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励磁系统故障分析
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励磁装置使用中的故障分析及处理
例1：运行中，励磁电流比正常值低了。
故障现象：励磁装置正常运行过程中，励磁电流减小，励磁电压约有升高，电机运转正常，没有报警和其它异常。
原因分析：根据欧姆定律I=U/R，励磁电压Uf基本恒定条件下，引起励磁电流If减小的原因是励磁输出回路电阻R增大了，由正常励磁绕组直流电阻rf变成了rf＋ri，ri即是导致If降低的故障电阻。输出回路最容易产生ri的地方是电刷与滑环之间的接触面，具体说有下列几种情况引起：
电刷弹簧松动、压力不足，或电刷磨损变形，减小了与滑环的有效接触面积，按R＝ρL/S(式中R为电阻，L为导线长度，S为导电横截面积，ρ为导电材料在20℃时的电阻系数，碳在20℃的值ρ＝10欧mm2/米)，接触面S减小，输出回路电阻就会增加，比rf大一些，相当于回路中出现了一个附加电阻ri。另一方面，S减小后，接触面电流密度增大，电刷温度升高，碳是正温度系数材料，按R2=R1[1+α(t2-t1)]（式中R1是低温t1时的电阻，R2是高温t2时的电阻，α为导体材料的电阻温度系数，碳在0～100℃范围内温度系数值α＝0.0005/℃），电刷温度升高也会使ri有所增加。
电刷与滑环接触面上粘上了润滑油或油与尘土混合成的油垢，在接触面上形成有碍导电的油污层，相当于导电回路串入了一个接触电阻ri。
电刷与滑环接触面间打火。滑环由于磨损，外圆不圆，表面粗糙，或者电刷跳动等原因，使电刷与滑环接触面有间隙，根据E＝Βv/d（式中E是电压V加在间距为d的间隙上形成的电场强度，β是微小尖端产生的场增强因子，当尖端高度与尖端底之比为8时，β达到100），当间隙中某一点E较强，尤其存在微尖端情况下，就会因空气电离而产生火花。严重时火花强度达到2级、3级，甚至发展为弧光。弧光电流密度大，达470A/cm2，温度高，容易把转动中的滑环烧伤成糙面，糙面上新形成的微尖端又会产生新的火花点，将火花蔓延成片。火花、弧光虽然能导电，但存在阻抗，即在励磁输出回路中串入一个附加电阻ri。
励磁输出电缆连接处氧化层产生接触电阻。
绝大多数同步电机励磁绕组的直流电阻rf&0.5Ω，因上述原因产生的附加电阻ri与rf在励磁输出回路中是串联的，因此励磁电流If减小。
处理办法：在励磁输出回路中找准故障点，若是油污、氧化层引起的，仔细清除。若电刷弹簧松动应重装，因磨损、电刷与滑环接触面小于70％或者更换新电刷后，需要用00号细砂纸研磨电刷，使它能与滑环有良好的吻合。若是滑环有磨损、烧伤、表面粗糙，外圆不圆，对于凸凹程度比较严重（低于平面1mm以上），应先车削比较轻微的损伤可用油石或板锉转动情况下研磨，然后用00号细砂涂上一层薄薄的凡士林油进一步抛光，使滑环表面呈现金属光泽，光洁度达3.2？级以上。
本例提示：是故障点在电刷与滑环部位，而故障表现为励磁电流指示减少几十安培，让人误以为是励磁装置有问题，在励磁柜上找原因，而忽视了故障的本来出处。
例2：电机启动时不投励跳闸
故障现象：电机为280KW的TK280－14/1180型同步电动机，负载为空气压缩机，全压空载启动。合高压开关DL后，经过几秒钟，励磁装置不投励，且高压跳闸。
