电压变化对发电机有何影响

问题描述

精选答案

发电机电压在额定值的±5%范围内变化时是允许长期运行的。若超出这个范围，将会对用户和发电机本身产生不良影响。

当电压高时，对发电机的影响如下：

1.转子表面和转子绕组的温度升高。当发电机运行电压达1.3~1.4倍额定电压时，转子表面就会发热，进而使转子绕组的温度上升。主要是由于漏磁通和高次谐波磁通的增加而引起附加损耗增加的结果。理论上讲，铁芯损耗发热与电压的平方成正比，所以电压越高，这种损耗增加越快，使转子发热，使转子绕组温度升高，有可能使其超过允许值。

2.定子铁芯温度升高。铁芯的发热由两个因素决定的，一个是铁芯本身的损耗引起，另一个是定子绕组温度传到铁芯的。当电压升高，铁芯内磁通密度增加，损耗也就增加，因为损耗近似与磁通的平方成正比，所以磁通的增加引起损耗的增加很快。另外大容量机组铁芯相对利用率高，磁通更接近饱和，这样，它对电压的升高引起损耗的变化更会明显增加。所以电压高，铁芯损耗会大大上升，温度大大升高。一般情况下，系统运行出现的高电压如不超过额定电压的10%，造成铁芯发热的威胁尚不显著。

3.定子的结构部件可能出现局部高温。电压高，磁通密度增加，铁芯的饱和程度加剧，使较多的磁通逸出轭部并穿过某些结构部件，如支持筋、机座、齿压板等，形成另外的环路，使在结构部件中产生涡流，有可能造成局部高温。

4.威胁定子绕组绝缘。正常情况下，发电机能够耐受1.3倍的额定电压。但是对于运行多年绝缘已老化，或本身有潜伏性绝缘缺陷的发电机，容易造成绝缘击穿事故。

电压低于额定值时对发电机的影响：

1、降低了运行的稳定性。稳定性包括两个方面，一是并列运行的稳定性，另一个是发电机电压调节的稳定性。

并列运行稳定性的降低可从发电机的功角特性看出。当电压降低时，功率极限幅值降低，要保持输出功率不变，必然增大功角运行。而功角越接近90°，稳定性越低。

调节稳定性降低的原因是，每台发电机都有空载特性曲线，横坐标是励磁电流Il，纵坐标是电动势E0（即电压U），曲线有直线部分和饱和部分，在正常电压运行时，运行点在保护部分上，如曲线上的a点。当降低电压运行时，有可能使运行点落在直线部分上，如b点。从图上可以看出在直线部分运行时，发电机电压是不稳定的，只要励磁电流Il变化一点时电压就会变化很大。而在a点工作则不然，当励磁电流变化很大时，电压变化不大。这说明电压降低后发电机的调节稳定性降低了。

2、定子绕组温度可能升高。在电压降低的情况下保持发电机的功率不变，则必须增加定子电流。而电流值增大会使定子绕组温度升高。

此外，电压降低也将影响厂用电动机的出力和安全运行，使发电机的出力减少，将影响电力系统的稳定性。反过来又会一向发电机本身的运行，形成恶性循环，影响电力系统和发电厂的安全运行。