造成发电机变为同步调相机运行原因?

如题所述

汽轮发电机在运行中,由于汽轮机主汽门关闭,会使发电机失去原动力,而变为同步电动机运行。 这时发电机不能向系统发出有功功率,反而从系统吸收一部分有功功率,来维持发电机本身运转。但此时仍然输出无功功率,因为励磁系统没有改变。这时发电机的状态为吸收有功、发出无功,变为同步调相机运行。

1(发电机变为电动机运行的物理过程:

当发电机正常带有功负荷运行时,发电机转子所产生的主磁场轴线, 总是超前电枢合成磁场轴线一个 θ 角。这样,在转子与定子空气间隙中的磁力线便像橡皮筋一样,由转子磁场拉着电枢合成磁场以同步速度旋转。负荷越大,橡皮筋拉得越长,转子磁场超前电枢合成磁场的角度 θ 就越大。若逐渐减少有功负荷,则θ 角随之减少。当有功负荷为零时,θ0,电枢和转子磁场轴线重合,磁力线的拉力垂直于转子表面, 气隙中拉力总和便等于零。假如把原动机的动力来源停止, 这时发电机从系统中吸收一部分有功功率,以维持同步运转所需要的空载能量损耗,转子磁场轴线就落后于电枢合成磁场轴线,既 θ 角变为负值,也就是定子带动转子转动,这并不失去同步, 因为定子与转子空气间隙中仍有橡皮筋似的磁力线联系着,不过它的方向和发电机运行时相反,可见从原理上分析,发电机变为电动机运行是可行的。但实际上是不可行的,因为对于电力系统来说,缺少一部分有功功率,可能会引起系统频率的降低,而且对于汽轮机来说,无蒸汽长时间运行时, 末级叶片会因与空气摩擦而过热,特别是大容量机组这是绝对不允许的。为此都设了可靠的保护(逆功率保护),来防止这种状态的发生。

2(发电机变为电动机运行时现象:

同步发电机变为同步电动机运行时,发电机表计现象分析如下:

(1) 发电机“逆功率”信号发出。

(2) 汽轮机“主汽门关闭”光字牌亮。

(3) 发电机的有功功率表指针摆到零位附近的针档处,且指向负值。因为这时发电机从系统吸收有功功率以满足它维持同步运转所需要的空载能量损耗。

(4) 发电机的无功功率表只是升高。因为有功负荷突然消失,而发电机的励磁电流不变,又保持正常转速运行,这时发电机的电压就升高,而发电机是并在电网上运行的,电压升高就会自动多带感性无功负荷,这样在发电机内就产生更大的磁电枢反应,将电压自动降低,使发电机电压与电网电压相等,至于无功负荷增加数值的大小,则与发电机原来所带的有功负荷大小有关,原来的负荷愈大,无功负荷增加的数值也愈大。

(5) 发电机的功率因数表指示进相。因为这时发电机由系统吸收有功功率,输出感性无功功率。

(6) 定子电流表指示降低。定子电流包括有功分量和无功分量两部分,当有功分量降低后,总的定子电流值就要降低。

(7) 定子电压表及励磁回路的仪表指示都正常,因励磁系统未改变。

(8) 频率正常。但若该发电机容量圈套,所带负荷占电力系统中总负荷的比例较重时,频率也要下降,因系统中缺少较多的有功电源。
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第1个回答  2020-10-20
同步发电机变电动机运行原因及其处理

汽轮发电机在运行中 由于汽轮机主汽门关闭会使发电机失去原动力而变为同步电动机运行。 这时发电机不能向系统发出有功功率反而从系统吸收一部分有功功率来维持发电机本身运转。但此时仍然输出无功功率 因为励磁系统没有改变。这时发电机的状态为吸收有功、发出无功变为同步调相机运行。

