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同步發(fā)電機(jī)的序分量電抗
同步發(fā)電機(jī)的序分量電抗X1、X2、X0
分析同步發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行的基本方法是對(duì)稱分量法。應(yīng)用對(duì)稱分量法,可以把發(fā)電機(jī)不對(duì)稱的三相電壓、電流及其所激勵(lì)的磁勢(shì)分解為正序分量、負(fù)序分量和零序分量,然后對(duì)各個(gè)分量分別建立的端點(diǎn)方程式和相序方程式,求解各序分量并研究各序分量分別所產(chǎn)生的效果, ,將它們疊加起來(lái),就得出實(shí)際不對(duì)稱運(yùn)行的結(jié)果和影響。實(shí)踐證明,在不計(jì)飽和時(shí),上述方法所求得的結(jié)果,特別是對(duì)于基波分量基本上是正確的。
在不對(duì)稱運(yùn)行時(shí),同步發(fā)電機(jī)的空氣隙磁場(chǎng)為一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),即除了正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以外,尚有負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。因?yàn)樗鼈兊男D(zhuǎn)方向不同,所以轉(zhuǎn)子回路的反應(yīng)也各不相同;對(duì)不同相序的電流,同步電機(jī)呈顯的電抗也就有不同的數(shù)值。
當(dāng)同步電機(jī)對(duì)稱運(yùn)行時(shí),如前面各章所討論的情形,定子電流為一穩(wěn)定的對(duì)稱三相電流,實(shí)際上即一組正序分量,它們所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(即正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng))和轉(zhuǎn)子之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),這個(gè)磁場(chǎng)并不能在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),這個(gè)電流所遇到的電抗便是同步電抗。故同步電機(jī)的正序電抗即系同步電抗,不對(duì)稱運(yùn)行時(shí),負(fù)序電流所產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步速向著和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的方向旋轉(zhuǎn),即該磁場(chǎng)將以兩倍同步速載切轉(zhuǎn)子繞組,將在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)一個(gè)兩倍于電源頻率的交變電流。對(duì)于負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言,轉(zhuǎn)子繞組的作用為一短路繞組,致使負(fù)序電流所遇到的便不再是同步電抗,而是另一個(gè)電抗x2,稱它為負(fù)序電抗,其數(shù)值遠(yuǎn)較同步電抗為小。
負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子激磁繞組和組尼繞組中所感應(yīng)的兩倍頻率的交變電流,將引起附加的銅損耗;負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還將在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生渦流,從而引起附加表面損耗。這些損耗都將使轉(zhuǎn)子溫升提高。此外,負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還將在轉(zhuǎn)子軸和定子機(jī)座引起振動(dòng)。
根據(jù)我國(guó)“發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程”規(guī)定:在額定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行時(shí),汽輪發(fā)電機(jī)三相電流之差,不得超過(guò)額定值的10%,水輪發(fā)電機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)的三相電流之差,不得超過(guò)額定值的20%,同時(shí)任一相的電流不得大于額定值。在低于額定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行時(shí),各相電流之差可以大于上面所規(guī)定的數(shù)值,但應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定。
