發(fā)電機(jī)運(yùn)行教學(xué)課件

1、 同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行 任濤 2014.8 威海同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行 一、同步發(fā)電機(jī)原理概述 二、發(fā)電機(jī)的正常監(jiān)視 三、發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行 四、發(fā)電機(jī)非正常運(yùn)行 五、發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性一、同步發(fā)電機(jī)原理概述同步發(fā)電機(jī)的工作原理（加動(dòng)畫(huà)）圖示，在同步發(fā)電機(jī)的定子鐵芯內(nèi)，對(duì)稱(chēng)地安放著A-X、B-Y、C-Z三相繞組。每相繞組匝數(shù)相等，三相繞組的軸線(xiàn)在空間互差120電角度。 在同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有勵(lì)磁繞組，直流電通過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生主磁場(chǎng)，其磁通如圖中虛線(xiàn)所示。磁極的形狀決定了氣隙磁密在空間基本上按正弦規(guī)律分布。所以，當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，就得到一個(gè)在空間按正弦規(guī)律分布的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。定子導(dǎo)線(xiàn)固定不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁力線(xiàn)切割定

2、子導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)e，如右圖二、發(fā)電機(jī)的正常監(jiān)視1、正常運(yùn)行監(jiān)視項(xiàng)目（電氣量、非電量 ）1.1、非電量：1.1.1、氫溫、氫壓、氫純、濕度1.1.2、內(nèi)冷水壓、溫度、流量1.1.3、各部溫度：定子線(xiàn)棒、層間溫度（如果存在溫差說(shuō)明堵塞或泄漏）、定子鐵芯溫度1.1.4、漏水、局放、微正壓裝置、軸承溫度、振動(dòng)注意：溫升的意義，一方面過(guò)低的溫升可能是冷卻介質(zhì)短路；另一方面溫升上限反應(yīng)發(fā)熱密度與冷卻能力的極限。1.2、電氣量1.2.1、電壓：電壓變化范圍為5%，最高不超過(guò)10% 電壓過(guò)高磁密增加，增加鐵損。1.2.2、電流：1）當(dāng)發(fā)電機(jī)的電壓低于額定值的95%時(shí)，定子電流長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)不得超過(guò)

3、額定值的105%；2）負(fù)序電流與額定電流之比不允許超過(guò)8%，且最大一相電流不超過(guò)額定值 。 電流過(guò)高發(fā)熱、電動(dòng)力增加； 負(fù)序電流會(huì)使發(fā)電機(jī)定子產(chǎn)生100Hz的振動(dòng)，并在轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組以及轉(zhuǎn)子本體中感應(yīng)出兩倍工頻的電流。1.2.3、頻率：發(fā)電機(jī)頻率應(yīng)保持在50Hz運(yùn) 行，其變化范圍不超過(guò)0.2Hz ，最高不超過(guò)0.5Hz。過(guò)高的頻率增加通風(fēng)損耗，離心力增加；過(guò)低的頻率一方面降低冷卻效果，一方面使汽機(jī)葉片落入共振區(qū)而降低壽命。 1.2.4、勵(lì)磁系統(tǒng)：額定勵(lì)磁電壓、額定勵(lì)磁電流、空載勵(lì)磁電壓、空載勵(lì)磁電流?？蛰d即發(fā)電機(jī)出口開(kāi)路，只加勵(lì)磁。71.2.4、其他監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)1監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)定子各部溫度2監(jiān)測(cè)定子繞