原因分析：励磁装置设计了滑差、计时两种投励方式。由于电机小，采用全压空载启动，高压合闸后转子转速升至亚同步时前，电机本身凸极效应拉入同步运行，不像大电机那样靠投励来拉入同步。进入同步前，检测转子感应信号的滑差均小于设定值，靠凸极效应进入同步后，转子感应信号消失了，所以滑差投励方式不具备条件。只有靠计时投励方式来投励了。计时投励时间设为4秒，完全能满足计时投励要求，实际却没按此投励。经查，电机综合保护系统中有一个限时环节，时间为4秒，它的作用是从合闸起计时，经4秒仍未投励就跳闸，若在4秒内投励了就不跳闸。这个保护时限值与励磁装置的计时投励时间4秒相同，使投励、跳闸同时动作。时间相同会造成动作配合问题，若投励快于跳闸，因励磁装置设有投励后遇跳闸就灭磁环节，刚投励就灭磁，加上表计指针机械惯性，还没看出励磁电压Uf、电流If指针动作，Uf、If就因灭磁变为零了。若跳闸快于投励，高压开关的辅助接点送入励磁指针，依该接点反映的状态励磁柜就不会投励了，这样自然没有Uf、If指示了。
处理办法：电机启动前，弄清楚是否有高压保护时限，若有，应协商调整，让高压综保时限适当大于励磁装置计时投励设定值，大于1秒以上即可。
本例提示：（1）现不少厂家没有不投励跳闸时限，容易忘记或忽视两者之间的配合；本例中的不投励是高压跳闸造成的，但人们容易把注意力放在励磁的Uf、If没有指示上，认为是励磁柜本身质量造成的不投励，并因该不投励引起跳闸。
例3：电机启动时，引起同母线上运行的另一台同步电动机跳闸。
故障现象：两台相同的3500KW同步电动机接在同一段6KV母线上，该两台电机不能同时运行，因其中一台启动时已投运的另一台就会跳闸。但该母线上的其它电机不受启动影响仍正常运行，唯独这两台不正常。
原因分析：经分析认为，在电机启动时，由于6KV母线电压下降导致运行中的3500KW同步电动机脱出静态稳定造成失步所致。为什么同母线上其它同步电动机仍能维持同步，唯独该台电机会失步呢？这是与电机静态稳定的能力及负载率有关。
同步电机保持静态稳定的条件为：
Pm＝Mm·EU/Xd·sinδ
上式中：Pm－为同步电机的极限稳定能力，其值大于电机负载率时，才能保持电机的稳定同步运行。
Mm－电机的最大同步力矩倍数，其值≥1.8为佳。
E－励磁电流感应至定子的电势，其值与励磁电流成正比。
U－电机定子侧电压。
Xd－电机同步电抗，标幺值以1.1～1.3左右为宜。
δ－电机功角，稳定极限值～900，超出900，电机将脱出稳定而失步。
经查，这两台3500KW电机的Xd＝1.57，Xd值较大，故电机稳定能力差。且电机负载重，励磁柜电源亦由同一段母线供电，故当电机启动母线电压下降时，U、E都同时下降，因而造成失步跳闸。
处理办法：按上分析，可将励磁电源改接至另段母线上，这样在电机启动时，仅U下降，E不会下降，使Pm仍大于负载功率，保持电机同步。按此改后再没有发生过启动跳闸事故，本方案的缺点是：如供励磁电源的母线故障，会引起停机，增加故障率。对此，可采用双电源供电自切方案，以提高可靠性，即励磁380V侧的主电源由另段母线供电，同段母线的380V电源作为备用电源，当主电源失电时自动切换至备用电源，切换时间约为80ms，不会影响励磁及电机的正常工作，在主电源恢复正常后，备用电源又自动切换至主电源。现国内双电源自动切换开关已有成熟产品，需要时可采用。
如客观条件限制，实施本方案有困难时，可采用另一措施，不过效果差一些，即电机失步前，将运行电机的励磁电流调升到额定励磁电流的1.2倍，过励报警值调至大于1.2倍。电机启动母线电压下降时，只U下降，E从1.2倍处下降后仍能 保持较高值，对防止电机失步跳闸也有较好效果。启动结束后，即刻恢复改过的参数，两相比较，以前述方案优先。
