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同步发电机的序分量电抗
同步发电机的序分量电抗X1、X2、X0
分析同步发电机不对称运行的基本方法是对称分量法。应用对称分量法,可以把发电机不对称的三相电压、电流及其所激励的磁势分解为正序分量、负序分量和零序分量,然后对各个分量分别建立的端点方程式和相序方程式,求解各序分量并研究各序分量分别所产生的效果, ,将它们叠加起来,就得出实际不对称运行的结果和影响。实践证明,在不计饱和时,上述方法所求得的结果,特别是对于基波分量基本上是正确的。
在不对称运行时,同步发电机的空气隙磁场为一椭圆形旋转磁场,即除了正序旋转磁场以外,尚有负序旋转磁场。因为它们的旋转方向不同,所以转子回路的反应也各不相同;对不同相序的电流,同步电机呈显的电抗也就有不同的数值。
当同步电机对称运行时,如前面各章所讨论的情形,定子电流为一稳定的对称三相电流,实际上即一组正序分量,它们所产生的旋转磁场(即正序旋转磁场)和转子之间没有相对运动,这个磁场并不能在转子绕组中产生感应电势,这个电流所遇到的电抗便是同步电抗。故同步电机的正序电抗即系同步电抗,不对称运行时,负序电流所产生的负序旋转磁场以同步速向着和转子转向相反的方向旋转,即该磁场将以两倍同步速载切转子绕组,将在转子绕组中感应一个两倍于电源频率的交变电流。对于负序旋转磁场而言,转子绕组的作用为一短路绕组,致使负序电流所遇到的便不再是同步电抗,而是另一个电抗x2,称它为负序电抗,其数值远较同步电抗为小。
负序旋转磁场在转子激磁绕组和组尼绕组中所感应的两倍频率的交变电流,将引起附加的铜损耗;负序旋转磁场还将在转子表面产生涡流,从而引起附加表面损耗。这些损耗都将使转子温升提高。此外,负序旋转磁场还将在转子轴和定子机座引起振动。
根据我国“发电机运行规程”规定:在额定负载连续运行时,汽轮发电机三相电流之差,不得超过额定值的10%,水轮发电机和同步补偿机的三相电流之差,不得超过额定值的20%,同时任一相的电流不得大于额定值。在低于额定负载连续运行时,各相电流之差可以大于上面所规定的数值,但应根据试验确定。
当零序电流流过定子绕组时,由各相零序电流所产生的三个脉动磁势,其幅值相等,时间上同相,而三者在空间各相隔120°电角度,因此三相零序基波全成磁势恰相至抵消,不形成气隙互磁通,只存在一些漏磁场,数值一般很小。零电流所遇到的电抗为带有漏抗性质的零序电抗,用代表,较更小。
由于现代电力系统的规模很大,在正常运行时负载电流的严重不对称是不常见的。具有实际意义的不对称运行情况为故障状态,如单相接地短路、二相短路和二相接地短路等。
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全新发电机组或设备大修后使用中的几点错误做法
江苏宿迁柴油发电机组在使用过程中发动机的故障较多。 为此, 笔者走访和调查了一些江苏宿迁柴油发电机组修理厂和一些拥有大量江苏宿迁柴油发电机组的施工单位。根据调查结果发现,在使用中发动机产生的故障主要是由于发动机的使用维护不当所造成的。 由于一些机手技术素质不高或思想不够重视,在使用江苏宿迁柴油发电机组时,不能严格执行有关规定和操作规程, 甚至还采用一些错误的做法进行操作和维护,造成了发动机磨损加剧,功率下降油耗上升,从而导致发动机过早产生故障。现将调查结果及个人的一些建议归纳总结如下。
1 新发动机或大修后的发动机不进行磨合
新设备或发动机大修后,更换了气缸套、活塞、活塞环和轴瓦等零件,而没有经过充分的磨合,立即进行重负荷作业,会造成零件的早期磨损,有的还会出现拉缸、烧瓦现象。 例如有一台TY220推土机上装用的是NT855柴油机,大修后没有按要求进行磨合就直接重负荷作业,结果工作不到20 h就出现了烧瓦现象。
2 发动机冷启动后就立即高速运转
发动机冷启动后,由于发动机处于冷态,机油粘度高,油道阻力也大,机油泵的转速较低,供油量较小,使得机油进入摩擦副的时间滞后,发动机的各部分还没有得到充分润滑, 会造成发动机的齿轮及轴承由于润滑不良而损坏, 同时也加剧了气缸及轴瓦的磨损。
特别是带有涡轮增压器的发动机会造成涡轮增压器的转轴烧蚀。由于增压器转轴的转速较高,因此滚动轴承无法适应,只能采用浮动轴承结构,即转轴在轴套内高速旋转的同时, 轴套还可在压气壳与涡轮壳内低速旋转。 这样,轴套内、外圆必须具备完整的油膜,才能确保增压器的正常工作。 为此,柴油机启动后应空转一会,机油温度上升,流动性好转,增压器得到充分润滑后方可提高转速,投入作业,这一点在寒冷的冬季更为重要。 例如有一台从俄罗斯进口的T-330推土机,发动机为B-400柴油机(V形8 缸带两个增压器,功率为300kW)。这台推土机从运载设备上卸下时正是寒冬季节(气温比较低),卸下后,机手立即启动发动机,随后高速开回工地,次日发现可以空转,但一加载就走不动了。原来是增压器因润滑不良而烧蚀转轴,缸内进气量随之减少,机设备功率就大幅度下降。
3 柴油机突然熄火
当装有增压器的柴油机在高速运转时突然熄火,机油泵立即停止转动,增压器内的机油也停止流动,如果此时排气歧管的温度很高,其热量会被吸收到增压器壳体上,将停留在那里的机油熬成积碳。当这种积碳越积越多时就会阻塞进油口, 导致轴套缺油,加速转轴与轴套之间的磨损,甚至产生“咬死”的严重后果。 因此,柴油机停转前一定要先卸荷,使其空转,待发动机温度下降后再熄火。
4 使用劣质柴油
使用不合格的柴油。 由于劣质柴油的十六烷值不符合标准,造成发动机燃烧状况不良,积碳多,发动机活塞环烧结引起拉缸。 同时劣质的柴油也加速了喷油泵柱塞、出油阀及喷油器的磨损。
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