4、組冷卻水總進(jìn)出水管水溫3監(jiān)測(cè)氫冷卻器的氫溫4監(jiān)測(cè)軸承溫度5監(jiān)測(cè)軸系振動(dòng)6發(fā)電機(jī)漏水監(jiān)測(cè)7監(jiān)測(cè)機(jī)內(nèi)局部放電的無(wú)線(xiàn)射頻裝置8監(jiān)測(cè)機(jī)內(nèi)氫氣的含濕量2、一般問(wèn)題（運(yùn)行中可能經(jīng)常遇到的問(wèn)題）*第一原則是盡量少的干預(yù)機(jī)組運(yùn)行（相對(duì)于機(jī)爐來(lái)說(shuō)）2.1、DCS方面2.1.1、電壓原則：包括母線(xiàn)、發(fā)電機(jī)、高壓廠(chǎng)用電壓、低壓廠(chǎng)用電壓及直流系統(tǒng)電壓變化范圍應(yīng)為5%，最高不超過(guò)10% ，且啟動(dòng)高負(fù)荷設(shè)備前應(yīng)首先提高系統(tǒng)電壓。如果可能超過(guò)許可的范圍，首先檢查系統(tǒng)有無(wú)異常（如報(bào)警、系統(tǒng)頻率、三相不平衡等），在許可范圍內(nèi)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)改變機(jī)端電壓，如果是備用變壓器帶廠(chǎng)用電可以調(diào)節(jié)有載分接頭。若仍無(wú)法恢復(fù)可嘗試適當(dāng)提高臨機(jī)電壓

5、，或聯(lián)系值長(zhǎng)申請(qǐng)調(diào)整負(fù)荷分配。2.1.2、電流原則：當(dāng)發(fā)電機(jī)的電壓低于額定值的95%時(shí)，定子電流長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)不得超過(guò)額定值的105%；負(fù)序電流與額定電流之比不允許超過(guò)8%，且最大一相電流不超過(guò)額定值 。定子電流主要取決于有功負(fù)荷與定子電壓；轉(zhuǎn)子電流主要是無(wú)功功率調(diào)整時(shí)的一個(gè)限制因素。2.1.3、有功、無(wú)功： 有功由汽輪機(jī)決定，無(wú)功一般不是太嚴(yán)格，因此如果發(fā)電機(jī)溫度過(guò)高首先降低無(wú)功功率，溫度仍然較高時(shí)，申請(qǐng)值長(zhǎng)減有功。 調(diào)整無(wú)功時(shí)，有功不變；調(diào)整有功時(shí)，無(wú)功略有變化。2.1.4、功率因數(shù)：電壓與電流之間的相位差()的余弦叫做功率因數(shù)，用符號(hào)cos表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，

6、即cos=P/S.在實(shí)際中，提高功率因數(shù)意味著：1)提高用電質(zhì)量，改善設(shè)備運(yùn)行條件，可保證設(shè)備在正常條件下工作，這就有利于安全生產(chǎn)。2)可節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本，減少企業(yè)的電費(fèi)開(kāi)支。3)能提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮企業(yè)的設(shè)備潛力。4)可減少線(xiàn)路的功率損失，提高電網(wǎng)輸電效率。5)因發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量的限定，故提高cos也就使發(fā)電機(jī)能多出有功功率。2.1.5、功角：發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)Eq與端電壓U的夾角。另一個(gè)物理意義是發(fā)電機(jī)主磁通（轉(zhuǎn)子產(chǎn)生）與定子磁通的夾角。131監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)定子各部溫度：線(xiàn)棒溫度，鐵芯齒部、軛部溫度，磁屏蔽2監(jiān)測(cè)定子繞組冷卻水總進(jìn)出水管水溫3監(jiān)測(cè)氫冷卻器的氫溫 注意氫溫必須低于

