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发电机几种并网运行状态解析
来源:www.zhongjianzulin.com 发布时间:2020/8/31 21:56:08
1、发电机同步运行与异步运行
由原动机带动旋转且通入直流励磁电流的转子绕组会产生“转子磁场”,发电机租赁并入电网,定子绕组通有三相对称交流电流,会产生“定子旋转磁场”,两个磁场的速度相同,相对静止,彼此相互牵制产生电磁转矩,进行能量转换,称为“同步运行”。在转子磁场有超前趋势时为同步发电机状态,在定子磁场有超前趋势时为同步电动机状态。

发电机并网运行,当通入转子绕组的励磁电流消失后,转子磁场消失,定子绕组的旋转磁场会在转子绕组中产生感应电流,定子旋转磁场与转子感应电流相互作用产生电磁转矩,进行能量转换,称为“异步运行”。转子转速慢于定子旋转磁场转速为异步电动机状态,反之为异步发电机状态。

2、发电机迟相运行状态
发电机处于正常并网、同步运行状态,励磁系统运行正常(过励磁运行),发电机向电网同时送出有功功率和无功功率(P>0,Q>0),这种状态称为迟相运行。“迟相”又名滞相,是指定子电压U超前定子电流I一个角度,功率因数为正值(一般为0.8~1)。
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3、发电机进相运行状态
当电网中无功功率过剩时,人为逐渐减少发电机励磁电流(欠励磁运行),使发电机由向电网输出无功功率而变为从电网吸收无功功率,发电机继续保持向电网送出有功功率(P>0,Q<0),发电机保持同步运行状态,这种状态称为进相运行。“进相”是指定子电流I超前定子电压U一个角度,功率因数为负值(一般为1~-0.9)。
当励磁系统故障导致转子彻 底失去励磁电流,此时发电机会从电网中大量吸收无功功率,导致电网电压下降,发电机将由同步运行转为异步运行,发电机定、转子会过热,因此发电机不允许长时间失磁运行,大型发电机组的失磁保护必 须投跳闸。

4、同步电动机运行状态
由于原动力消失,而发电机还未解网,励磁系统正常运行,发电机仍保持同步运行,发电机将由向电网送出有功功率变为从电网吸收有功功率(逆功率运行),变为电动机带着原动机转动,并继续向电网送出无功功率(P<0,Q>0),此种状态称为同步电动机运行。
汽轮发电机组的主汽门关闭后,发电机带着汽轮机转子转动,汽轮机转子末端叶片与残留蒸汽长时间鼓风摩擦会造成烧损,因此汽轮发电机不允许长时间逆功率运行,大型汽轮发电机的逆功率保护必 须投跳闸。

5、异步电动机运行状态
在发电机解网停运的情况下,由于人为误操作,造成发电机误投入电网,导致发电机变大型电动机启动,这时发电机会大量从电网吸收有功功率和无功功率(P<0,Q<0),转入异步电动机运行状态。
由于发电机变电动机运行后,将大约从电网吸收额定有功功率值的30%,额定无功功率值的100%,因此将严重威胁电网运行,且发电机定转、子将过热,因此大型发电机的误上电保护必 须投跳闸。


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