本例提示：（1）不同厂家生产的电动机，保持静态稳定能力差别较大，同等条件下，质量好的不易失步跳闸，我们采取措施只是利用启动励磁输出的稳定来弥补电机固有缺陷（Xd较大）造成的稳定能力差，但不能改变Xd值。（2）励磁装置具有失步再整步功能，因电机稳定能力差，转子丢转明显超过再整步临界滑差，致使再整步失败，为终止失步运行，保护电机安全，励磁装置发出跳闸信号。现场运行人员往往一看跳闸信号是由励磁柜发出的，且有故障声光报警，就误认为问题在励磁柜上，励磁柜质量差，一启机就跳闸，而忽视了电机设计制造上留下的隐患。
例4：投运一段时间后，人机界面无响应。
故障现象：励磁装置设有良好的人机界面，也有状态指示灯，投运一年多来很正常，稍后一段时间，发现状态指示灯异常，操作人机界面无响应，也没有报警信息，设备仍正常运行。
原因分析：现代励磁装置基本采用微机控制，自动化、智能化方面，适应了现代工业控制的发展趋势。同时，微机又是弱信号低电压（如±12V、±5V等）条件下工作的设备，要求电源稳定性好。在本例中，就是＋5V逐渐降至＋4.75V致微机内依靠＋5V工作的集成器件不能完全正常发挥功能，表现为人机对话窗口操作无响应，或状态灯指示错误。经查，是插拔式开关电源PWR2插头上＋5V输出口敷铜箔表面氧化了，该氧化层构成＋5V输出插头与插槽簧片之间的接触电阻，输出电流会在接触电阻上产压降，阻值越大电压降落越多，这样集成器件实际得到的电压，为＋5V扣除接触压降后的4V多了。在4.8V～5V之间器件能正常工作，当低于4.75V及以下就不正常了。
插拔式电源有使用方便，接触可靠的优点，但插头上的敷铜箔导电截面小，故电流密度大，铜箔温度高于环境温度，加速了铜箔氧化速度。如湿度大，有腐蚀气体也促使形成氧化层。
处理办法：可使用下列方法之一：
停机时将PWR2拔出来，用00号砂纸去除插头敷铜箔及插槽簧片表面上的氧化层，呈光亮金属表面，再用823固体润滑防护剂（喷罐式）摇匀对准揩亮的金属表面喷涂一遍，形成防护膜。这种膜的特点是压接处是导电的，未压接处是绝缘的，且附着力强，耐候性好，润滑、防氧化作用显著。经此处理，PWR2推入插槽后，人机界面及状态灯完全正常了。
最好励磁装置投运前，喷涂823固体防护剂，或者由励磁柜生产单位出厂前喷涂，防于未然，更有意义。
本例提示：出现人机界面故障时，先检测微机工作电源：＋5V、＋12V、+24V等。对于本例故障，大多认为是微机部分存在硬件或程序故障而忽略电源，即使检测到电压偏低，也认为是电源内部故障引起，谁知氧化层才是故障元凶。
例5：励磁装置的“调节方式”钮ZA在“手动”位运行正常，一打“自动”位电机就跳闸。
故障现象：启动同步电动机，一般先将励磁装置的调节装置钮ZA打“手动”位，再电机启动、投励、带载运行。在此情况下，把ZA打“自动”位，电机马上就跳闸停车。
原因分析：ZA在“自动”位时，励磁装置有三种方式供选择，使用者根据负载性质选择相适应的一种，即：
A.恒功率因素：这种方式对绝大多数负载都适用，比如气体压缩机、风机、水泵、球磨机等。恒功率因素设定值一般按电机铭牌确定为超前0.9，当电机负载变化时，励磁装置自动调节励磁输出，使电机的功率因数保持在设定值。
B.恒励磁电流：当励磁绕组阻值改变（阻值与温度有关）或～380V电源电压改变时，励磁装置将自动调节励磁电压，使输出的励磁电流保持恒定。恒励磁电流设定值一般确定为正常负载率时的励磁电流值。
C．恒无功功率：这种方式仅用于补偿有功功率快速变化的负载，如轧钢机负载，一般负载不宜使用。
对于新励磁装置，第一次ZA打“手动”位启动投励正常后，“自动”位的调节方式（上述三种之一）选择方法为：按说明书关于人机对话界面操作方法，通过界面操作将显示屏上的“Δ”对准与负载相应的方式（如恒功率因数），双击”OK”键予以确认。若确认成功，状态指示灯中的“手动”灯灭，“自动”灯亮。此时，励磁装置已经按所确认的方式进行自动调节了。再把ZA从“手动”位打“自动”位。