7、定冷水溫度，以防止氫中的水結(jié)露。同時(shí)不能太低，太低也會(huì)發(fā)生結(jié)露。水壓大于氫壓。4監(jiān)測(cè)軸承溫度5監(jiān)測(cè)軸系振動(dòng)6絕緣電阻：監(jiān)測(cè)軸承座、軸承止動(dòng)銷(xiāo)、軸瓦絕緣襯塊、密封支座、中間環(huán)、高壓進(jìn)油管及外擋油蓋的絕緣電阻7發(fā)電機(jī)漏水監(jiān)測(cè)8監(jiān)測(cè)機(jī)內(nèi)局部放電的無(wú)線(xiàn)射頻裝置及絕緣過(guò)熱監(jiān)測(cè)裝置（投停步驟）9監(jiān)測(cè)機(jī)內(nèi)氫氣的濕度2.2、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行2.2.1、漏風(fēng)（氫）：從機(jī)殼、窺視孔、軸端等漏出氫氣。 漏氫不但有爆炸的危險(xiǎn)，還可能使冷卻風(fēng)未經(jīng)過(guò)發(fā)熱體而漏出機(jī)外使機(jī)內(nèi)冷卻效果降低，尤其夏天時(shí)可能使局部超溫。漏氫包括漏入封閉母線(xiàn)，此種情況由于環(huán)境封閉更易產(chǎn)生爆炸。2.2.2、漏液：使機(jī)組短路，破壞絕緣 漏液首先可能表現(xiàn)為窺視窗

8、上有液體，一方面可能是結(jié)露（停機(jī)時(shí)），另一方面，運(yùn)行時(shí)微量的漏水形不成水的集聚，但是在窺視孔處與低溫空氣接觸而結(jié)露； 還有一種液體是軸承油封失效而將油甩入機(jī)內(nèi)，這種液體對(duì)絕緣材料有較高的腐蝕性。油在窺視孔上相對(duì)水的粘度較大、較渾濁，或者機(jī)內(nèi)能呈黃色、黑色的污泥狀。所有的漏液會(huì)匯集到檢漏計(jì)中。另外，漏液應(yīng)與白色或透明水滴狀的膠質(zhì)不流動(dòng)物質(zhì)相區(qū)分，此物質(zhì)為發(fā)電機(jī)制造過(guò)程中使用的一種膠，其特點(diǎn)是固定不流動(dòng)。2.2.3、綁帶松動(dòng)：綁帶是用來(lái)綁扎端部部件和線(xiàn)棒的，其松脫、斷裂使線(xiàn)棒之間由于振動(dòng)而摩擦，可能使絕緣磨損而造成短路（思考：為什么會(huì)松動(dòng)？）2.2.4:、黃粉：黃粉為發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)棒摩擦嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生的

9、物質(zhì)。（對(duì)于有窺視孔的發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行中可檢查，必須注意）2.2.5、電暈：簡(jiǎn)單的說(shuō)就是尖端放電現(xiàn)象，因此多發(fā)于端部、槽口。黑暗情況下為微弱藍(lán)光（極難發(fā)現(xiàn)），但是可以從放電部分電場(chǎng)吸附的白色粉末來(lái)判斷。當(dāng)有白色粉末附著端部線(xiàn)棒時(shí)，說(shuō)明機(jī)內(nèi)局部電壓過(guò)高，應(yīng)及時(shí)匯報(bào)，待停機(jī)后處理。2.2.6:、碳刷：碳刷冒火是勵(lì)磁電流在碳刷間分配不均勻的表現(xiàn)。原因有彈簧緊力不均勻、碳刷過(guò)度磨損、刷握接觸不良、滑環(huán)臟污、滑環(huán)損壞等碳刷冒火大體分為打火、局部環(huán)火、環(huán)火、著火等階段。2010.4.15 某廠(chǎng)#5發(fā)電機(jī)整個(gè)刷架燒毀 發(fā)生冒火應(yīng)及時(shí)匯報(bào)處理。鏈接圖 另外，大軸接地碳刷（現(xiàn)場(chǎng)位置？）的作用：導(dǎo)走由于汽機(jī)葉片與蒸

