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????? 同步發(fā)電機(jī)變電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原因及其處理分析

????? 作者：邱建斌

????? 汽輪發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中，由于汽輪機(jī)主汽門(mén)關(guān)閉，會(huì)使發(fā)電機(jī)失去原動(dòng)力，
而變?yōu)橥诫妱?dòng)機(jī)運(yùn)行。這時(shí)發(fā)電機(jī)不能向系統(tǒng)發(fā)出有功功率，反而從系統(tǒng)吸收
一部分有功功率，來(lái)維持發(fā)電機(jī)本身運(yùn)轉(zhuǎn)。但此時(shí)仍然輸出無(wú)功功率，因?yàn)閯?lì)磁
系統(tǒng)沒(méi)有改變。這時(shí)發(fā)電機(jī)的狀態(tài)為吸收有功、發(fā)出無(wú)功，變?yōu)橥秸{(diào)相機(jī)運(yùn)行。

????? 1.發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行的物理過(guò)程：當(dāng)發(fā)電機(jī)正常帶有功負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的主磁場(chǎng)軸線，總是超前電樞合成磁場(chǎng)軸線一個(gè)θ角。這樣，
在轉(zhuǎn)子與定子空氣間隙中的磁力線便像橡皮筋一樣，由轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)拉著電樞合成磁
場(chǎng)以同步速度旋轉(zhuǎn)。負(fù)荷越大，橡皮筋拉得越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)超前電樞合成磁場(chǎng)的
角度θ就越大。若逐漸減少有功負(fù)荷，則θ角隨之減少。當(dāng)有功負(fù)荷為零時(shí)，θ
=0，電樞和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)軸線重合，磁力線的拉力垂直于轉(zhuǎn)子表面，氣隙中拉力總和
便等于零。假如把原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)源停止，這時(shí)發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)中吸收一部分有功
功率，以維持同步運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的空載能量損耗，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)軸線就落后于電樞合成
磁場(chǎng)軸線，既θ角變?yōu)樨?fù)值，也就是定子帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，這并不失去同步，因?yàn)?BR>定子與轉(zhuǎn)子空氣間隙中仍有橡皮筋似的磁力線聯(lián)系著，不過(guò)它的方向和發(fā)電機(jī)運(yùn)
行時(shí)相反，可見(jiàn)從原理上分析，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行是可行的。但實(shí)際上是不
可行的，因?yàn)閷?duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，缺少一部分有功功率，可能會(huì)引起系統(tǒng)頻率的
降低，而且對(duì)于汽輪機(jī)來(lái)說(shuō)，無(wú)蒸汽長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，末級(jí)葉片會(huì)因與空氣摩擦而
過(guò)熱，特別是大容量機(jī)組這是絕對(duì)不允許的。為此都設(shè)了可靠的保護(hù)（逆功率保
護(hù)），來(lái)防止這種狀態(tài)的發(fā)生。

????? 2.發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)現(xiàn)象：同步發(fā)電機(jī)變?yōu)橥诫妱?dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)
電機(jī)表計(jì)現(xiàn)象分析如下：（1 ）發(fā)電機(jī)“逆功率”信號(hào)發(fā)出。

????? （2 ）汽輪機(jī)“主汽門(mén)關(guān)閉”光字牌亮。

????? （3 ）發(fā)電機(jī)的有功功率表指針擺到零位附近的針檔處，且指向負(fù)值。因
為這時(shí)發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收有功功率以滿足它維持同步運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的空載能量損耗。

????? （4 ）發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率表只是升高。因?yàn)橛泄ω?fù)荷突然消失，而發(fā)電機(jī)
的勵(lì)磁電流不變，又保持正常轉(zhuǎn)速運(yùn)行，這時(shí)發(fā)電機(jī)的電壓就升高，而發(fā)電機(jī)是
并在電網(wǎng)上運(yùn)行的，電壓升高就會(huì)自動(dòng)多帶感性無(wú)功負(fù)荷，這樣在發(fā)電機(jī)內(nèi)就產(chǎn)
生更大的磁電樞反應(yīng)，將電壓自動(dòng)降低，使發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓相等，至于無(wú)
功負(fù)荷增加數(shù)值的大小，則與發(fā)電機(jī)原來(lái)所帶的有功負(fù)荷大小有關(guān)，原來(lái)的負(fù)荷
愈大，無(wú)功負(fù)荷增加的數(shù)值也愈大。

????? （5 ）發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)表指示進(jìn)相。因?yàn)檫@時(shí)發(fā)電機(jī)由系統(tǒng)吸收有功功
率，輸出感性無(wú)功功率。

????? （6 ）定子電流表指示降低。定子電流包括有功分量和無(wú)功分量?jī)刹糠郑?BR>當(dāng)有功分量降低后，總的定子電流值就要降低。

????? （7 ）定子電壓表及勵(lì)磁回路的儀表指示都正常，因勵(lì)磁系統(tǒng)未改變。

????? （8 ）頻率正常。但若該發(fā)電機(jī)容量圈套，所帶負(fù)荷占電力系統(tǒng)中總負(fù)荷
的比例較重時(shí)，頻率也要下降，因系統(tǒng)中缺少較多的有功電源。

????? 3 、發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)時(shí)的處理：當(dāng)同步發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)時(shí)，主控室運(yùn)
行人員應(yīng)注意表計(jì)的指示，若發(fā)電機(jī)“逆功率”保護(hù)沒(méi)有將發(fā)電機(jī)解列、停機(jī)，
此時(shí)不應(yīng)該將發(fā)電機(jī)手動(dòng)解列，并應(yīng)注意維持定子電壓正常，待主汽門(mén)汽門(mén)打開(kāi)
后，由汽機(jī)主操盡快將危急保安器掛上，再帶有功負(fù)荷。但有些汽輪機(jī)的危急保
安器在額定轉(zhuǎn)速下是掛不上的，這時(shí)可以將發(fā)電機(jī)解列，降低轉(zhuǎn)速，在掛上危急
保安器后，再進(jìn)行并列，接帶有功負(fù)荷，使其恢復(fù)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式。若在
“主汽門(mén)關(guān)閉”信號(hào)出現(xiàn)的同時(shí)，又有“緊急停機(jī)”信號(hào)時(shí)，則應(yīng)立即將發(fā)電機(jī)
與系統(tǒng)解列。

????? 上述同步發(fā)電機(jī)變?yōu)檎{(diào)相機(jī)運(yùn)行時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，是沒(méi)有任何危險(xiǎn)的，
可以允許長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。根據(jù)交流電機(jī)的可逆原理，發(fā)電機(jī)可以變?yōu)橥诫妱?dòng)機(jī)運(yùn)
行，而同步電動(dòng)機(jī)也可以變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運(yùn)行。