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| 同步電機保養維護時(shí)電機的振蕩原因分析 |
| 內容簡(jiǎn)介：同步發(fā)電機均裝設阻尼繞組。在振蕩過(guò)程中,阻尼繞組中將出現感應電勢和電流,并形成感應轉矩。當轉子轉速高于同步速時(shí),感應轉矩起制動(dòng)作用;而當轉子轉速低于同步轉速時(shí),感應轉矩又具有驅動(dòng)作用。采用阻尼繞組能大大抑制同步電機的振蕩。 |
同步電機在實(shí)際運行中,有多種原因可能導致振蕩。比如原動(dòng)機輸入轉矩的突然變化、電網(wǎng)參數的改變、勵磁調節器發(fā)生故障、外部負載不穩定或突然變化等因素都能引起電機轉速、電流、電壓、功率以及轉矩的振蕩；用自同步法使同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)以及同步電動(dòng)機合閘時(shí)牽入同步過(guò)程也可能引起振蕩。
電機振蕩對于電機本身及相關(guān)聯(lián)的電力系統和其它電器設備都是不利的,嚴重時(shí)可能造成電機與電力系統失去同步、中斷供電或使與電網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的電器設備受到損壞。因此,了解和研究同步電機振蕩的本質(zhì)有重要的實(shí)際意義。
在振蕩過(guò)程中電機的轉速不再是恒速,同步電機的方程式呈非線(xiàn)性,振蕩問(wèn)題的分析十分復雜。
本文僅對同步電機的小值振蕩進(jìn)行定性分析。所謂小值振蕩是指同步電機的功角 圍繞一個(gè)恒定值db作小幅度周期性變化(變化幅度一般為10度以下),電機轉速也圍繞著(zhù)同步速作周期性變化。
小值振蕩是比較常見(jiàn)的,同步發(fā)電機的有功功率的調節過(guò)程、同步電動(dòng)機的拉入同步過(guò)程等都伴隨有小值振蕩。
舉例來(lái)說(shuō),同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)以后,氣隙合成磁勢F受電網(wǎng)頻率的制約,以同步轉速n1旋轉,功角的大小僅決定于轉子的轉速及位置。參看圖19.8,設發(fā)電機起初穩定運行于a點(diǎn),此時(shí)原動(dòng)機的輸入功率與發(fā)電機的電磁功率相平衡,即Pa=PMa,原動(dòng)機的轉矩也和發(fā)電機的電磁轉矩相平衡,即Ta=TMa 由于電網(wǎng)供電的需要,要求把發(fā)電機的電磁功率增大到PMb,整個(gè)調節過(guò)程為：
①增大原動(dòng)機的輸出功率到Pb,原動(dòng)機的轉矩也增大到Tb；
②由于DT=(Tb-TMa)>0,發(fā)電機轉子在DT 的作用下加速,功角由da開(kāi)始增大,達到db 時(shí),發(fā)電機的電磁功率也達到PMb,電磁轉矩達到TMb,并與原動(dòng)機的轉矩Tb相平衡,發(fā)電機轉子的加速度變?yōu)榱?但速度達到最大值；
③由于慣性作用,轉子以大于同步速繼續前進(jìn),功角由db繼續增大到dc,發(fā)電機的電磁功率也增大到PMc,電磁轉矩增大到TMc
④由于DT=(Tb-TMc)<0,發(fā)電機的轉子在DT的作用下開(kāi)始減速,功角由dc開(kāi)始減小,達到db時(shí),發(fā)電機的電磁功率也達到PMb,電磁轉矩達到TMb,并與原動(dòng)機的轉矩Tb相平衡,發(fā)電機轉子的加速度又變?yōu)榱?但速度又達到最小值；
⑤由于慣性作用,轉子以小于同步速前進(jìn),功角由db繼續縮小到da,發(fā)電機的電磁功率也減小到PMa,電磁轉矩減小到TMa。至此,完成了一個(gè)振蕩周期,如果沒(méi)有阻尼作用,這一過(guò)程會(huì )持續下去。
事實(shí)上,同步發(fā)電機均裝設阻尼繞組。在振蕩過(guò)程中,阻尼繞組中將出現感應電勢和電流,并形成感應轉矩。當轉子轉速高于同步速時(shí),感應轉矩起制動(dòng)作用;而當轉子轉速低于同步轉速時(shí),感應轉矩又具有驅動(dòng)作用。采用阻尼繞組能大大抑制同步電機的振蕩。
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