10、汽摩擦產(chǎn)生的靜電；并用于轉(zhuǎn)子接地保護(hù)。因此如果接觸不良，首先轉(zhuǎn)子接地保護(hù)將失效；另一方面，大軸集聚過(guò)多電荷，當(dāng)電壓足夠高時(shí)將通過(guò)油膜對(duì)軸承座放電，此時(shí)油膜被破壞輕則化瓦，重則飛車(chē)。2.2.7、母線(xiàn)微正壓裝置：防止共箱封閉母線(xiàn)內(nèi)集聚粉塵、水汽等，如果失靈可能時(shí)共箱封閉母線(xiàn)內(nèi)接地、短路。2.2.8、局部放電檢測(cè)裝置：檢測(cè)因放電而產(chǎn)生的氣體，2.2.9、絕緣過(guò)熱裝置：2.2.8、鋼構(gòu)件：所有靠近裸露導(dǎo)線(xiàn)的鋼構(gòu)架（尤其是穿墻套管）以及封閉母線(xiàn)的外殼溫度都不應(yīng)超過(guò)70 ，否則說(shuō)明構(gòu)件接地不良，最終可能造成封母破損、甚至短路。（可用短路環(huán)，運(yùn)行中測(cè)溫）三、發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行（詳見(jiàn)后文）1、正常運(yùn)行范圍（穩(wěn)定

11、運(yùn)行范圍）1.1、發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行范圍1.1.1、原動(dòng)機(jī)輸出功率限制1.1.2、發(fā)電機(jī)額定容量，即定子電流（發(fā)熱、電動(dòng)力、定子鐵芯發(fā)熱*）1.1.3、發(fā)電機(jī)最大勵(lì)磁電流，即轉(zhuǎn)子電流（發(fā)熱、電動(dòng)力、轉(zhuǎn)子鐵芯發(fā)熱）1.1.4、進(jìn)相運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定度*E=BLv ，Q=I2Rt，F(xiàn)=BIL,鐵損主要與B、f有關(guān)四、發(fā)電機(jī)非正常運(yùn)行1、頻率異常1.1、危害： 1）大型機(jī)組對(duì)運(yùn)行頻率有著嚴(yán)格限制。如果在運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)葉片、軸系自振頻率與轉(zhuǎn)速發(fā)生機(jī)械諧振，那么葉片、軸系所承受的應(yīng)力可能比正常運(yùn)行條件下大若干倍，極易造成疲勞而損壞。 2）頻率降低，一會(huì)嚴(yán)重降低廠(chǎng)用電動(dòng)機(jī)出力，特別是鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、送引風(fēng)機(jī)等

12、；二會(huì)使發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)冷卻效率降低，最大連續(xù)出力隨之而降低。2、不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行 不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行，三相電流、電壓大小不相等，相位不是120。 對(duì)于同步發(fā)電機(jī)，負(fù)序電流會(huì)使發(fā)電機(jī)定子產(chǎn)生100Hz的振動(dòng)，并在轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組、阻尼繞組以及轉(zhuǎn)子本體中感應(yīng)出兩倍工頻的電流。由于這個(gè)電流頻率較高(100Hz)，集膚效應(yīng)較大，故不易穿人轉(zhuǎn)子深處，只在轉(zhuǎn)子表面的薄層中流過(guò)，所以相同情況下產(chǎn)生更高的熱量。3、失磁 汽輪發(fā)電機(jī)的失磁運(yùn)行，是指這種發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁后，仍帶有一定的有功功率，與系統(tǒng)繼續(xù)并聯(lián)運(yùn)行，即進(jìn)入失勵(lì)后的異步運(yùn)行。（同步發(fā)電機(jī)突然部分的或全部的失去勵(lì)磁） 試驗(yàn)資料表明，發(fā)電機(jī)失磁后吸收的無(wú)功功率，相當(dāng)于失磁