只要第一次选好了自动调节方式，微机会“记住”你的选择，以后再开机把ZA打“自动”位即可。
如果第一次电机启动后没有选择和确认自动调节方式，很可能微机内原有方式不是所需要的恒功率因数，而是恒励磁电流（且设定值又很低）。这种情况下，将已在“手动”位启动并带正常负荷运行的励磁装置上的ZA打“自动”位，励磁装置就会按恒励磁电流设定值调小励磁电流If。If减小的同时，功率因素COSΦ表指针偏向滞后，根据电机定子电流特性曲线Id＝f（If），或U形曲线可知，COSΦ＝1时，Id值最小，COSΦ指针偏离1越远，Id增大越多。当COSΦ指向滞后而致Id增大到过流保护设定值，就会跳闸停车。
如果第一次选择确认自动调节方式时，由于操作不当选错了，其结果仍是打“自动”跳闸停车。
处理办法：根据负载性质选择自动调节方式，并按上述正确的人机界面操作步骤予以确认即可，进一步的细节详见说明书。
本例提示：ZA一打“自动”就跳闸，认为励磁装置有故障，但该故障不是装置本身固有的。而是操作使用人员暂时不熟悉或疏忽造成的。
例6：有励磁电流，没有励磁电压。
故障现象：电机启动、停机灭磁都正常，但运行过程中励磁装置只有励磁电流If指示，没有励磁电压Uf指示。
原因分析：从励磁装置原理图可知，励磁电流表指针所需信号从分流器FL两端获取，励磁电压表指示所需信号从启动回路的KQ//ZQ两端获取。由于有If指示，说明主桥回路工作正常，有Uf输出。电机启动正常，说明启动时，启动回路畅通。灭磁正常，说明停机灭磁时启动回路附加电阻RF能正常发挥灭磁功能。在此情况下，励磁电压表指示为零，有两种原因引起，一是励磁电压表坏了，二是KQ//ZQ中有一个坏了（短路）。如果KQ//ZQ坏了，造成没有Uf指示，自然RF也带电发热，手靠近RF就有明显热感。
RF有电流流过，则继电器RFJ就会动作而闭锁主桥触发脉冲，所以主桥处于失控运行状态，励磁输出电压Ufs＝0.675U2l（U2l为励磁变压器二次侧电压），励磁电流Ifs＝0.675U2l/rf（75℃）≈0.7Ife（Ife为额定励磁电流）。设计时，一般取RF＝5～8 rf（75℃），且RF//rf，故流经Rf的电流是rf的1/5～1/8倍，当电机正常负载率不高时，本例故障不影响电机运行。
处理办法：停机断电后，仔细检查，确认并更换Uf表，KQ\ZQ三者中的损坏件。
本例提示：虽然本例故障对电机运行影响不大，但仍要及时处理，因为RF长时间带电发热可能引发新问题。
例7：励磁电压Uf与理论计算值相差悬殊
故障现象：励磁装置投运后，调节仪表板上的增磁、减磁，发现可调范围小，或者调节过程中跳变，励磁电压值奇高、奇低。
原因分析：励磁装置主回路一般采用半控桥电路，它的同步信号和励磁变压器均按Δ/Y－11接线，其输出电压满足关系式：Uf＝1.35U2l（cosα＋1）/2
式中：U2l－励磁变压器二次侧线电压
α－可控硅控制角
Uf－主桥输出的直流电压，即加给电机转子绕组的励磁电压。U2l为定值时，Uf就是α的单值函数，从显示屏读取α值就可以算出相应Uf。反之，读取Uf值就可以算出α，即
α＝cos－1〔 －1〕
对于增磁减磁调节异常的情况，应读取一组数。供计算比较之用，比如有一台励磁：U2l＝93V，Ufe＝92V，调试时发现异常情况如下表所列：
