同步发电机失磁运行状态分析

（２）由于从电力系统中吸收无功功率将引起电 力系统的电压下降，如果电力系统的容量较小或无 功功率的储备不足，则可能使失磁发电机的机端电 压、升压变压器高压侧的母线电压或其它邻近点的
电压低于允许值，从而破坏了负荷与各电源间的稳 定运行，甚至可能因电压崩溃而使系统瓦解。
（３）由于失磁发电机吸收了大量的无功功率，因 此，为了防止其定子绕组过电流，发电机所能发出的 有功功率将较同步运行时有不同程度的降低，吸收 的无功功率越大，则降低的越多。
第２９卷第ｌｌ期 ２００７年１１月
水利电力机械 ＷＡＴＥＲ ＣＯＮＳＥＲＶＡＮＣＹ＆ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ
ｖ０１．２９ Ｎｏ。１１ Ｎｏｖ．２０Ｃｒ７
同步发电机失磁运行状态分析
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其等值电路和正常运行时的向量图如图２所 示，其Ｐ—ｐ功角特性如图３所示≯当０＜艿＜９０Ｄ 时，同步发电机处于静态稳定状态；当艿＝９０。时；同 步发电机处于静态稳定极限状态；当艿＞９０。时，同 步发电机处于非静态稳定状态，即失步状态。
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图４异步功率与转差率的关系图
４失磁运行的处理方法
发电机发生失磁后，各单位应结合本单位机组 运行以来的实际试验数据进行处理，并遵循以下 原则：
（１）对于不允许无励磁运行的发电机应立即从 电网上解列，以避免损坏设备或造成系统事故。
（２）对于允许无励磁运行的发电机应按无励磁 运行规定执行。
发电机失磁后短时间内采用异步运行方式，继 续与电网并列且发出一定有功功率，对于保证机组 和电网安全、减少负荷损失均具有重要意义。如汽 轮发电机或失磁发电机在电网容量中比重较小，电 网可供其所需的无功而不致使电网电压降得过低 时，失磁发电机可不必立即从电网解列，可要求保护 动作于信号，让值班员检查处理，然后再以发电机所 容许的失磁运行时间延时跳闸。对于此类允许失磁 运行的发电机发生失磁故障后，处理方法是立即减 小发电机负荷，使定子电流的平均值降低到规定的 允许值以下，然后检查灭磁开关是否跳闸，如已跳闸 就应立即合上，如灭磁开关未跳闸或合上后失磁现 象仍未消失，则应将自动调节励磁（下转第１３２页）
２．Ｄａｔａｌｌｇ Ａｎｙａｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ，Ａｎｙａｌｌｇ ４５５０００，Ｃ１１ｉ１１ａ）
摘要：发电机励磁电流的变化。是影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率分配的主要因素。良好
的励磁系统在保证电能质量、无功功率的合理分配及提高电力系统运行的可靠性方面，都起着十分重要的作
用。分析了同步发电机失磁运行的原因及现象和同步发电机失磁运行的物理过程，讨论了失磁运行对发电
收稿日期：２００７一ｏｓ一０ｒ７ 作者简介：王继强（１９８２一），男，河南濮阳人，国电濮阳热电有限公司设备部助理工程师，主要从事电气维护方面的工作。
万方数据
第２９卷第１１期
王继强，等：同步发电机失磁运行状态分析
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励磁绕组２个线圈之间的连接处。
２失磁运行时造成的影响
当发电机完全失去励磁时，励磁电流将逐渐衰
阻；ｓ为转差率，｜ｓ：ｆ左≠）；垒盟≠望为反映
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发电机功率大小的等效电阻；ｘａｄ为定子与转子绕组
之间的互感电抗。
图ｌ异步发电机的等效电路图 当发电机失磁后而异步运行时，将对电力系统 和发电机产生以下影响： （１）需要从电网中吸收很大的无功功率以建立 发电机的磁场。所需无功功率的大小，主要取决于
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水利电力机械
２００７年１１月
英。如果一个人脑子里想的都是个人利益、金钱财 物，或是吃喝玩乐、个人享受，就永远不会成为具有 企业家精神的人。只有当一个企业经营者想着如何 去帮助别人，去为社会创造财富，为国家发展做贡献 的时候，才能是真正意义上的企业家。