13、前它所發(fā)出的有功功率的數(shù)量，所以對(duì)系統(tǒng)的影響比較大，所以大型發(fā)電機(jī)一般不允許無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行，在失磁后，通過(guò)失磁保護(hù)動(dòng)作于跳閘，將發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列。 由于失磁后發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變成吸收無(wú)功功率，發(fā)電機(jī)定子端部發(fā)熱增大，可能引起局部過(guò)熱，往往成為異步運(yùn)行的主要限制因素。4、進(jìn)相 發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸送有功功率和無(wú)功功率，這種運(yùn)行狀態(tài)稱(chēng)為遲相運(yùn)行。發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸送有功功率，但吸收無(wú)功功率，這種運(yùn)行狀態(tài)稱(chēng)為進(jìn)相運(yùn)行*。*失磁與進(jìn)相的區(qū)別就在于勵(lì)磁電流是否正常。5、振蕩與失步 5.1、振蕩：即發(fā)電機(jī)負(fù)荷、電壓、電流周期性波動(dòng)。振蕩有兩種類(lèi)型：一種是振蕩的幅度越來(lái)越小，功角的擺動(dòng)逐漸衰減，最后穩(wěn)定在某一新的功角下，仍以同步

14、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，稱(chēng)為同步振蕩;另一種是振蕩的幅度越來(lái)越大，功角不斷增大，直至脫出穩(wěn)定范圍，使發(fā)電機(jī)失步，發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行，稱(chēng)為非同步振蕩。失步：即發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)失去同步。25五、發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性（了解） 一、汽輪發(fā)電機(jī)的功率和功角關(guān)系 設(shè)發(fā)電機(jī)與無(wú)限大容量系統(tǒng)母線(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行(U=常數(shù))，在略去發(fā)電機(jī)定子電阻，并假設(shè)發(fā)電機(jī)處于不飽和狀態(tài)，則其等值電路如圖41(b)所示。 從等值電路可寫(xiě)出電壓方程26 當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓不變時(shí)，Xd亦不變。若勵(lì)磁電流不變，則發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)Eq也不變。因此，由式可知，當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓U和勵(lì)磁電流都不變，而只改變?cè)瓌?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率P與功角之間的關(guān)系為一正弦函數(shù)變化關(guān)系，

15、其關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為同步發(fā)電機(jī)的功角特性，如圖42所示。當(dāng)90時(shí)，電磁功率達(dá)最大值，其值為27二、靜態(tài)穩(wěn)定概念 發(fā)電機(jī)與無(wú)限大容量系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，汽輪機(jī)輸出功率為P1時(shí)，電磁功率Pe即發(fā)電機(jī)的輸出功率P。與功角之間的關(guān)系為一正弦函數(shù)變化的功角特性曲線(xiàn)。它們有兩個(gè)交點(diǎn)，即a點(diǎn)和b點(diǎn)(見(jiàn)圖4-2)。相應(yīng)的功角分別為a和b。在這兩個(gè)功率平衡點(diǎn)是否都能穩(wěn)定工作呢?如果在某一點(diǎn)工作時(shí)受到小的擾動(dòng)(如負(fù)荷、電壓、勵(lì)磁、原動(dòng)機(jī)等的波動(dòng))后，能恢復(fù)到原來(lái)的工作點(diǎn)，人們就稱(chēng)這一工作點(diǎn)是靜態(tài)穩(wěn)定的；反之，如果在某一工作點(diǎn)工作時(shí)，受小的擾動(dòng)后，不能回到原來(lái)的工作點(diǎn)，人們就稱(chēng)這一工作點(diǎn)是靜態(tài)不穩(wěn)定的。28 1）在圖中，發(fā)電機(jī)