读数α<font color="#00<font color="#0继续调小α值 Uf<font color="#V&100V同左不变化按〔1〕式计算α<font color="#00<font color="#0<font color="#0Uf<font color="#.7V<font color="#V<font color="#3.4V按〔2〕式计算Uf<font color="#V
α<font color="#0
通过上表比较及实践经验可知：
当读取的Uf值显著大于按（1）式计算值，即75V&&14.7V，说明依同步信号发出的触发脉冲控制角α比励磁变压提供的线电压U2l相位超前了，超前量从α读数与按（2）式计算的α值相减1400－790≈600。根据差值600就知道励磁变压接线不是Δ/Y－11，而错接为Δ/Y－1。
同理，当读取的Uf值显著小于按（1）式计算值，则为触发脉冲滞后了，若α读取与（2）式计算值相差～600，那励磁变压器就错接为Δ/Y－9。（未列数据）
另一种情况是励磁变压器接线错为逆序，其表现为α差值不为600，变化不定，α&1200及α&200的某一个值，Uf跳变；200&α&1200,可连续调节不跳变。
A～C是比较常见的励磁变压器接线错误。除了上述方法判断外，也可用示波器观察典型波形来综合判断。只有判断清楚属于哪一种错线类型，才能针对性采取纠正措施。
处理措施：停机断电后，励磁变压器接线更正：对Δ/Y－1，原边
A、C相互换，副边a、c相互换；对Δ/Y－3，副边a、c相互换后，再b、c相互换；对逆序，在原边A、B、C三相中任选两根线对调。
更改完接线后，再通电检查，直至励磁变压器接线为Δ/Y－11为止。
本例提示：（1）虽然错在变压器接线，却表现为励磁输出异常，容易认为是励磁装置本身有问题，张冠李戴；（2）有时接线没有错，但上一级A、B、C相别不对，也会形成逆序，送电时应予检查。
例8：电机启动投励后，功率因素表指示异常。
故障现象：励磁装置仪表盘上装功率因数cosΦ表，合高压断路器DL后cosΦ表指针滞后满偏，投励后指针应从滞后摆向超前，但有时发现投励后指针严重滞后。
原因分析：电机的电子电压、经PT线引入～100V至励磁柜，定子电流经CT变换成～5A也引入励磁柜，两者直接送入cosΦ表端子。所以cosΦ表直观反映定子电流Id、定子电压Ue之间的相位关系。又由于定子、转子之间的磁场耦合，使励磁电流If与Id、cosΦ三者满足“U”型曲线变化关系。要cosΨ表指示正常，要重视两方面：
送入cosΨ的CT、PT信号应满足下列三者之一（通常选（1）较多）：
（1）CT为A相电流，PT为B、C相电压。
CT为B相电流，PT为C、A相电压。
CT为C相电流，PT为A、B相电压。
B.CT、PT的接线端子位置应准确。如以（1）为例，A相有头端（亦称正极性端）和尾端两根线，不能接错位置；B、C相各有一根线引入励磁柜端子，也不能接错位。
电机启动后还应通过cosΦ状态指示来判断上述引入信号及接线是否有错。正确的状态是：If增加时，cosΦ指针从超前方向移动；If减小时，cosΦ指针向滞后方向移动；cosΦ超前时，无功功率Q前为“－”，cosΦ滞后时，Q前为“＋”；当cosΦ为1时，Id值最小，当cosΦ偏离1时向超前或滞后移动Id都增大。
当接线错位就会出现投励后，cosΦ表指示异常。
处理办法：当cosΦ表指示异常，应检查CT、PT接线，找出接错点。最好停机后换线，因开机时，CT线不能开路，PT线不能短路。
本例提示：有时也会发现接线完全正确的情况下，cosΦ表指示不对，经查是cosΦ表内部接反了，虽然这种情况比较少见，也应留意。
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并网后,调节发电机的励磁电流,为什么它的端电压不变化?
