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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、山西呂梁附近X2、山西呂梁附近X0
分析同步發(fā)電機(jī)不對稱運(yùn)行的基本方法是對稱分量法。應(yīng)用對稱分量法，可以把發(fā)電機(jī)不對稱的三相電壓、山西呂梁附近電流及其所激勵的磁勢分解為正序分量、山西呂梁附近負(fù)序分量和零序分量，然后對各個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，就得出實際不對稱運(yùn)行的結(jié)果和影響。實踐證明，在不計飽和時，上述方法所求得的結(jié)果，特別是對于基波分量基本上是正確的。
在不對稱運(yùn)行時，同步發(fā)電機(jī)的空氣隙磁場為一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，即除了正序旋轉(zhuǎn)磁場以外，尚有負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場。因為它們的旋轉(zhuǎn)方向不同，所以轉(zhuǎn)子回路的反應(yīng)也各不相同；對不同相序的電流，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)對稱運(yùn)行時，如前面各章所討論的情形，定子電流為一穩(wěn)定的對稱三相電流，實際上即一組正序分量，它們所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場（即正序旋轉(zhuǎn)磁場）和轉(zhuǎn)子之間沒有相對運(yùn)動，這個磁場并不能在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，這個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，不對稱運(yùn)行時，負(fù)序電流所產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場以同步速向著和轉(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)一個兩倍于電源頻率的交變電流。對于負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場而言，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)磁場還將在轉(zhuǎn)子軸和定子機(jī)座引起振動。
根據(jù)我國“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，汽輪發(fā)電機(jī)三相電流之差，不得超過額定值的10%，水輪發(fā)電機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)的三相電流之差，不得超過額定值的20%，同時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，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)試驗確定。
當(dāng)零序電流流過定子繞組時，由各相零序電流所產(chǎn)生的三個脈動磁勢，其幅值相等，時間上同相，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恰相至抵消，不形成氣隙互磁通，只存在一些漏磁場，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)行時負(fù)載電流的嚴(yán)重不對稱是不常見的。具有實際意義的不對稱運(yùn)行情況為故障狀態(tài)，如單相接地短路、山西呂梁附近二相短路和二相接地短路等。
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電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行技術(shù)措施
發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，向系統(tǒng)提供有功的同時還提供無功，定子電流滯后于端電壓一個角度，此種狀態(tài)即遲相運(yùn)行。當(dāng)逐漸減少勵磁電流使發(fā)電機(jī)從向系統(tǒng)提供無功而變?yōu)閺南到y(tǒng)吸收無功，定子電流從滯后而變?yōu)槌鞍l(fā)電機(jī)端電壓一個角度，此種狀態(tài)即進(jìn)相運(yùn)行。同步發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時較遲相運(yùn)行狀態(tài)勵磁電流大幅度減少，發(fā)電機(jī)電勢Eq亦相應(yīng)降低。從P-功角關(guān)系看，在有功不變的情況下，功角必將相應(yīng)增大，比值整步功亦相應(yīng)降低，發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定性下降。其穩(wěn)定極限與發(fā)電機(jī)短路比，外接電抗，自動勵磁調(diào)節(jié)器性能及其是否投運(yùn)等有關(guān)。
進(jìn)相運(yùn)行時發(fā)電機(jī)定子端部漏磁較遲相運(yùn)行時增大。特別是大型發(fā)電機(jī)線負(fù)荷高，正常運(yùn)行時端部漏磁比較大，端部鐵芯壓指連接片溫升高，進(jìn)相運(yùn)行時因為漏磁增大，溫升加劇。進(jìn)相運(yùn)行時發(fā)電機(jī)端部電壓降低，廠用電電壓也相應(yīng)降低，如果超出10%，將影響廠用電運(yùn)行。
因此，同步發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行要通過試驗確定進(jìn)相運(yùn)行深度。即在供給一定有功狀態(tài)下，吸收多少無功才能保持系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定，各部件溫升不超限，并能滿足電壓的要求。
進(jìn)相運(yùn)行進(jìn)相運(yùn)行現(xiàn)象：
1、山西呂梁勵磁電流大幅度減少;
2、山西呂梁發(fā)電機(jī)定子電壓降低;
3、山西呂梁發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷變?yōu)樨?fù)值。
相運(yùn)行進(jìn)相運(yùn)行危害：
1、山西呂梁增加發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷，將使發(fā)電機(jī)向不穩(wěn)定方向發(fā)展，易造成發(fā)電機(jī)失穩(wěn)運(yùn)行甚至系統(tǒng)振蕩事故。
