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发电机振荡和失步

发电机失磁时,励磁电流逐渐衰减为零,发电机电势相应减小,输出有功功率随之下降,原动机输入的拖动转矩大于发电机输出的制动转矩,转子转速增加,功角逐步增大,这时定子的同步旋转磁场与转子的转速之间出现滑差。

定子电流与转子电流相互作用,产生异步转矩.这就是发电机异步。。

同步发电机正常运行时，定子磁极和转子磁极之间可看成有弹性的磁力线联系。当负载增加时，功角将增大，这相当于把磁力线拉长；当负载减小时，功角将减小，这相当于磁力线缩短。

当负载突然变化时，由于转子有惯性，转子功角不能立即稳定在新的数值，而是在新的稳定值左右要经过若干次摆动，这种现象称为同步发电机的振荡。

振荡有两种类型：

一种是振荡的幅度越来越小，功角的摆动逐渐衰减，最后稳定在某一新的功角下，仍以同步转速稳定运行，称为同步振荡；

另一种是振荡的幅度越来越大，功角不断增大，直至脱出稳定范围，使发电机失步，发电机进入异步运行，称为非同步振荡。说白了失步的振荡过大的结果。

发电机或电力系统受到突然的扰动之后，在一个暂态过程中，功角时大时小，来回变化，转子速度环绕同步转速时高时低的减幅循环过程，就叫振荡。若振荡幅度较小，未超过稳定极限，振荡过程将逐步衰减并最终恢复正常运行，此种情况属动态稳定。

如果振荡开始时过剩力矩很大，转子惯量使发电机的工作点不断向功角增大方向移动，一直冲过功率极限点，汽轮机的输入功率与发电机功率无法平衡，从而造成失步。

实际运行中，造成失步的主要原因有：

a) 系统发生短路故障。

b) 发电机励磁系统故障引起发电机失磁，是发电机电动势剧降。

c) 发电机电动势过低或功率因素过高。

d) 系统电压过于低于额定值。

现象：

a) 发电机定子电流剧烈变化，有可能超过常值。

b) 发电机定子电压降低并剧烈变化。

c) 发电机的有功在全范围内摆动。

d) 发电机转子电流、电压在正常值附近摆动。

e) 发电机发出轰鸣声，其节奏与读数摆动合拍。

定子磁场以转差速度切割转子，在转子绕组和铁芯感应出交变电流，这个电流又与定子磁场作用产生力矩，即异步力矩。

发电机转子在克服这个力矩的过程中，继续向系统送出有功功率。

引起发电机失磁运行的原因：

a) 转子绕组或励磁回路开路。

b) 转子绕组短路。

c) 灭磁开关误跳。

d) 自动励磁调节器故障。

e) 转子滑环电刷环火或烧断。

f) 人为误操作。

现象：

a) 转子电流等于零或接近于零。

b) 定子电流升高并摆动。

c) 有功读数下降并摆动。

d) 定子电压下降并摆动。

e) 无功读数为负值。

f) 转子各部分温度升高。

g) P-Q图上发电机工作点进入第二象限。

处理：始终，不是一个擅于遗忘的人。我们这些人都不是！这一切，都是由于决定的错误。

a) 如因灭磁开关掉闸而失磁，则主开关联跳，按事故跳闸进行处理。

b) 如失磁保护动作，按事故跳闸进行处理。

c) 若保护未动作，在热工保护和电调的配合下，应在失磁起的60s内将发电机的

负荷降至60％的额定负荷、在90s内将发电机的负荷降至40％的额定负荷；总的失磁异步运行时间不得超过15分钟。

d) 并拉开灭磁开关，查明原因，恢复励磁总的失磁运行时间不得超过15分钟。

e) 若本机失磁后引起邻机和系统震荡，应立即紧停发电机。

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