发电机的不对称运行培训教材

1、发电机的不对称运行培训教材一、发电机不对称运行发电机不对称运行是一种非正常工作状态，出现不对称的原因可能是负荷不对称（如系统中有大容量单相电炉、电气机车等不对称用电设备）、也可能是输电线路不对称（如一相断线、某一相因故障或检修切除后采用两相运行）或系统发生不对称短路故障。发电机附近发生不对称短路，将出现最大的不对称短时运行（决定于保护动作时间）。发电机不对称运行时，三相电压和电流均不对称。不对称的程度通常用负序电流I 2 对额定电流 I N的百分数表示或直接用比值I 2 I N表示，亦可用各相电流之间的最大差值对额定电流之比（ I max I min） I N 表示。二、负序电流对发电机的危害

2、发电机不对称运行时，在发电机的定子绕组内除有正序电流外，还有负序电流。 正序电流是由发电机电动势产生的，它所产生的正序磁场与转子保持同步速度而同方向旋转，对转子而言是相对静止的，在转子上不会引起感应电流。此时转子发热是由励磁电流决定的。负序电流出现后，它除了和正序电流叠加使绕组相电流可能超过额定值，而使该相绕组发热超过允许值之外，还会引起转子的附加发热和机械振动。当定子三相绕组中流过负序电流时，所产生的负序磁场以同步速度与转子反方向旋转，在励磁绕组、阻尼绕组及转子本体中感应出两倍频率的电流，从而引起附加发热。由于这个感应电流频率较高（100Hz），集肤效应增大，所以这些电流主要集中在表面的薄层

3、中流动。因此，感应电流在转子各部分造成的附加发热集中于表面薄层中。此电流在转子表面的分布与鼠笼式电动机转子电流分布相似，在转子表面沿轴向流动，在转子端部沿圆周方向流动而形成环流。这些电流不仅流过转子本体，还流过护环及中心环。这些电流流过转子的槽楔与齿，并流经槽楔和齿与套箍的许多接触面。这些接触部位电阻较高，发热尤为严重，可能产生局部高温，破坏转子部件的机械强度。除上述的附加发热外，负序电流产生的负序磁场还在转子上产生两倍频率的脉动转矩，使发电机组产生 100Hz 的振动，并使轴系产生扭振。负序电流产生的附加发热和振动，对发电机的危害程度与发电机类型和结构有关。由于汽轮发电机的转子是隐极式的，磁

4、极与轴是一个整体，绕组置于槽内，散热条件不好，所以负序电流产生的附加发热往往成为限制不对称运行的主要条件。三、汽轮发电机不对称负荷的允许范围汽轮发电机不对称负荷允许范围的确定主要决定于下列三个条件。1. 负荷最重一相的电流，不应超过发电机的额定电流。2. 转子最热点的温度不应超过允许温度。3. 不对称运行时的机械振动不应超过允许范围。第一个条件是考虑到定子绕组的发热不超过允许值。第二和第三个条件是针对不对称运行时负序电流所造成的危害提出来的。发电机承受不对称运行时能力，也称为发电机的负序能力，通常用两个技术参数来表示：一个是允许长时间运行的稳态负序能力以允许的最大负序电流标么值I 2*I 2I

5、 N 表示；另一个是短时间允许的暂态负序能力，以允许的短时 I 2 2* t 表示，它代表短时（一般t 120s）最大允许的负序发热量。2I 2 t 代表暂态负序能力，决定转子各部分的温度，所以 I 22t 允许值与发电机类型和冷却方式有关。空气冷却或者氢气冷却的汽轮发电机， I 22t 的允许值较大，而对水或氢直接内冷绕组的汽轮发电机，由于定子电流密度已显著增大，转子表面的涡流损耗密度也增大，其I 22t 的允许值变小。QFSN 600 2-2型发电机的负序能力：稳态负序能力I 28，暂态负序能力I 22t 10 。厂家规定：可以带负序电流不超过额定电流的8，且每相电流不大于额定电流而长期运行。当负序电流超过8时，可以按下表短时运行：负序电流50403020108I 2（）时间t （ s）立即停机661112501000连续运行在极短的时间内，为防止负序电流产生的损耗引起转子磁极表面和护环局部过热和烧损，必须严格控制事故