小型发电实用技术200问
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51.运行参数变化对发电机有何影响?

(1)入口冷却空气温度t0

t0<te(40℃)时,可相应提高发电机的出力。一般t0te低1℃时,允许定子电流升高额定电流的0.5%,此时转子电流也允许有相应的增加。但t0不能过低,否则会影响发电机端部绝缘。对于开启式通风冷却的发电机,t0不可低于+5℃,否则应采取措施提高入口风温。对于封闭式通风冷却的发电机,t0不可低于+20℃。

t0>te时,则发电机的出力应相应降低,即定、转子电流应小于额定值,直至定、转子绕组和定子铁芯温度不超过最高允许值。通常t0不要超过50℃,最多不超过55℃。

(2)频率f

频率f与发电机所带负荷有关,随负荷经常而又迅速地变化着,发电机频率f的波动是不可避免的(对独立电站而言)。

按规定,发电机的频率应符合以下要求:50Hz±0.5Hz,即在49.5~50.5Hz范围内。若低于49.5Hz、持续时间超过1h或低于49Hz、持续时间超过30min,均作为系统事故。严禁低于48Hz运行。

f过高,即发电机转速n过大,离心力越大,容易损坏转子的某些部件,对安全运行不利。因此,为使转子材料和绝缘免受过大应力,f最高不可超过52.5Hz,即不超过额定频率的5%。

f过低,n过小,会使转子风扇的转速下降,发电机容易过热;同时,n过小,发电机的端电压会下降,为了使端电压不降低,必须增大励磁,从而会使转子温度升高。为避免转子过热,也只能降低负荷。因此,f不能过低。低频解列一般整定为48.5Hz,经延时解列。

f变化大,对电动机、用户均不利。

(3)端电压U

U过高,必然是励磁电流过大引起的,这会使转子温升升高,铁损增加(超过1.1Ue时,铁芯温升显著增大),定子机座等出现局部过热。当U超过1.5Ue时,定子绕组绝缘有击穿的危险,还会使无功发不足。

U过低,发电机磁路可能处于不饱和状态,励磁电流稍有变化时,U就会有较大的变动,使电压不稳,易失步;U过低,还会使定子绕组温升增大(因为U降低,要使出力P不变,就要增大定子电流)。

U过高或过低,对用户都不利。

因此国家规定:发电机端电压UUe×(1±5%),而cosφ为额定值(0.8)时,发电机可带额定负荷长期运行。

(4)功率因数cosφ

cosφ在0.8~1之间变化,可以保持额定出力不变。一般情况下,cosφ不应超过0.95(滞后);有自动励磁装置时,允许短时间内在进相0.95~1下运行。

cosφ过小,必然使出力P降低(因为P=UIcosφ)。若要维持端电压U不变,则必须增大励磁电流。此时若要保持P不变,必然使励磁电流超过额定值,这会使转子过热。若要维持励磁电流不变,则出力随cosφ降低而降低,这不利于经济运行。