2、山西呂梁繼續(xù)減少發(fā)電機(jī)勵磁電流，使發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度增加，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)動作或發(fā)電機(jī)失穩(wěn)運(yùn)行。
3、山西呂梁發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，定子電流增加，定子發(fā)熱增加;發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時，定子端部漏磁通變化比增大，使得端部發(fā)熱嚴(yán)重，發(fā)電機(jī)定子線圈溫度將持續(xù)上升。
4、山西呂梁發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，發(fā)電機(jī)出口電壓降低，使得6KV母線電壓降低。設(shè)有低電壓保護(hù)的高壓電動機(jī)將跳閘;運(yùn)行中的各電氣設(shè)備，因母線電壓降低，電流增大，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱，長時間運(yùn)行會損壞設(shè)備絕緣。
該廠母線電壓考核范圍為230—235KV，在電網(wǎng)某些運(yùn)行方式下，會出現(xiàn)我廠發(fā)電機(jī)無功減至 但是母線電壓仍然高出235KV，此時應(yīng)考慮發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行。
一、山西呂梁運(yùn)行人員要密切監(jiān)視220KV母線電壓和機(jī)組有功、山西呂梁無功負(fù)荷，當(dāng)母線電壓超過235 KV時，必須控制發(fā)電機(jī)組功率因數(shù)達(dá)到0.99以上。當(dāng)機(jī)組功率因數(shù)已達(dá)0.99以上，母線電壓接近控制上限值時，值長應(yīng)主動向上級調(diào)度匯報，根據(jù)上級調(diào)度的命令調(diào)整機(jī)組無功出力，直至進(jìn)相運(yùn)行。
二、山西呂梁發(fā)電機(jī)是否進(jìn)相運(yùn)行由值長統(tǒng)一命令執(zhí)行，在進(jìn)相運(yùn)行前應(yīng)匯報上級調(diào)度發(fā)電機(jī)帶無功及220KV母線電壓情況，并請示上級調(diào)度申請進(jìn)相運(yùn)行，如上級調(diào)度未許可則申請220KV母線電壓超限點(diǎn)免考核，未經(jīng)上級調(diào)度許可不得擅自進(jìn)相運(yùn)行。
三、山西呂梁機(jī)組在不同運(yùn)行方式下進(jìn)相運(yùn)行規(guī)定：
1、山西呂梁單機(jī)運(yùn)行時原則上不進(jìn)相運(yùn)行，但在春節(jié)等特殊方式下除外。
2、山西呂梁雙機(jī)運(yùn)行時原則上一臺機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，另一臺機(jī)組保持高功率因數(shù)遲相運(yùn)行，即控制無功盡量在小范圍。但在春節(jié)等特殊方式下可以同時進(jìn)相運(yùn)行。
3、山西呂梁在考慮進(jìn)相運(yùn)行的機(jī)組時，該機(jī)組運(yùn)行情況應(yīng)保持穩(wěn)定。否則考慮另一臺機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行，當(dāng)兩臺機(jī)組運(yùn)行都不穩(wěn)定時，應(yīng)向上級調(diào)度說明詳細(xì)情況，并按照調(diào)度命令執(zhí)行。
4、山西呂梁若兩臺機(jī)同時運(yùn)行時，考慮兩臺機(jī)同時進(jìn)相，且兩臺機(jī)進(jìn)相深度應(yīng)保持平衡。
四、山西呂梁連續(xù)進(jìn)相運(yùn)行時間不得超過6小時。
五、山西呂梁進(jìn)相運(yùn)行時，應(yīng)專設(shè)監(jiān)盤人員，并嚴(yán)格按照上級調(diào)度命令進(jìn)行。
六、山西呂梁在發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行期間，無值長允許任何崗位人員不得私自啟動6KV轉(zhuǎn)機(jī)，包括輸煤、山西呂梁脫硫、山西呂梁化學(xué)、山西呂梁水源地，否則將按嚴(yán)重違反生產(chǎn)調(diào)度紀(jì)律處理!待啟動6KV轉(zhuǎn)機(jī)前，值班員需將6KV廠用母線電壓調(diào)整至6.1KV以上，在啟動電泵、山西呂梁循泵、山西呂梁增壓風(fēng)機(jī)等大容量設(shè)備需將6KV廠用母線電壓調(diào)整至6.45KV以上。
七、山西呂梁進(jìn)相運(yùn)行時操作：在進(jìn)相運(yùn)行前，請示上級調(diào)度解除AVC裝置自動，手動減少發(fā)電機(jī)勵磁，發(fā)電機(jī)在減少無功操作時，要循序漸進(jìn)緩慢進(jìn)行，嚴(yán)禁超調(diào)度規(guī)定進(jìn)相深度值。進(jìn)相結(jié)束后，手動增加發(fā)電機(jī)勵磁，使之恢復(fù)正常運(yùn)行方式觀察五分鐘無異常后，投入AVC自動。在手動調(diào)整期間應(yīng)保持220KV母線電壓合格。
八、山西呂梁進(jìn)相運(yùn)行期間監(jiān)視參數(shù)：發(fā)電機(jī)出入口風(fēng)溫、山西呂梁定冷水、山西呂梁氫氣壓力;定子鐵芯及鐵芯端部溫度、山西呂梁定子線圈各部溫升、山西呂梁溫差不超過規(guī)定允許值、山西呂梁軸振不超過允許值;定子電流、山西呂梁勵磁電流、山西呂梁端電壓、山西呂梁勵磁變高壓側(cè)電流、山西呂梁滑環(huán)溫度、山西呂梁勵磁變溫度不超過允許值;上述參數(shù)每小時檢查一次。
九、山西呂梁進(jìn)相運(yùn)行參數(shù)控制：
1、山西呂梁任一段6KV廠用母線電壓不得低于5.8KV，0.4KV母線電壓不得低于0.36KV(照明段除外)，發(fā)電機(jī)端電壓不得低于20KV，220KV母線電壓230—235KV，功率因數(shù)不得低于0.95。
2、山西呂梁發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時功角不得大于60度，防止系統(tǒng)沖擊破壞發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定而造成發(fā)電機(jī)震蕩。
3、山西呂梁進(jìn)相深度試驗數(shù)據(jù)(二零零九年河南省電力實驗院)：
4、山西呂梁根據(jù)我廠實際情況且在實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上再留有充分進(jìn)相裕度，現(xiàn)規(guī)定：發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度限制不得超過調(diào)度規(guī)定的進(jìn)相深度。
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