當(dāng)零序電流流過(guò)定子繞組時(shí),由各相零序電流所產(chǎn)生的三個(gè)脈動(dòng)磁勢(shì),其幅值相等,時(shí)間上同相,而三者在空間各相隔120°電角度,因此三相零序基波全成磁勢(shì)恰相至抵消,不形成氣隙互磁通,只存在一些漏磁場(chǎng),數(shù)值一般很小。零電流所遇到的電抗為帶有漏抗性質(zhì)的零序電抗,用代表,較更小。
由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模很大,在正常運(yùn)行時(shí)負(fù)載電流的嚴(yán)重不對(duì)稱是不常見的。具有實(shí)際意義的不對(duì)稱運(yùn)行情況為故障狀態(tài),如單相接地短路、二相短路和二相接地短路等。


發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)的原因是什么呢
陜西安康柴油發(fā)電機(jī)組振動(dòng)原因主要有三種情況:電磁方面原因;機(jī)械方面原因;機(jī)電混合方面原因。
一、電磁方面的原因
1. 電源方面:三相電壓不平衡,三相電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行。
2.定子方面:定子鐵心變橢圓、偏心、松動(dòng);定子繞組發(fā)生斷線、接地?fù)舸?、匝間短路、接線錯(cuò)誤,定子三相電流不平衡。
3.轉(zhuǎn)子故障:轉(zhuǎn)子鐵心變橢圓、偏心、松動(dòng)。轉(zhuǎn)子籠條與端環(huán)開焊,轉(zhuǎn)子籠條斷裂,繞線錯(cuò)誤,電刷接觸不良等。
二、機(jī)械原因
1.電機(jī)本身方面:轉(zhuǎn)子不平衡,轉(zhuǎn)軸彎曲,滑環(huán)變形,定、轉(zhuǎn)子氣隙不均,定、轉(zhuǎn)子磁力中心不一致,軸承故障,基礎(chǔ)安裝不良,機(jī)械機(jī)構(gòu)強(qiáng)度不夠、共振,地腳螺絲松動(dòng),電機(jī)風(fēng)扇損壞。
2.與聯(lián)軸器配合方面:聯(lián)軸器損壞,聯(lián)軸器連接不良,聯(lián)軸器找中心不準(zhǔn),負(fù)載機(jī)械不平衡,系統(tǒng)共振等。
三、發(fā)電機(jī)混合原因
1.發(fā)電機(jī)振動(dòng)往往是氣隙不勻,引起單邊電磁拉力,而單邊電磁拉力又使氣隙進(jìn)一步增大,這種機(jī)電混合作用表現(xiàn)為電機(jī)振動(dòng)。
2.發(fā)電機(jī)軸向串動(dòng),由于轉(zhuǎn)子本身重力或安裝水平以及磁力中心不對(duì),引起的電磁拉力,造成電機(jī)軸向串動(dòng),引起電機(jī)振動(dòng)加大,嚴(yán)重情況下發(fā)生軸磨瓦根,使軸瓦溫度迅速升高。
處理方法:
1. 電氣原因的檢修:首先是測(cè)定定子三相直流電阻是否平衡,如不平衡,則說(shuō)明定子連線焊接部位有開焊現(xiàn)象,斷開繞組分相進(jìn)行查找,另外繞組是否存在匝間短路現(xiàn)象,如故障明顯可以從絕緣表面看到燒焦痕跡,或用儀器測(cè)量定子繞組,確認(rèn)匝間短路后,將電機(jī)繞組重新下線。例如:水泵電機(jī),運(yùn)行中電機(jī)不僅振動(dòng)大軸承溫度也偏高小修試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電機(jī)直流電阻不合格,電機(jī)定子繞組有開焊現(xiàn)象,用排除法將故障找到后,電機(jī)運(yùn)行一切正常。
2. 機(jī)械原因的檢修:檢查氣隙是否均勻,如果測(cè)量值超標(biāo),重新調(diào)整氣隙。檢查軸承,測(cè)量軸承間隙,如不合格更換新軸承,檢查鐵心變形和松動(dòng)情況,松動(dòng)的鐵心可用環(huán)氧樹脂膠粘接灌實(shí),檢查轉(zhuǎn)軸,對(duì)彎曲的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行補(bǔ)焊重新加工或直接直軸,然后對(duì)轉(zhuǎn)子做平衡試驗(yàn)。打風(fēng)機(jī)電機(jī)大修后試運(yùn)行期間,電機(jī)不僅振動(dòng)大,而且軸瓦溫度超標(biāo),連續(xù)處理幾天后,故障仍未解決。我班組人員在幫助處理時(shí)發(fā)現(xiàn),電機(jī)氣隙非常大,瓦座水平也不合格,故障原因找到后,重新調(diào)整各部間隙后,電機(jī)試轉(zhuǎn)一次成功。