1发电机变为电动机运行的物理过程

当发电机正常带有功负荷运行时发电机转子所产生的主磁场轴线 总是超前电枢合成磁场轴线一个θ角。这样在转子与定子空气间隙中的磁力线便像橡皮筋一样 由转子磁场拉着电枢合成磁场以同步速度旋转。负荷越大橡皮筋拉得越长转子磁场超前电枢合成磁场的角度θ就越大。若逐渐减少有功负荷则θ角随之减少。当有功负荷为零时 θ0 电枢和转子磁场轴线重合磁力线的拉力垂直于转子表面 气隙中拉力总和便等于零。假如把原动机的动力来源停止 这时发电机从系统中吸收一部分有功功率以维持同步运转所需要的空载能量损耗转子磁场轴线就落后于电枢合成磁场轴线既θ角变为负值也就是定子带动转子转动这并不失去同步 因为定子与转子空气间隙中仍有橡皮筋似的磁力线联系着不过它的方向和发电机运行时相反可见从原理上分析发电机变为电动机运行是可行的。但实际上是不可行的 因为对于电力系统来说缺少一部分有功功率可能会引起系统频率的降低而且对于汽轮机来说无蒸汽长时间运行时 末级叶片会因与空气摩擦而过热特别是大容量机组这是绝对不允许的。为此都设了可靠的保护逆功率保护来防止这种状态的发生。

2发电机变为电动机运行时现象

同步发电机变为同步电动机运行时发电机表计现象分析如下

 1 发电机“逆功率”信号发出。

2 汽轮机“主汽门关闭”光字牌亮。

3 发电机的有功功率表指针摆到零位附近的针档处且指向负值。因为这时发电机从系统吸收有功功率以满足它维持同步运转所需要的空载能量损耗。

4 发电机的无功功率表只是升高。因为有功负荷突然消失而发电机的励磁电流不变又保持正常转速运行这时发电机的电压就升高而发电机是并在电网上运行的 电压升高就会自动多带感性无功负荷这样在发电机内就产生更大的磁电枢反应将电压自动降低使发电机电压与电网电压相等至于无功负荷增加数值的大小则与发电机原来所带的有功负荷大小有关原来的负荷愈大无功负荷增加的数值也愈大。

5 发电机的功率因数表指示进相。因为这时发电机由系统吸收有功功率输出感性无功功率。

6 定子电流表指示降低。定子电流包括有功分量和无功分量两部分 当有功分量降低后总的定子电流值就要降低。

7 定子电压表及励磁回路的仪表指示都正常 因励磁系统未改变。

8 频率正常。但若该发电机容量圈套所带负荷占电力系统中总负荷的比例较重时频率也要下降 因系统中缺少较多的有功电源。

3、发电机变为电动机时的处理

当同步发电机变为电动机时主控室运行人员应注意表计的指示若发电机“逆功率”保护没有将发电机解列、停机此时不应该将发电机手动解列并应注意维持定子电压正常待主汽门汽门打开后 由汽机主操尽快将危急保安器挂上再带有功负荷。但有些汽轮机的危急保安器在额定转速下是挂不上的这时可以将发电机解列 降低转速在挂上危急保安器后再进行并列接带有功负荷使其恢复同步发电机运行方式。若在“主汽门关闭”信号
第2个回答  2020-10-20
同步调相机
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审阅专家 石季英
同步调相机[1]是一种特殊运行状态下的同步电机,当应用于电力系统时,能根据系统的需要,自动地在电网电压下降时增加无功输出!在电网电压上升时吸收无功功率,以维持电压,提高电力系统的稳定性,改善系统供电质量。同步电机运行于电动机状态,不带机械负载也不带原动机,只向电力系统提供或吸收无功功率的同步电机。又称同步补偿机。用于改善电网功率因数,维持电网电压水平。详细介绍了调相机的发展现状、工作原理、结构特点、无功补偿优点、启动方式、冷却方式、应用等。
中文名
同步调相机
外文名
synchronous compensator
类别
供电技术
作用
无功补偿
领域
能源
快速
导航
工作原理结构特点独特优点起动方式冷却方式应用展望
研究进展
世界同步调相机研制发韧于20世纪初叶。在美国,1913年一1931年,先后研制和投运了15 MVA (1913年)、30 MVA (1919年)、40 MVA(1923年)、50 MVA (1926年)和75 MVA(1931年)空冷调相机。1926年,美国GE公司研制成功世界首台氢外冷发电机(50 MW 25 Hz 1 500 r/min)并作调相机运行。1928年,西屋公司研制成首台工业用氢外冷调相机(15 MVA 900 r/min)。1930年代,美国研制成功多台氢冷调相机,其最大容量为40 MVA (1937年)。二战期间,调相机发展停滞[2]。
二战结束后,世界电力工业恢复发展,同步调相机发展重新起步。1940年代后期至1950年代,美国、英国、法国、前苏联、瑞士、瑞典、日本等研制成功一批37.5 MVA 80 MVA的同步调相机。1960年代,研制成功60 MVA级至150 MVA级同步调相机
第3个回答  2020-10-20
发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。
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