水轮发电机产生振荡的原因、现象及处理与预防

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2OO6年第7期《贵州电力技术》(总第85期)水轮发电机产生振荡的原因、现象及处理与预防化州水电设备有限公司梁艺洪[525100]摘要文中列举了水电厂运行中的水轮发电机产生振荡的原因，发生振荡的机理和过程及出现的现象，提出了相应的处理与预防措施。关键词电气工程水轮发电机振荡原因及现象处理与预防措施生变化，假设平行的一条线路被切除使x变大，由x，1水轮发电机产生振荡的原因及影响变为x，这时发电机输出功率也发生变化，功角特水电厂的水轮发电机组投人运行上网后，电力性由曲线I变到曲线Ⅱ(电磁功率最大值>系统正常运行时各台发电机都处

2、于稳定状态，当电)。由于发电机组转动部份有惯性，转速不能发力系统发生重大故障，如其它大容量发电机及变压生突变，刚短路瞬间8间未变，所以发电机的运行点器的断路跳闸、线路短路切除大量负荷、发电厂间的将由a点落到b点。但是在b点的功率是不平衡联络线发生短路、水轮机调速系统不稳定或发电机的，发电机输出功率减少，而水轮机调速器此时未能突然失磁、运行人员调整励磁操作不当致发电机进及时作出反应而减少导叶开度，故水轮机输人给发相、自动调整励磁系统故障，非同期合闸拖人同步以电机的功率未变而大于发电机的输出功率，所以过及电网系统中有大的冲击负荷等，都会破坏发电机剩的功率转为作用在转子上的力

3、矩使转子加速，的稳定运行，引起水轮发电机产生振荡。振荡时，发角增大，在功角特性上，运行点从b点向C点方向变电机主力矩和阻力矩失去相对稳定，使定子磁场转化。当8角增大时，发电机输出电磁功率增大，8角速与转子转速发生相对变化，同时发电机的电流、电增加到C点时，发电机输人功率与输出功率平衡，但压及功率等均将发生变化，这些量的振荡幅值甚至由于惯性作用转子继续加速，使工作点超过c点，则可能会达到危险的数值，这对发电机本身以及与它发电机输出功率大于输入功率，转子在负的剩余转相联的电网、电器和其它电机等是不利的，并可能发矩作用下开始减速。当运行点到d点时，转子惯性展到使水轮发电机与电

4、力系统失去同步，如处理不所起到的作用消失，但在d点运行是不稳定的，由于当将导致大面积停电或甚致整个系统崩溃，其后果电磁制动转矩仍然大于转子拖动转矩，转子要继续是极其严重的。减速，8角减小，运行点由d点向c点方向变化，到达c点时，又由于转子惯性的作用，不能停在C点而2水轮发电机产生振荡过程的机理变化继续向b点方向减速，角又回到b点，此时转子的电力系统里的水轮发电机经变压器和线路连接惯性作用消失，减速度为零。同样，在b点附近又有到高压线路母线上，如图1所示。图中u是系统中过剩转矩使转子加速。这样经过一段加速减速的过变电所的母线电压，x是从发电机到变电所母线的程后，才在C点建

5、立起新的稳定点，这时发电机输出综合电抗(包括发电机电抗xd，变压器电抗xh、线路功率仍然是I)0，而功角变为8。，象这种围绕着新的电抗X．)。发电机的功角特性=f()如图2所示运行点c，角度时大n,-t4,的来回变化，转子转速在同(为简便起见，凸极发电机忽略附加电磁功率后也可步转速附近时高时低的情况，就叫做“振荡”。近似采用隐极发电机的功角特性来表示)，是发电当发电机在新的运行点C周围来回振荡时，转机电势向量与电压向量U砌的夹角，曲线l为正子和定子气隙磁场就不是保持同步旋转而产生了相常工作时的特性，水轮机的输入功率为Pn，正常工对速度，这样定子气隙磁场就会在转子上的阻尼

6、绕作点为a点，对应功角度。。在系统发生短路故障组、磁极线圈等处感生电势，由电势的作用产生了电的这种情况时，发电机与电力系统间的综合电抗发流，这个电流与定子气隙磁场相作用就产生了阻尼·70·维普资讯http://www.cqvip.com2006年第7期《贵州电力技术》(总第85期)转矩(即异步转矩)，这个转矩具有制动的性质，力图且经常是电压降低减少转子转速的变化，使发电机运行趋向稳定，因此在系统和发电机之间连接网络上的各点电压，通常情况下振荡是衰减的，经过若干个振荡循环后，都因功角的变化而变化摆动。并且一般比正常时最后稳定在新的运行点c上继续运行。但是，如果低，这是因为

7、电流大，压降也大。发生短路事故时电压降落很大，或者水电机组飞轮(3)有功功率表指针在全表盘刻度摆动力矩过小、调速器系统关闭导叶反应不够快等，都会这是因为发电机在振荡过程中送出的有功功率使转子的加速度很大，当到达d点时相对速度还没时大时小，以及失步时有时送出有功有时吸收有功。有降到零，转动部份动能还没有释放完，则转子继续(4)转子电流表的指针在正常值附近摆动。加速，8角继续增大，当超过e点后，发电机输出电发电机在振荡时，转子与定子气隙磁场之间就磁功率越来越小，过剩转矩越来越大，转子更加加不再是同步旋转，磁极线圈就会感生交变电流，这个速，当8