16、運(yùn)行于a點(diǎn)，此時(shí)輸入輸出相等即汽輪機(jī)功率與發(fā)電機(jī)輸出功率平衡P1=Pe。假設(shè)某原因引起功角產(chǎn)生微小增量 ，則發(fā)電機(jī)輸出功率增加P，即發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩大于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)矩，因此轉(zhuǎn)子減速，從而Eq與U的功角變小，最終回到a點(diǎn)；當(dāng) 為負(fù)值時(shí)， P減小，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩，因此轉(zhuǎn)子加速， 將增大，最終也回到a點(diǎn)。綜上，a點(diǎn)是穩(wěn)定工作點(diǎn)。 2）在圖中，發(fā)電機(jī)運(yùn)行于b點(diǎn)。若產(chǎn)生微小增量 ，發(fā)電機(jī)輸出功率減小P，即電磁轉(zhuǎn)矩小于汽機(jī)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子加速，功角增大，從而使發(fā)電機(jī)工作點(diǎn)進(jìn)一步遠(yuǎn)離b點(diǎn)，最終失去同步；當(dāng) 為負(fù)值時(shí)， P增加，電磁轉(zhuǎn)矩大于汽機(jī)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子減速，功角進(jìn)一步減小最終回到a點(diǎn)而平衡。但是實(shí)際運(yùn)行隨時(shí)功角

17、都可能減小，所以b點(diǎn)不是穩(wěn)定工作點(diǎn)。 綜上， 90時(shí)發(fā)電機(jī)不能穩(wěn)定工作，為非穩(wěn)定區(qū)。所以，在實(shí)際運(yùn)行中要運(yùn)行于穩(wěn)定極限范圍內(nèi)，并有一定的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備，一般正常運(yùn)行的功角為3045。 3）但實(shí)際上發(fā)電機(jī)是與系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的，因此極限功率表達(dá)式為 所以極限功率Pmax隨著外電抗的增大而減小，同時(shí)Eq與U的夾角隨著X的增大而增大，因此靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備隨之降低。這意味著系統(tǒng)越大（負(fù)載），靜穩(wěn)定性越差當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路等異常時(shí)（X大幅減小）靜態(tài)穩(wěn)定性變差。因此要求系統(tǒng)故障時(shí)應(yīng)迅速切除故障。三、暫態(tài)穩(wěn)定1、暫態(tài)穩(wěn)定是指輸電系統(tǒng)發(fā)生突然的急遽的大擾動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)繼續(xù)維持穩(wěn)定運(yùn)行的能力。即能否回到原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)，或者過(guò)渡

18、到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行。2、以下圖為例X=Xd+Xt+XL/2，X為總阻抗，Xd為發(fā)電機(jī)內(nèi)阻抗，Xt為變壓器阻抗，XL為線(xiàn)路阻抗。當(dāng)其中一條線(xiàn)路短路時(shí)，X2=Xd+Xt，當(dāng)其中一條線(xiàn)路故障切除后，X3=Xd+Xt+XL， 用P、P、P分別表示正常運(yùn)行時(shí)、發(fā)生短路時(shí)和短路切除后發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)傳輸?shù)碾姶殴β?。正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)處a，發(fā)生短路到達(dá)b點(diǎn)后，原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率PT大于發(fā)電機(jī)的電磁功率Pe，轉(zhuǎn)子開(kāi)始加速，功角增大，運(yùn)行點(diǎn)沿著短路的功角特性曲線(xiàn)P移動(dòng)。當(dāng)功角增大至c時(shí)，切除故障線(xiàn)路。由于功角不能突變?nèi)詾閏 ，運(yùn)行點(diǎn)從P上的c點(diǎn)躍升到短路切除后的功角特性曲線(xiàn)P上的e點(diǎn)。到達(dá)e點(diǎn)后，機(jī)械功率PT小于電

