曲線。性曲線。空載特性曲空載特性曲線線EoI I 作用：和繼報保有關(guān)，用來求電壓作用：和繼報保有關(guān)，用來求電壓 變化率，不飽和電抗值變化率，不飽和電抗值增加勵磁過程增加勵磁過程降低勵磁過程降低勵磁過程,磁滯現(xiàn)磁滯現(xiàn)象象3、發(fā)電機的短路特性、發(fā)電機的短路特性定子繞組短路，定子繞組電流與勵磁電定子繞組短路，定子繞組電流與勵磁電流之間的關(guān)系流之間的關(guān)系作用：求發(fā)電機的同步電抗、斷路比，判作用：求發(fā)電機的同步電抗、斷路比，判斷轉(zhuǎn)子繞組的匝間短路斷轉(zhuǎn)子繞組的匝間短路、發(fā)電機的外特性、發(fā)電機的外特性指指COS、勵磁電流、轉(zhuǎn)速恒定時，發(fā)、勵磁電流、轉(zhuǎn)速恒定時，發(fā)電機定子電流與端電

4、壓的變化關(guān)系電機定子電流與端電壓的變化關(guān)系 1.5U1I1.00.5COS=0.8COS=1COS（- ）=0.8在滯后的在滯后的COSCOS下，當(dāng)下，當(dāng)定子電流增加時，電壓定子電流增加時，電壓降較大，此時是去磁作降較大，此時是去磁作用。用。在超前的在超前的COSCOS下，當(dāng)下，當(dāng)定子電流增加時，電壓定子電流增加時，電壓反而升高，此時是助磁反而升高，此時是助磁作用。作用。5、發(fā)電機的調(diào)整特性、發(fā)電機的調(diào)整特性 -指電壓、轉(zhuǎn)速、指電壓、轉(zhuǎn)速、COS恒定，改變定子電恒定，改變定子電流時的勵磁電流的變化曲線流時的勵磁電流的變化曲線 。COS=0COS=0.8COS=1COS (-)=0.801勵磁電

5、流勵磁電流定子電流定子電流1發(fā)電機調(diào)整特性曲線發(fā)電機調(diào)整特性曲線 在滯后的在滯后的COS下下,負荷增加負荷增加,勵磁電流也必然勵磁電流也必然增加增加.-此時去磁作用加強此時去磁作用加強,要維持氣隙磁通要維持氣隙磁通,必須增加必須增加轉(zhuǎn)子磁勢轉(zhuǎn)子磁勢. 在超前的在超前的COS下下,負荷增加負荷增加,勵磁電流一般要勵磁電流一般要降低降低.-這是因為電樞反應(yīng)有助磁作用這是因為電樞反應(yīng)有助磁作用.三、同步發(fā)電機的能量輸出三、同步發(fā)電機的能量輸出 1.有關(guān)發(fā)電機的損耗 摩擦損失摩擦損失+風(fēng)阻風(fēng)阻 鐵芯磁滯鐵芯磁滯+渦流渦流 定子繞組本身的損失定子繞組本身的損失機械損失機械損失鐵損鐵損銅損銅損（1%可以忽

6、略）汽輪機輸入的功率減去以上損失汽輪機輸入的功率減去以上損失,剩下的剩下的作為有功功率輸出作為有功功率輸出空載損耗空載損耗 2、同步發(fā)電機有功輸出、同步發(fā)電機有功輸出當(dāng)發(fā)電機帶純阻性負荷時當(dāng)發(fā)電機帶純阻性負荷時出現(xiàn)定子電流出現(xiàn)定子電流 產(chǎn)生定子磁場產(chǎn)生定子磁場(電樞反應(yīng)磁場電樞反應(yīng)磁場)阻礙轉(zhuǎn)子磁場前進阻礙轉(zhuǎn)子磁場前進汽機轉(zhuǎn)速降低汽機轉(zhuǎn)速降低汽機增加進汽汽機增加進汽維持額定轉(zhuǎn)速維持額定轉(zhuǎn)速使氣隙磁場發(fā)生歪曲或畸變使氣隙磁場發(fā)生歪曲或畸變,即氣隙磁場即氣隙磁場對于主磁場來說對于主磁場來說,逆著轉(zhuǎn)向偏了一個逆著轉(zhuǎn)向偏了一個 角角NSF0發(fā)電機轉(zhuǎn)向發(fā)電機轉(zhuǎn)向發(fā)電機空載發(fā)電機空載,=0NSF0發(fā)電機轉(zhuǎn)

7、向發(fā)電機轉(zhuǎn)向角FFR發(fā)電機帶負荷時發(fā)電機帶負荷時,的大小負荷大小性質(zhì)有關(guān)的大小負荷大小性質(zhì)有關(guān)純感性負荷 去磁 端電壓純?nèi)菪载摵?助磁 端電壓上兩種負荷只會使磁場上兩種負荷只會使磁場削弱或加強削弱或加強,但不會扭曲但不會扭曲但是但是,實際負荷都是感性的實際負荷都是感性的,相當(dāng)于純阻性和相當(dāng)于純阻性和純感性的疊加純感性的疊加,所以它既有使主磁場的扭曲所以它既有使主磁場的扭曲,又有去磁作用又有去磁作用.故故,在同步發(fā)電機中在同步發(fā)電機中,氣隙磁場軸線和主磁場軸線氣隙磁場軸線和主磁場軸線之間的夾角與發(fā)電機輸出的有功功率的大小有關(guān)之間的夾角與發(fā)電機輸出的有功功率的大小有關(guān).當(dāng)同步發(fā)電機輸出的有功功率增

8、大時當(dāng)同步發(fā)電機輸出的有功功率增大時,原動機輸入原動機輸入的有功功率增大的有功功率增大,角也隨著增大角也隨著增大. 角也叫做角也叫做功功率角率角.一般汽輪發(fā)電機額定負荷運行一般汽輪發(fā)電機額定負荷運行, 角約為角約為250-300四、發(fā)電機的功角特性 1、發(fā)電機的功角特性 發(fā)電機和無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行時，發(fā)電機的輸出功率為： Pde=(UE0/Xd)sin -其中發(fā)電機端電壓與空載電勢的夾角（功率角） U 發(fā)電機端電壓 E0 發(fā)電機空載電勢 Xd 發(fā)電機同步電抗 式中U、E0、 Xd都可以認為是常數(shù)，這樣Pde的大小僅僅與有關(guān)，它們之間是正弦函數(shù)關(guān)系， Pde與之間的關(guān)系曲線為功角特性2.功角特性對運行的影響功角特性對運行的影響1. 1.）發(fā)電機的功率極限：當(dāng)）發(fā)電機的功率極限：當(dāng)角從角從0900900 0時，有時，有功隨功隨增大而增大，當(dāng)增大而增大，當(dāng)=90=900 0時，有功最大。時，有功最大。P PMAXMAX=UE=UE0 0/X/Xd d發(fā)電機的功率極限發(fā)電機的功率極限當(dāng)當(dāng)=90=900 0時，有功隨時，有功隨增大而減小增大而減小當(dāng)當(dāng)=180=1800 0時，有功為時，有功為0 0靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)靜態(tài)穩(wěn)定區(qū)：汽輪機功率不變，轉(zhuǎn)子在外力的：汽輪機功率不變，轉(zhuǎn)子在外力的作用下，作用下，角發(fā)生微小變化，如果原來的工作角發(fā)生微小變化，如果原來的工作點在點在角角0900之間，則發(fā)電機會