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????? 同步發(fā)電機(jī)變電動機(jī)運行原因及其處理分析

????? 作者：邱建斌

????? 汽輪發(fā)電機(jī)在運行中，由于汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉，會使發(fā)電機(jī)失去原動力，
而變?yōu)橥诫妱訖C(jī)運行。這時發(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，來維持發(fā)電機(jī)本身運轉(zhuǎn)。但此時仍然輸出無功功率，因為勵磁
系統(tǒng)沒有改變。這時發(fā)電機(jī)的狀態(tài)為吸收有功、發(fā)出無功，變?yōu)橥秸{(diào)相機(jī)運行。

????? 1.發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)運行的物理過程：當(dāng)發(fā)電機(jī)正常帶有功負(fù)荷運行時，
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的主磁場軸線，總是超前電樞合成磁場軸線一個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)子磁場拉著電樞合成磁
場以同步速度旋轉(zhuǎn)。負(fù)荷越大，橡皮筋拉得越長，轉(zhuǎn)子磁場超前電樞合成磁場的
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，θ
=0，電樞和轉(zhuǎn)子磁場軸線重合，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。假如把原動機(jī)的動力來源停止，這時發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)中吸收一部分有功
功率，以維持同步運轉(zhuǎn)所需要的空載能量損耗，轉(zhuǎn)子磁場軸線就落后于電樞合成
磁場軸線，既θ角變?yōu)樨?fù)值，也就是定子帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，這并不失去同步，因為
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，不過它的方向和發(fā)電機(jī)運
行時相反，可見從原理上分析，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)運行是可行的。但實際上是不
可行的，因為對于電力系統(tǒng)來說，缺少一部分有功功率，可能會引起系統(tǒng)頻率的
降低，而且對于汽輪機(jī)來說，無蒸汽長時間運行時，末級葉片會因與空氣摩擦而
過熱，特別是大容量機(jī)組這是絕對不允許的。為此都設(shè)了可靠的保護(hù)（逆功率保
護(hù)），來防止這種狀態(tài)的發(fā)生。

????? 2.發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)運行時現(xiàn)象：同步發(fā)電機(jī)變?yōu)橥诫妱訖C(jī)運行時，發(fā)
電機(jī)表計現(xiàn)象分析如下：（1 ）發(fā)電機(jī)“逆功率”信號發(fā)出。

????? （2 ）汽輪機(jī)“主汽門關(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
為這時發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收有功功率以滿足它維持同步運轉(zhuǎn)所需要的空載能量損耗。

????? （4 ）發(fā)電機(jī)的無功功率表只是升高。因為有功負(fù)荷突然消失，而發(fā)電機(jī)
的勵磁電流不變，又保持正常轉(zhuǎn)速運行，這時發(fā)電機(jī)的電壓就升高，而發(fā)電機(jī)是
并在電網(wǎng)上運行的，電壓升高就會自動多帶感性無功負(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)，將電壓自動降低，使發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓相等，至于無
功負(fù)荷增加數(shù)值的大小，則與發(fā)電機(jī)原來所帶的有功負(fù)荷大小有關(guān)，原來的負(fù)荷
愈大，無功負(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。因為這時發(fā)電機(jī)由系統(tǒng)吸收有功功
率，輸出感性無功功率。

????? （6 ）定子電流表指示降低。定子電流包括有功分量和無功分量兩部分，
當(dāng)有功分量降低后，總的定子電流值就要降低。

????? （7 ）定子電壓表及勵磁回路的儀表指示都正常，因勵磁系統(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，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)殡妱訖C(jī)時的處理：當(dāng)同步發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)時，主控室運
行人員應(yīng)注意表計的指示，若發(fā)電機(jī)“逆功率”保護(hù)沒有將發(fā)電機(jī)解列、停機(jī)，
此時不應(yīng)該將發(fā)電機(jī)手動解列，并應(yīng)注意維持定子電壓正常，待主汽門汽門打開
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)運行方式。若在
“主汽門關(guān)閉”信號出現(xiàn)的同時，又有“緊急停機(jī)”信號時，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)運行時，對發(fā)電機(jī)來說，是沒有任何危險的，
可以允許長時間運行。根據(jù)交流電機(jī)的可逆原理，發(fā)電機(jī)可以變?yōu)橥诫妱訖C(jī)運
行，而同步電動機(jī)也可以變?yōu)榘l(fā)電機(jī)運行。