同步发电机不对称运行会使(转子表面)发热。
同步发电机不对称运行情况在实际中会经常遇到,如发电机主开关合断时三相不同期或非全相、系统中的两相或单相短路、发电机线圈匝间短路或开路,都会导致发电机运行状态破坏,导致三相电压电流不对称,最终影响发电机的安全运行。
不对称运行对发电机的危害:电机不对称运行时,定子电流中的负序分量,产生与转子的旋转方向相反的旋转磁场,将使转子上的大齿、小齿、槽楔、护环、励磁绕组及阻尼绕组,切割负序磁场,产生频率为100HZ的感应电流。由于交流电的集肤效应,感应电流只能在转子表面的薄层中流过,这些电流不仅流过转子本体,还流过护环以及转子的槽楔与齿,并流经槽楔与齿与护环的许多接触面。由于这些接触面的电阻很高,发热尤其严重,后果不堪设想。其次是负序电流引起附加转距产生振动。例如:某厂300MW机组在解列时,主变压器高压侧开关一相未断开,持续9分钟,负序电流达34%,结果是转子大齿表面严重过热,部分槽楔移位,护环内表面过热。
当电枢绕组电流不对称时,各相序电流所产生的磁场与旋转的转子回路交链的情况是不相同的,所以同步发电机对应不同相序的阻抗是不一样的。它们分别称为正序阻抗Z+负序阻抗,Z-和零序阻抗Z0
各相序的等效电路和基本方程式
图1 同步发电机各相序的等效电路
分析不对称运行,首先应该知道各相序电抗,现介绍X+,X-,X0及其测量方法。
1.正序电抗X+
正序电流产生的旋转磁场和对称运行时一样的方向,故在转子中不感应电势,显然正序电抗与三相同步发电机对称运行时的电抗是一致的,即:
隐极机
凸极机
三相稳态短路
2.负序电抗X-
负序电流产生的旋转磁场,转速还是同步速,但是转向和转子的转向相反,所以在转子的绕组中要感应电流,这时,相当干副边短路的变压器耦合,转子中物理量频率为
负序电抗:同步电机转子正向旋转,励磁绕组短路,电枢绕组施加一组对称的负序电压时,负序电枢电流所遇到的阻抗
(1)负序磁场轴线对正direct-axis轴时,励磁绕组和负序磁场耦合
图2 同步发电机负序的等效阻抗
(2)负序磁场轴线对正quadrature-axis轴时,励磁绕组和负序磁场耦合磁链为零
如果没有阻尼绕组,相当于、为无穷大,则
上面式中
——直轴、交轴超瞬变电抗
——直轴瞬变电抗
——折算到定子边的励磁绕组的漏抗
——折算到定子边的直轴,交轴阻尼绕组的漏抗
——电枢绕组的漏抗
负序磁场轴线时而与d轴重合,时而与q轴重合,故
由上面知X+>X-
一般水轮机无阻尼X-=0.55,有阻尼时X-=0.24
汽轮机有阻尼X-=0.15
3.零序电抗X0
零序电流同相位,同大小,它们建立的三个脉振磁势在时间上同相位,而在空间上彼此相差120°,所以合成磁势的基波为零,零序电流产生的三次谐波磁通很小,忽略不计,所以零序电抗实质上是定子绕组的漏抗
有关负序电抗:负序电流产生的旋转磁场在转子各部分包括励磁绕组、阻尼绕组、极掌和极心中感应两倍频率的电动势和电流,根据楞次定律,转子中感应的两倍频率的电流将对定子反转磁场起抑制(阻尼)作用,使气隙中反转磁场被削弱,因此,由负序电流所建立的负序磁场较弱,与此相对应的负序电抗也比较小。
负序电阻:由于转子回路中两倍频率的电流引起附加损耗,使等效电阻增大,故负序电阻r-大于正序电阻。
是的,同步发电机它不是对称运行的,非对称的
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