直流发电机无功摆动原因分析及对策

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      励磁机实际上就是直流发电机，励磁方式可分为自励和他励两种方式。一般情况下采用并激方式，原理就是利用磁极中的剩磁作用，在发电机的转动下，使励磁机的电枢绕组切割磁力线产生励磁电流，此电流加强了磁极的磁场，使励磁电压及励磁电流增加，如此循环，直至建立额定电压。传奇商务在线（www.021le.com）为您提供各种工业电器。
　　因此，自励过程的建立必须具备三个条件：
      1）主磁极铁芯中必须有剩磁；
      2）磁场回路接线必须正确，也就是说极性正确；
      3）磁场回路电阻小于临界电阻（即磁场回路电阻线必须与空载特性曲线有交点）。
1、发电机无功摆动现象及原因：　　
　　1）励磁机的输出电压不稳定造成发电机的无功摆动：由于励磁机的输出电压无法稳定，造成发电机转子电压和电流波动，从而引起发电机的无功大幅度摆动。
　　2）系统电压变化时发电机之间无功的分配：系统电压发生微小的变化时，发电机的无功也会发生较大的变化，这是由发电机的电压和无功的关系决定的。发电机具有如下的调节特性，由发电机的调节特性可知：当发电机的励磁电流不变时，发电机的出口电压即系统电压的变化会引起发电机无功电流的变化，电压升高时无功电流减小，电压降低时无功电流将增大。当多台发电机并列运行且励磁电流不变时，系统电压或无功变化引起的发电机的无功变化量由发电机的调差特性决定，系统无功波动时，调差系数小的发电机承担较多的无功分配。
2、励磁机输出电压波动的原因：
　　1）励磁机及二次回路缺陷造成输出电压的波动：励磁机励磁绕组及电枢匝间的不稳定短路及开路，以及二次回路、元器件虚接等不可靠因素，都有可能引起励磁机输出电压的不稳定，可以通过停机检查、紧固二次回路、试验，排除励磁机及二次回路缺陷可能造成的输出电压波动。
　　2）励磁机的空载和负载特性：
　　通过励磁机的空载和负载特性可以得出如下结论：
      a、励磁机空载特性在电压低于某一电压时曲线基本为一条直线段，只有当电压高于某一电压以后，曲线才发生拐头现象，即空载特性曲线在电压高于一定电压以后才发生饱和。
　　b、一般情况下，可以通过试验测得励磁机负载工作在特性曲线的起始段即工作在直线部分。
　　c、负载曲线比空载曲线略低，即同样的励磁电流输出电压略低，电压越高负载特性偏离空载特性越远。这是由于电流越大，电枢压降越大，同时电枢反应也越强烈，因此电越大，空载曲线和负载曲线偏离也越大。
　　d、由空载和负载特性试验数据可以看出，由于励磁回路电阻很小，这就是说，发电机带较大无功时，励磁回路电阻的较小变化就有可能引起发电机无功的较大变化。
　　3）发电机无功摆动的原因分析:从励磁机的负载特性曲线可以看到，励磁机带负载时的工作特性段是在励磁特性的起始段，而励磁机的励磁特性起始部分是直线段，此时场阻线与励磁特性曲线有一部分重合，没有明显交点，是励磁机的不稳定区，励磁回路的任何扰动造成励磁电流的变化都将引起励磁机电流的这一变化进一步增大。因此在励磁特性的直线区域，输出的电压总会有20—30v的波动，从而引起无功的大幅度变化。
　　当励磁机的工作点在励磁特性的饱和区时．励磁电流的任何微小变化不会引起电枢电压的变化，从而不会使这一变化放大，因此励磁机的输出电压是相对稳定的。
　　4）结论：
      一般直流发电机在60—70％额定电压下稳定工作是不可能的。如我公司励磁机电压是230V，70％额定电压是161V，由上面的分析可知，励磁电压只有达到200v以上时才开始饱和，而励磁机的的实际工作电压范围不超过160v，因此励磁机的电压有20—30v的摆动是正常的，正是由于这一电压的摆动造成发电机的无功大幅度摆动。
励磁机电输出电压不稳定的的解决办法
　　1）磁极垫片：在励磁机的磁极极靴下垫入良性导磁材料，减小励磁磁场间隙，可以使励磁机在较小的励磁电流时就使输出特性饱和，从而使励磁机的输出电压达到稳定。
　　2）在励磁回路的磁场调节电阻两端并联一个合适的阻性负载如白炽灯泡，利用阻性负载在发热后的阻值变得到非线性的电阻特性，使场阻线与励磁特性起始段有较大的交角，得到一个与空载特性曲线明显的交点，从而使励磁机在较低电压时也会有稳定的工作点。
　　3）采用发电机自动励磁调节装置：发电机自动励磁调节装置具有良好的励磁特性，具有恒无功、恒功率因数等多种调节方式，对提高系统的稳定和暂态反应能力非常有效，同时能解决因励磁机输出电压不稳及系统电压波动造成的发电机无功摆动问题。

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