成功的企业家要使公司内部不同部门、团体、单 位将其个体的利益放在次要的地位，共同为全体的 利益而努力；同时要提供一个让人们可以共同为全 体利益而努力的平台，并予以支持；还要营造一个具 有整体意识与团队精神的组织。如果没有这样的精 神，各个团体利益的竞争冲突，很可能会威胁到整个 组织的存亡。企业团队精神的发挥，将可以使整个 团体的力量大于个别部分力量加起的总和。企业家 在营造这种精神时所扮演的角色，就是要能认知每 个人对企业的成功所付出的贡献，并对此表示尊重。 作为一个企业家，这样的尊重必须表现在与员工所 有的交往与彼此互动的过程里。也就是说，通过领 导者自己与下属之间的“互动过程”，有效地协调部 门之间的竞争与合作关系，树立企业家的精神权威， 促进企业内部各部门的有序化，这才是现代领导者 的本质所在。显然，这种企业家的精神权威不是领 导者个人素质的单独结果，而是领导者与下属双方 相互作用的结果。企业家的权威也就在这种相互作 用中形成了，也正是这种相互作用，促使企业内部形 成耗散结构。由此可见，在现代企业中，当员工都觉 得工作上有胜任的愉快，有选择的空间，也清楚地知 道自己的贡献所在，那么他们将会乐于工作，此时， 员工的创造力将达到他们最佳的水准。
机本身和电网造成的影响并提出了失磁运行的解决方法。
关键词：同步发电机；失磁运行；物理过程分析；方法
中图分类号：懈２５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６—６４４６（２０ｃｒ７）ｌｌ一０ｃｒ７２—０３
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发电机失磁是指发电机的励磁电流突然消失或 部分消失的现象。同步发电机失磁故障占机组故障 的比例最大，它是电力系统常见故障之一。特别是 大型机组，励磁系统的环节较多，造成励磁回路短路 或开路故障的几率较大。同步发电机的失磁故障大 致由以下原因造成：
（１）转子绕组故障。 （２）直流励磁机磁场绕组断线。 （３）运行中的发电机灭磁开关误跳闸。 （４）磁场变阻器接触不良，或整流子严重打火。 （５）自动调节励磁装置故障或误操作等原因造 成励磁回路断路。 （６）励磁绕组断线，最常见的断线位置是凸极机
发电机的参数（ｘ１，ｘ２，ｘａｄ）以及实际运行时的转差 率。例如，汽轮发电机与水轮发电机相比，前者的同
又当５增大时，墨掣减小，，１和，２随之增大， 步电扎（＝Ｘｌ＋ｘａｄ）较大，则所需无功功率较小。
则相应所需的无功功率也要增加。假设失磁前发电 机向系统送出无功功率Ｑ１，而在失磁后从系统吸收 无功功率Ｑ２，则系统中将出现Ｑ１＋Ｑ２的无功功率 差额。
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０引言
１导致同步发电机失磁的原因
发电机励磁系统有如下主要作用：维持发电机 端电压；控制并列运行的同步发电机之间无功功率 的分配；提高同步发电机并联运行的静态稳定性；提 高继电保护动作的灵敏度，快速灭磁；根据运行方式 要求对发电机实行最大励磁限制和最小励磁限制； 在电力系统发生短路故障而造成发电机端电压严重 下降时，强行励磁，提高发电机的动态稳定性。在当 今的电力系统中，提高和维持同步发电机运行的安 全性和稳定性，是保证电力系统安全、稳定、经济运 行的基本条件之一。然而，同步发电机在运行中由 于某些原因可能出现励磁消失而继续运行的方式， 即同步发电机的失磁运行方式。下面就同步发电机 失磁运行方式进行分析。
５＝（ｎｌ—ｎ）／ｎｌ， 式中，几，为定子磁场的同步速度，ｎ为转子转速。
这时由定子电流所产生的旋转磁场将在转子表 面、阻尼绕组及励磁线圈中感应出频率等于转差率 的交流电流和电动势，该转子表面感应电流与定子 磁场作用产生另一种电磁转矩，称之为异步转矩，它 是制动性质的转矩。当异步转矩与原动机转矩达到 新的平衡时，发电机进入稳定的异步运行状态。由 于这个稳定状态是在调速器作用下减小原动机输入 功率后达到的，故其从电网中吸取感性无功功率以 建立气隙磁场，同时向电网输送比失磁前较少的有 功功率。此时发电机发出的有功功率称为异步功 率，其与转差率的关系如图４中曲线ｌ所示。由图４ 看出，在无励磁运行状态下，发电机能送出多少有功 功率，与它的转差率ｓ有关，同时还与原动机调速
特性有关。 ３．２．２无功பைடு நூலகம்率的变化
在失磁运行状态下，发电机进入异步运行状态。
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此时Ｑ＝一—甚，可见发电机已由向系统输入感性 Ａ∑
无功功率变为从系统吸收感性无功功率，从系统吸 收无功功率的大小，不仅取决于系统的参数，还与异 步运行时的转差率Ｓ有关，无功功率ｐ是随转差率 ．ｓ增大而增大的。发电机在失磁前所带的有功功率 越大，则失磁后达到稳定运行状态时转差率也越大， 这是因为原来所带的有功功率越大，则随着调速器 的作用，原动机输出功率的变化将不再是曲线３而 是曲线２，如图４所示。发电机稳定在大的转差率 ．ｓ２下运行，因此，它从系统吸取的无功功率也越大。
王继强１，魏微２ ＷＡＮＧ Ｊｉ＿ｑｉ肌９１，ＷＥＩ Ｗｅｉ２
（１．国电濮阳热电有限公司设备部，河南濮阳４５７０００；２．大唐安阳发电厂，河南安阳４５５０００） （１．Ｄｅｖｅｌｏｐｌｍｎｔ ０ｆ ｅｑｕｉｐｍｅｍ ０ｆＧｕｏｄｉａｒＩ Ｐｕｙａｌｌｇｎｅｎｎａｌ＆Ｐ０ｗｅｒ Ｃ０ｎ驴ｎｙ“ｒｎｉｔｅｄ，Ｐｕｙａｎｇ ４５７０００，ＣＩＩｉｎａ；