3. 負(fù)載機(jī)械部分檢查正常,電機(jī)本身也沒有問題,引起故障的原因是連接部分造成的,這時(shí)要檢查電機(jī)的基礎(chǔ)水平面,傾斜度、強(qiáng)度,中心找正是否正確,聯(lián)軸器是否損壞,電機(jī)軸伸繞度是否符合要求等。
眾所周知,電機(jī)的結(jié)構(gòu)同時(shí)包含電氣和機(jī)械兩部分,也可以說(shuō)是電氣和機(jī)械的結(jié)合點(diǎn)。所以說(shuō),它的故障要一分為二的分析。對(duì)電機(jī)的振動(dòng)故障原因也要分成兩部分。一般來(lái)講,電機(jī)振動(dòng)是由于轉(zhuǎn)動(dòng)部分a不平衡、機(jī)械故障或電磁方面的原因引起的。一、轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡主要是轉(zhuǎn)子、耦合器、聯(lián)軸器、傳動(dòng)輪(制動(dòng)輪)不平衡引起的。處理方法是先找好轉(zhuǎn)子平衡。如果有大型傳動(dòng)輪、制動(dòng)輪、耦合器、聯(lián)軸器,應(yīng)與轉(zhuǎn)子分開單獨(dú)找好平衡。再有就是轉(zhuǎn)動(dòng)部分機(jī)械松動(dòng)造成的。如:鐵心支架松動(dòng),斜鍵、銷釘失效松動(dòng),轉(zhuǎn)子綁扎不緊都會(huì)造成轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡。二、機(jī)械部分故障主要有以下幾點(diǎn):1、聯(lián)動(dòng)部分軸系不對(duì)中,中心線不重合,定心不正確。這種故障產(chǎn)生的原因主要是安裝過(guò)程中,對(duì)中不良、安裝不當(dāng)造成的。還有一種情況,就是有的聯(lián)動(dòng)部分中心線在冷態(tài)時(shí)是重合一致的,但運(yùn)行一段時(shí)間后由于轉(zhuǎn)子支點(diǎn),基礎(chǔ)等變形,中心線又被破壞,因而產(chǎn)生振動(dòng)。2、與電機(jī)相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有毛病。這種故障主要表現(xiàn)為齒輪咬合不良,輪齒磨損嚴(yán)重,對(duì)輪潤(rùn)滑不良,聯(lián)軸器歪斜、錯(cuò)位,齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對(duì)、間隙過(guò)大或磨損嚴(yán)重,都會(huì)造成一定的振動(dòng)。3、電機(jī)本身結(jié)構(gòu)的缺陷和安裝的問題。這種故障主要表現(xiàn)為軸頸橢圓,轉(zhuǎn)軸彎曲,軸與軸瓦間間隙過(guò)大或過(guò)小,軸承座、基礎(chǔ)板、地基的某部分乃至整個(gè)電機(jī)安裝基礎(chǔ)的剛度不夠,電機(jī)與基礎(chǔ)板之間固定不牢,底腳螺栓松動(dòng),軸承座與基礎(chǔ)板之間松動(dòng)等。而軸與軸瓦間間隙過(guò)大或過(guò)小不僅可以造成振動(dòng)還可使軸瓦的潤(rùn)滑和溫度產(chǎn)生異常。4、電機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載傳導(dǎo)振動(dòng)。例如:汽輪發(fā)電機(jī)的汽輪機(jī)振動(dòng),電機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)、水泵振動(dòng),引起電機(jī)振動(dòng)。三、電氣部分的故障是由電磁方面的原因造成的主要包括:交流電機(jī)定子接線錯(cuò)誤、繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路,同步電機(jī)勵(lì)繞組匝間短路,同步電機(jī)勵(lì)磁線圈聯(lián)接錯(cuò)誤,籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條,轉(zhuǎn)子鐵心變形造成定、轉(zhuǎn)子氣隙不均,導(dǎo)致氣隙磁通不平衡從而造成振動(dòng)。導(dǎo)致電機(jī)振動(dòng)的原因多種多樣,以上僅是筆者在工作中,實(shí)際遇到的一些故障總結(jié)如上。



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