小容量孤网发电机组进相运行的稳定性探讨.pdf

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1、第3期29一小容量孤网发电机组进相运行的稳定性探讨钱程(中海油能源发展湛江采油服务文昌分公司，广东湛江524009)[摘要]本文论述了同步发电机进相运行的基本原理，阐述了同步发电机进相运行对发电机组的危害，论述了发电机带自动励磁调节器(AVR)的静稳定分析，得出了同步发电机进相运行可达到静稳定的结论。[关键词]同步发电机；自动励磁调节器；进相运行；稳定发电机进相运行会使发电机稳定性降低、机吸收无功功率的状态。发电机的进相运行实际上端电压下降、定子端部漏磁增加并直接导致定子是一种低励磁的正常运行方式。发电机的迟相运端部发热，对发电机本身造成一定的危害。行和进相运行的向量图如

2、图1所示。它表示的是发中海油海上作业现场使用的发电机大部分为电机直接接于无限大容量系统的情况，其端电压小容量发电机，机组功率在5000kw，额定功率因UG恒定不变时，发电机电势E口、负荷电流Ei、功素0．8，二用一备，孤网运行：由于网内有长输海率因数角(p与励磁电流I的关系。增大励磁电流I，，缆，容性无功大，所以发电机组进相运行。针对Eq变大，负荷电流产生去磁电枢反应，功率因数该种运行方式，本文重点讨论小容量孤网发电机角是滞后的，发电机迟相运行；减小发电机励组进相运行问题。磁电流I，使发电机E。减小，功率因数角(p变为超前的，发电机的负荷电流产生助磁电枢反应，发l同步发电

3、机进相运行的基本原理电机进相运行。发电机由迟相运行变为进相运行本文分析的同步发电机为隐极发电机。当发的过程，表现在无功功率由发出到吸收，一正一电机运行时同时发出有功功率和无功功率，称为反，变化很大。利用这一特点可以吸收系统局部迟相运行，功率因数角(p为正值。而发电机的进相过剩无功，从而解决电压偏高的问题。运行则是发电机向系统发出有功功率，并从系统d图1隐极发电机迟相运行与进相运行向量图2同步发电机进相运行对发电机组的危害性阻较小的部件，因通过的磁通非常多，当局部冷(1)进相运行导致温升增加。发电机端部漏却强度不足时，就会出现局部温升过高的现象。磁通是由转子和定子的漏磁通合

4、成的，它是一个当发电机由迟相运行向进相运行方式变化时，端随转子同速旋转的旋转合成磁场，其大小与定子部合成漏磁通将随之显著增大，端部元件的温升绕组的结构、端部的结构和转子护环中心环、风也将显著升高，甚至越限。扇的材料、尺寸与位置等发电机制造工艺有关。(2)网用母线电压降低。发电机进相运行该旋转漏磁通磁场在切割静止的定子端部各金属作者简介：钱程(1972一)，男，湖南邵阳人，大学本科，结构件时，就会在其中感应涡流和磁滞损耗，弓f热能工程专业，电气工程师，在中海油能源发展湛江采油服务起发热。特别是定子端部铁心、压指、压板等磁文昌分公司工作。30．■技术交流2石0油与化工设备一1

5、0年第j3卷时，随着发电机励磁电流的降低，发电机吸收无在dP。／d6=0时，发电机达到静态稳定极限，功功率的增加，将使发电机出口电压下降并导致P。达到最大输出功率，在dP。／d6

6、节器投运，发也相应受其限制。电机的机电特性呈现出完全不同于手动励磁时(4)容易使发电机失去稳定。这是因为，的特点，此时的静稳定判据不能简单地认为E。与当发电机进相运行，有功功率输出为定值的情况u的功角差等于90度来划分。采用了自动励磁调下，随着励磁电流I的减小会导致发电机的同步节器后，发电机的静态特性方程组表示为如下式电势E。下降，负载电流由落后发电机电压变成超所示。其中，K与T。为等值的放大倍数与时间常前，发电机吸收感性无功功率。当励磁电流继续数，Eqe为发电机暂态电势，u。为发电机端电压。减小时，发电机的同步电势E’。进一步减小，发电经过相关求偏导后，系统状态方程组的

7、矩阵形式机吸收的无功功率增加，会导致功率角6增大，如式(5)所示。其中，K为励磁系统的综合放当6=90。时，发电机达到静稳定极限，若I进一大倍数，t’d0为励磁绕组自身的时间常数；5为发步减小，将会使得发电机失去稳定。电机与系统的夹角，即内电势与系统电压的功角差，Ti为发电机组的惯性时间常数，即标么值。式3发电机带自动励磁调节器(AVR)的静稳定分(5)可以进一步表示为：—dA—X：^析一一一一电力系统静态稳定，是指电力系统受小干～KvAUcLl十△Ee扰后，不发生自发振荡或非周期性失步而自动恢复到初始运行状态的能力。发电机的