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异步发电机的先容
来源:星光柴油发电机组网??????编辑:星光发电机??????浏览:???????时间:2010-06-24 15:10

 1 异步发电机工作原理
  
    异步电动机加上适量的电容器,便成为一台异步发电机,也就是将所需要的电容器,并接在异步电动机定子出线端即可。
  
    异步发电机在水轮机的驱动下,当其转速达到额定值时,利用其剩磁建立微小的剩磁电压。该剩磁电压加在接于定子出线端的电容器上,产生一个容性电流,该电流便成为发电机的励磁电流。当异步发电机有了励磁电流时,它发出的电压就会进一步升高,如此循环,发电机的电压(额定值)就会逐渐建立起来。 

    2 励磁电容器的联结与确定

    2.1励磁电容器的联结
  
    励磁电容器根据它所起的作用不同,分为主电容器和附加电容器两种。主电容器是用来使发电机建立空载电压的电容器,一般是将它们联结成一组,并接于发电机出线端。附加电容器是用来使发电机由空载至满载,维持发电机额定电压不变的电容器。附加电容器要根据实际负荷的大小进行投(切),所以它们必须分成若干组分别接入电路。例如对于电阻性负荷(如照明、电热等)的附加电容器应设置在电站,由电站的运行人员视负荷情况进行投(切)。对于感性负荷(如电动机等)则应将其附加电容器并接在负荷之上,随负荷的投入(退出)而投入(退出)。

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    2.2 电容器规格的确定

    2.2.1 电容器额定电压的确定
  
    在选定异步发电机励磁电容器的额定电压时,一般要求电容器的耐压水平必须大于其实际工作电压的1.5倍以上,并以选用油浸交流电容器为好。
  
    现以Y系列6极异步电动机改作发电机运行为例,采用式(1)、(2)、(3)求得其所需要的三相励磁电容器总容量如表1所示。

表1 异步发电机容量与电容器容量配套表

发电机容量/kW

所需三相电容器总容量/μF

空载

负荷cosφ=1

负荷cosφ=0.8

负荷cosφ=0.7

C主

C附

C附

C附

5.5

88.5

106.0

205.0

240.6

11.5

172.8

211.8

409.8

481.0

15.5

191.7

260.6

530.6

627.9

3030

184.9

446.2

986.2

1180.7

55.0

435.3

748.0

1738.0

2094.7

75.0

590.9

1020.0

2370.0

2856.4

110.0

861.8

1496.0

3476.0

4189.4

200.0

1422.7

2592.0

6192.0

7489.0


    在此有两点需要说明一下:

    第一,附表中所列数据均是按励磁电容器作Δ形联结接入电路计算而得。若电容器作Y形联结接入电路,则其总容量应为作Δ形联结接入电路的3倍,但电容器的耐压水平则可降为作Δ形联结时的倍。

    第二,因为影响励磁电容器容量的因素很多。所以由式(1)、(2)计算的结果,不可能十分精确(一般均偏小)。故表1所列数据仅可作为购置电容器时的参考数据,准确的数值必须通过对发电机运行现场试验、调整来确定。

    3 操作方法
  
    异步发电机的开机操作如下:首先开启水轮机,待机组转速接近额定转速时,将主电容器
入。观察发电机控制盘上的电压表指示,继续将导水叶逐渐开大至发电机电压为额定值。
  
    在载负荷时,首先将导水叶开大,并将附加电容器投入,即可合闸送电载负荷。根据发电机控制盘上电压表及频率表的指示,一方面调节导水叶的开度,另一方面调节附加电容器投入的组数,使发电机端电压保持不变。
  
    在停电关机时,必须先将导水叶关闭至零,使机组停止转动。断开外线送电开关,再断开主电容器及附加电容器和站内总开关。

    4 常见故障及处理

    4.1 按以上操作方法启动机组后,当机组转速达到或略高于额定转速,发电机空载电压不能建立。一般有三种可能,其一是剩磁不足或剩磁消失所致。可采用6~12V干电池(或其他同电压的直流电源),在发电机定子任一相(两相之间也可)作约2~3min的碰触(即所谓的充磁),即可使发电机顺利建压。其二是励磁电容器损坏,应对电容器进行检测,并根据损坏情况进行更新。其三有可能是改作发电机运行的异步电动机本身发生了故障(例如笼式转子发生断条等),应对电动机进行全面检查并排除故障。

    4.2 发电机能够建压,但当电压达到额定值时,频率已超过50Hz。将机组转速降低使频率保持额定值,则发电机端电压便低于额定值。这主要是励磁电流不足所造成的,也就是C主值偏小所致,应将主电容器C主的容量适当增大。

    4.3 与第二点故障现象完全相反,这是因为C主的容量偏大所致,应将C主的容量适当减小。

    4.4 发电机温升过高。有可能是严重过负荷、发电机定子绕组一点接地或发生了匝间短路、发电机通风不良等原因所造成的,应从这些方面去查找故障原因,并排除故障。

    4.5 损坏电容器的主要原因

4.5.1 过电压击穿。为防止电容器易被过电压击穿,除在选用时一定要使其额定电压值大于实际工作的1.5倍以上外,还必须为电容器设置必要的过电压保护。

4.5.2 电容器过热极易引起膨胀而损坏,所以在运行之中必须设法限制电容器表面温度,不得高于周围空气温度的15~20℃。

4.5.3 电容器受潮极易损坏,所以在运行中应特别注意电容器的防潮问题。

4.5.4 电容器超频率运行极易老化、击穿、损坏,在运行中必须将频率控制在允许范围内。

    5 运行中的注意事项

    5.1 异步发电机承载感性负荷的能力较差,其承载的感性负荷总量应以发电机额定容量的35%左右为佳,最多不得超出发电机额定容量的40%,而且单台电动机的最大容量不得大于发电机额定容量的20%。若感性负荷总容量或单台电动机容量过大,在其投运时可能会造成发电机端电压消失的故障。
  
    另外,为了提高异步发电机启动电动机负荷的能力,可采取加装适量启动电容器来实现。

    5.2 异步发电机运行电压应尽量控制在额定电压值以内,最大电压偏移值不得大于±5%。三相负荷应尽量做到对称平衡,不平衡度必须严格控制在规程允许范围之内。

    5.3 发电机的各相负荷电流不对称时,其各相电流之差必须小于额定电流值的20%,而且任何一相的电流值均不得超过额定值。

    5.4 当发生发电机甩负荷故障时,必须马上将所有励磁电容器全部切除,然后再以最快的速度将导水叶关闭至零。

 

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