提问者采纳
这个不明显。因为并网运行，发电机的端电压受到系统的牵制，这个很明显，增加励磁电流。此时发电机的定子电压也会升高，就增大了无功的输出发电机并网以后
提问者评价
谢谢啊！谢谢你们及时的答案
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其他3条回答
发电机的无功功率还是有一定的变化发电机太小，但调节励磁电流，对系统电压影响不大
那个端电压主无变化？励磁电压还是发电机输出端电压？调节励磁电流是调整发电机的发电量大小，发电机的输出端电压变化应不大。
因为你发电机容量占整个电网的容量微不足道的原因。
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　　由式1）可见，调差系数！表示无功电流从零增加到额定值时，发电机电压的相对变化量。调差系数越小，无功电流变化时发电机电压变化也越小。所以，调差系数！表征了励磁控制系统维持发电机电压的能力。　　为三种类型的发电机调节特性曲线。由式1）可知，具有正调差系数6>0）的特性曲线向下倾，即发电机端电压随无功电流的增大而降低。具有负调差系数！<0）的特性曲线上翘，发电机端电压随无功电流的增大而上升。具有无差特性！=0）的发电机电压为恒定值。　　发电机调节特性曲线！g发电机机端电压；发电机无功电流；/qs发电机额定无功电流上述调节特性是相对一台发电机作为独立而言，然而，在电力系统中同步发电机实际上是并列运行的，若把电力系统视为一个无穷大电源，那么当两台以上发电机直接接入电网并列运行时，改变其中一台发电机的励磁电流输出，并不显著影响机端电压，而只是改变发电机之间无功功率的分配。　　2多台发电机直接并联运行，发电机之间无功功率的分配bookmark3其标幺值表示为2.1不能稳定并联运行的调差特性两台无差调节特性的发电机是不允许在公共母线上并联运行的。因为即使两台发电机的电压整定值完全相等，母线电压维持不变，两台发电机间无功功率的分配也是任意的，系统处于不稳定的运行状态。一台无差调节特性的发电机和一台正调差调节特性的发电机可以稳定并联运行，但系统的无功负荷改变将全部反应在无差调节特性的发电机上，故实际上也很少采用。　　假如在公共母线上并联运行的某一台发电机采用负调差调节特性，根据负调差的原理，其它某一台发电机将失磁，系统不能稳定运行。　　2.2正调差特性的发电机稳定并联运行假定两台正调差特性的发电机在公共母线上并联运行，其调节特性如所示。由于两台发电机的端电压相同，等于母线电压Uei，因此，每台发电机承担的无功电流是确定的，分别为IQ1和1"2.当无功负荷增加时，母线电压下降，励磁调节器将通过增加励磁电流，达到新的稳定电压U2，这时两台发电机承担的无功电流分别为I"1（和I"2'.两台发电机分别承担一部分增加的无功负荷，大小取决于各自的调差系数。　　又由式1）简化得代入式。）得当母线电压从"G1变到"G2时，由式2）得-1由式6）减去式2），得式4）表明，当母线电压波动时，发电机无功电流的增量与电压偏差成正比，与调差系数成反比，而与电压值无关。负号表示在正调差情况下5>0），当母线电压降低时，发电机无功电流将增加。两台正调差的发电机并联运行，当系统无功负荷波动时，其电压偏差相同。由式4）可知，若希望各台发电机无功电流波动量的标幺值AI"-相等，则要求公共母线上并联运行的各发电机具有相同的正调差系数。　　3发电机一变压器组并联运行下发电机的调差特性bookmark5如所示无功电流为零时发电机端电压为Ugo；无功电流为额定值I"*时，发电机端电压为U，母线电压为Ui时曲线1发电机的无功电流可由式2）表示。　　如所示为典型的发电机变压器组单元接线方式。由于变压器固有的短路阻抗影响，主变高压侧的并联运行母线电压偏低。为了补偿变压器由于无功电流造成的压降，发电机励磁宜采用负调差调节特性，但其实际反应在主变高压侧的调节特性为正调差。根据发电机负调差特性，发电机随着系统无功负荷的增大，将增大励磁电流，维持主变高压侧的系统电压处正常水平。这样在高压侧的正调差系数也不会太大，对系统的无功负荷波动反应敏感，电压调节特性好，有利于系统的安全稳定运行。若适当选择发电机励磁调节器的负调差系数整定值，使之接近补偿无功电流在变压器短路阻抗上的压降，可维持系统电压恒定。