19、磁功率Pe，轉(zhuǎn)子開(kāi)始減速。但由于運(yùn)行點(diǎn)到達(dá)e點(diǎn)之前，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速已大于同步速，使功角仍要繼續(xù)增大。運(yùn)行點(diǎn)將沿著功角特性曲線(xiàn)P由e點(diǎn)向f點(diǎn)移動(dòng)。在移動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械功率PT始終小于電磁功率Pe，轉(zhuǎn)子始終在減速。直至抵達(dá)f點(diǎn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速減小為同步速，功角才不再繼續(xù)增大，這時(shí)的功角為最大功角max在f點(diǎn)，轉(zhuǎn)子繼續(xù)減速，功角開(kāi)始減小，運(yùn)行點(diǎn)沿P從f點(diǎn)向e、k點(diǎn)移動(dòng)。32越過(guò)k點(diǎn)后，又出現(xiàn)PT大于Pe的情況，轉(zhuǎn)子又開(kāi)始加速，但又由于由f點(diǎn)向k點(diǎn)移動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)子始終在減速，運(yùn)行點(diǎn)越過(guò)k點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于同步速，功角仍繼續(xù)減小。功角一直減小到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速再一次抵達(dá)同步速。然后又開(kāi)始第二次振蕩。由于阻尼作用，振蕩將逐漸衰

20、減，系統(tǒng)最終停留在一個(gè)新的運(yùn)行點(diǎn)k上繼續(xù)運(yùn)行。 33當(dāng)短路故障切除較遲時(shí)，其暫態(tài)過(guò)程如圖124所示。這時(shí)，雖然切除短路瞬間運(yùn)行點(diǎn)仍由功角特性曲線(xiàn)P上的c點(diǎn)躍升到P上的e點(diǎn)，但由于故障切除較遲，運(yùn)行點(diǎn)躍升到P后。可能出現(xiàn)這樣的情況：運(yùn)行點(diǎn)沿曲線(xiàn)P不斷向功角增大的方向移動(dòng)，雖然在移動(dòng)的過(guò)程中轉(zhuǎn)子在不斷減速，但到達(dá)k點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速仍大于同步速。于是，運(yùn)行點(diǎn)就要越過(guò)k點(diǎn)。越過(guò)k點(diǎn)后，機(jī)械功率PT又重新大于電磁功率Pe，轉(zhuǎn)子重新加速，功角無(wú)限增大，導(dǎo)致發(fā)電廠(chǎng)與系統(tǒng)之間失去同步。因此，要提高發(fā)電機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定性應(yīng)從如下幾方面考慮(1)快速切除短路故障?？焖偾谐搪饭收?，既減小了加速面積，又增大了可能的減速面積。

21、(2)采用自動(dòng)重合閘。(3)采用聯(lián)鎖切機(jī)。在輸電線(xiàn)路發(fā)生事故跳閘或重合閘失敗時(shí)，聯(lián)鎖切除線(xiàn)路送電端發(fā)電廠(chǎng)的部分機(jī)組，使減速面積增大。若受端系統(tǒng)備用電源不足，為防止系統(tǒng)頻率下降，應(yīng)考慮切機(jī)的同時(shí)再聯(lián)切受端部分負(fù)荷。 (4)快速關(guān)閉汽門(mén)。(5)強(qiáng)行勵(lì)磁。在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，為防止機(jī)端電壓急劇下降，由自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)行強(qiáng)行勵(lì)磁。強(qiáng)行勵(lì)磁電壓倍數(shù)越大，勵(lì)磁電壓增長(zhǎng)速度越快，效果就越顯著。35(5)強(qiáng)行勵(lì)磁。在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，為防止機(jī)端電壓急劇下降，由自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)行強(qiáng)行勵(lì)磁。強(qiáng)行勵(lì)磁電壓倍數(shù)越大，勵(lì)磁電壓增長(zhǎng)速度越快，效果就越顯著。 (6)電氣制動(dòng)。系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，投入制動(dòng)電阻，消耗過(guò)剩功率，使不平衡功率減小。(7)正確選擇系統(tǒng)接線(xiàn)方式和運(yùn)行方式。如在長(zhǎng)距離輸電線(xiàn)路途中設(shè)置開(kāi)關(guān)站、采用單元接線(xiàn)、采用雙回路供電、采用強(qiáng)行串聯(lián)電容補(bǔ)償，使變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地、避免遠(yuǎn)距離大環(huán)狀供電等均有利于提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。(8)盡量減少系統(tǒng)穩(wěn)定破壞帶來(lái)的損失和影