因此这种负调差环节实际上是无功电流补偿装置，它可维持系统中该节点电压基本恒定，对提高系统电压质量，维持系统稳定是极有好处的。　　4扩大单元接线方式下两台发电机调差特性的分析4.1分析扩大单元接线方式下两台发电机并列运行，其稳定及无功功率的分配问题较为复杂。为单机对无穷大系统的等值阻抗图，若以主变的低压侧作为公共母线，对并列的发电机而言，所接入的就不是无穷大系统，系统的内抗约等于主变的短路阻抗XT.两台发电机送出的无功电流，都将在主变的短路阻抗上产生压降。而对主变高压侧的系统电压节点来说则可以视为接入无穷大系统，即主变高压侧的系统电压基本不变。笔者在这个前提下讨论扩大单元两台发电机调差特性的问题。　　首先，为了保持稳定运行，两台发电机都必须在正调差特性下运行，主变高压侧的系统电压视为基本不变，但当其中一台发电机增加励磁时，主变低压侧电压将上升，此时另一台发电机感受到端电压上升，将减少励磁，以保持端电压。其结果是，一台发电机送出无功功率的同时，另一台机组吸收无功功率，极难获得良好的无功调节性能。其次，当一台发电机在主变低压侧并网运行，另一台发电机并列时，由于两励磁系统特性不可能完全相等，允许同期电压相位差等因素，系统将仍然存在无功扰动，使两台机组在并列时刻产生无功大扰动。若正调差系数整定过小，将有可能导致其中一台机组无功过载，另一台机组失磁解列。因此，正调差系数需整定为接近主变短路阻抗X的一半，这样虽然可以解决两台发电机间可靠并列和较稳定的运行，但由于较大的正调差系数，扩大单元对系统的调压性能差软），对系统无功扰动的响应弱，维持主变高压侧节点电压恒定的能力差，对系统电压质量和系统稳定性都十分不利。下面以棉花滩水电站启动运行中发生的情况为例做深入分析。　　4.2棉花滩水电站发电机扩大单元接线方式所示为棉花滩水电站％2主变单元的主接线示意图，3机和％4机通过603、604开关在15.75kV公共母线上接于％2主变低压侧，再通过％2主变高压侧的开关21B接入220kV系统。　　4.3由于负调差特性引起3发电机跳机的事故经过后，单机分别带2主变试运行正常，于日，棉花滩水电站3机正常运行P'=150MW，Q'=0），4机由运行人员操作从启动到准同期并列，在4机出口604开关合上的短短400ms内，3机出口603开关跳闸，3发电机解列事故停机。事后，查SOE、事件记录和保护动作情况如下：4机机端电压瞬时最高升至U4=16.01kV，无功突变达Q4=239Mvar发出无功），有功P4=0；3机有功不变33=150MW）无功突变至Q3=-249.5M>a吸收无功），3机励磁系统低励限制虽动作，但未及时限位原因后述），机组由失磁保护和低压过流保护动作解列停机。　　4.4负调差引起事故跳机的原因分析在棉花滩水电站3机正常运行，4机并网的瞬间，其无功电流增加，根据负调差特性，4机感受到机端电压U"降低，增加励磁电流试图维持机端电压，从而导致4发电机送出的无功功率进一步增加；/4增加导致U"增加；此时3机感觉到机端电压偏高，3机努力维持机端电压，减少励磁电流，3发电机送出的无功功率/减少。这样4机发出的无功完全被3机所吸收，在3机、4机之间形成了无功电流环流，从而失去稳定，最终导致3机励磁系统失磁，3发电机的失磁保护和低压过流保护动作出口跳机。　　5微机型励磁调节器本身存在的缺陷目前微机型励磁调节器对模拟量的处理，是将定子三相二次电压及电流经隔离变换后送至A/D采样，通常在一个周波20ms）内每相电压及电流等间隔采样32点。当将一个周期内的电压、电流采集完毕，数字信号处理器DSP）通过快速傅立叶变换FFT）分别计算出三相电压和电流的有效值、有功功率及无功功率。　　在发电机进相时，微机型低励限制单元根据实际的有功功率，算出P-/特性曲线对应的最大允许进相无功功率/，如果实际无功功率！b>！bc，即达到低励限制动作值，则在极短的时间内延时60ms或更长）发低励限制信号，从而启动低励限制程序，把进相无功功率限制在允许值/bc.这是为了避免控制动作过于频繁引起振荡，微机型励磁调节器的软件中均采用了带死区的PID控制，所以在正常发电机进相运行时，缓慢调节减少励磁，低励限制可以发挥其限制作用；而当发电机励磁系统发生失磁时，励磁电流减少的速度很快，低励限制单元的判断和限制，由于微机励磁本身缺陷，跟不上发电机励磁系统失磁时励磁电流减少的速度，导致低励限制不住励磁电流的减少，进而导致更深一步的发电机进相失磁，直至失去稳定运行。　　6扩大单元接线方式下两机正调差特性运行存在的问题表1两机并网在线无功分配试验数据改变ff3机棉花滩水电站扩大单元中的两台机组均已使用正调差特性，虽然在系统无功负荷扰动不大的情况下能稳定运行，但实际运行操作中仍存在问题。6.1两台机组并列时在运行操作中易形成无功环流笔者在棉花滩水电站3、4机励磁调节器按‘电压闭环“方式运行，调差系数整定为+3.0%的条件下进行两机并网在线无功分配试验，在不同的有功功率负荷点P总，调节3机励磁电流，分别改变3、4机的无功功率，在不同的3或4机无功功率点记录220kV升压站电压U！2kV、2主变高压侧无功功率/总、3机有功功率P3及无功功率/3、4机有功功率P4及无功功率/4，数据见表1.上述试验数据分析表明，两台发电机并列运行，调整一台机组的无功功率完全反应在另一台机组的无功功率上，在两台机组之间形成无功电流环流。而且，如果仅调整一台机组的无功是无法对系统的电压进行调整的，只有当两台机同时增加励磁或同时减少励磁时才可以调整系统电压和系统无功功率。原因是对于发电机励磁调节器，当只调整一台发电机的励磁电流输出时，仅仅是整定单元的整定值增加，调节器输出特性曲线平行上移，发电机无功调节特性也随之上移，而调差特性保持不变即！不变。　　6.2两台机并列瞬间无功功率波动较大笔者在棉花滩水电站3、4机励磁调节器置进行两机并网在线无功动态冲击试验，记录数据见表2.表2两机并网无功动态冲击试验数据两台机的调差系数整定值参数两机并列前两机并列后（3机低励限制动作）可见，在两台机并列运行之前，两台发电机的机端电压不完全相等，不可避免存在暂态冲击，而日本企业开发球状太阳能电池日本京都半导体公司日前宣布试制成功球状太阳能电池，并将于明年年底开始大批量生产。这家公司已在东京举行的*001年国际新技术展览会“上展出了这一类新产品，并受到参观者关注。这种球状微型太阳能电池组件模块”是由直径仅1.5mm的球状单晶硅制作的。这些小球按纵16个、横30个的直线排列，使用导电性的粘剂银胶）硬化，并用透明玻璃覆盖起来。它的光电转换效率为16%，电流输出功率为16%，电流输出功率为0.380~0.400mV.这种太阳能电池使用的球状单晶硅是在无重力状态制作的。且无功功率扰动较大，不利于机组的安全稳定运行。建议通过减小发电机同期装置中允许合闸的压差来减小合闸后差压引起的无功扰动。　　6.3系统侧调差系数太大发电机采用正调差系数，再加上主变的短路阻抗，反应在220kV系统侧的调差系数太大，对系统的无功扰动反应不够敏感，电压调节特性太软，这样各台发电机对系统的无功负荷波动反应不敏感，对系统的安全稳定运行不利。　　6.4―台发电机失磁导致另一台发电机过电流在一台发电机发生失磁的情况下，另一台发电机为了维持并联运行母线上的电压，其励磁调节器将增加励磁电流，导致该台发电机过电流。　　7建设性构想通过上述对调差特性的原理阐述，以及对扩大单元主接线方式的调差特性和棉花滩水电站的试验数据的分析，笔者认为，对于扩大单元接线方式的两台发电机的励磁调节器，应监测两台发电机送出的无功功率，监测信号经处理后，去控制各自的励磁调节器，实现发电机无功电流补偿和调差，达到调整发电机之间的无功功率合理分配，缓解发电机并列瞬间无功功率暂态冲击，提高系统电压质量，维持系统稳定的目的。具体的改进办法和方案另文详述。　　把颗粒状硅装在加热熔融装置里做瞬间高温加热熔化，随即在无重力状态下作垂直降落，在1.51下降14m的过程中，由于表面张力的作用，硅就凝固成为单晶硅球。球状太阳能电池是美国得克萨斯仪器公司的创意。与现有的平面型太阳能电池相比，它的优点是受光面积大，对太阳能的利用效率高，在制作过程中硅材料使用量和废料都少，制作成本低廉。因此，它将有助于太阳能普及。它除作移动通信设备和家庭电源外，还能置于电解槽中，在太阳光下把水电解，生成氢和氧，用作燃料电池的燃料，以构筑太阳能电池一燃料电池发电系统。　　追求一流勇于创新把生命融入服务bookmark10
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