斯坦福发电机选型手册.ppt

无锡新时代 交流发电机有限公司 发电机的型号正确选择应按以下几个方面进行全面考虑 一.发电机的基本参数 二.运用环境 三.负载情况 1.发电机满足的标准 1.发电机满足的标准 2.功率,备用功率 2.功率,备用功率 3.电压,频率,转速,相数 3.电压,频率,转速,相数 4.效率及输入功率 5.湿度和瞬态特性 绝缘等级与温升 6.控制系统 1. 相对湿度 2、海拔高度 3、环境温度 3、环境温度 4、特殊气候及环境 4、特殊气候及环境 三.负载情况 发电机的不对称运行 电机参数对不对称运行的影响 发电机的不对称运行使端电压出现负序和零序分量。其大小与不对称电流大小有关，与发电机的负序阻抗和零序阻抗有关。 增加阻尼绕组可以减小负序磁通,提高端电压对称程度 不对称运行对电机的影响 同步发电机带不对称负载时，定子绕组会产生飞转的旋转磁场，在转子本体和转子绕组产生感应电势、电流和损耗；使励磁绕组散热困难。 负序磁场对电机转子产生热破坏作用。 定子的稳态不对称电流可以比定子额定电流小，对定子温升影响不大。但可以烧损转子。 发电机的瞬态短路电流冲击可能是额定电流的十倍。冲击电流产生的机械力可以损坏电枢绕组。 同步发电机的短路特性I 流过发电机的故障电流取决于发电机的电抗，励磁系统和发电机与故障点之间网络的电抗。 远离发电机发生的故障电流大于线路额定电流，促使线路保护装置动作。而靠近发电机端子的故障电流对于供电网络来说,与额定电流等级相，所以取决于发电机电抗和励磁系统 短路时绕组的温升 考虑承受短路电流的原因是发电机有可能在断路器分断故障之前已经被损坏； 短路电流可以使发电机定子线圈快速过热；例如： 不平衡线－地（L－N）短路，短路电流是额定电流的7.5倍，假定定子初始温度大约为155°C；不到5秒钟，定子温度可以升至300°C 在该温度条件下定子线圈将烧损。 不平衡线－线（L－L）短路，定子线圈温度升至300°C的时间要长几秒； 而三相平衡短路需要的时间更长。 同步发电机的短路特性II 自励和它励发电机的短路故障响应是不同的； 当发电机输出端短路时，其磁场随之崩溃；所以自励发电机称之为“崩溃磁场”发电机。而它励发电机的励磁是由永磁发电机提供的，所以当发电机短路时，其励磁电流可以维持流动。 一般情况下，当三相同时短路时，无论自励还是它励发电机，其初始短路电流大约是发电机额定电流的8－10倍，而且与发电机的超瞬态电抗成反比； 在头几个周期（A）内，自励和它励发电机的响应相同，随着磁场能量的消耗，具有相同的短路电流衰减曲线； 而经过几个周期（B）后，自励发电机将持续跟随短路电流衰减曲线直至电流趋近于零。 同步发电机的短路特性III 对于自励发电机，当短路电流超过曲线拐点时，电压和电流将会”崩溃“，直至衰减到零。 由于它励发电机的磁场不是取自发电机输出电压,而来源于其他电源，所以能够承受3－4倍额定电流的短路电流。 现在电机设计采用性能更好的绝缘材料和电压调整器；其结果是使单位材料的输出功率增加，发电机具有相对高的电抗；其故障电流等级相对于发电机额定电流减小了。 低等级故障电流就必须使用严格的保护装置。 发电机过载与温升 电动机启动容量 a) 直接启动 (DOL) 电动机在线电压启动 启动电流为 6 至 9 X 电动机的满载电流 典型的电动机启动电流: 电动机容量达 250 kW : 假定为 7 X 额定容量 电动机容量大于 250 kW:假定为 6 X 额定容量 b) 星形 - 三角形 (SD) 电动机以星形启动 = 线电压/?3 ( 线电压 / 1.73) 电动机短时停留在星形状态 = 30 - 100 毫秒(典型) 电动机切换到三角形 = 全线电压 典型电动机启动电流: 星形 假定为 2.5X 额定容量 三角形 (瞬态冲击) 假定为 3 X 额定容量 发电机选型步骤 步骤 3. 计算瞬态 (冲击) 负载要求 电动机启动容量 c) 自藕变压器启动 (AT) 电动机的启动通过一台抽头变压器一步或多步启动 启动电流为 2.5 至 4.0 X 电动机的满负载电流 典型的电动机启动电流: 对于一台 80% 抽头的自藕变压器 : 假定为 4.0 X 额定容量 对于一台 60% 抽头的自藕变压器 : 假定为 2.5 X 额定容量 d) 电子软启动 (SS) 电动机无极调压启动 启动电流 可以在 1.1 X 满负载电流, 至更高水平, 这取决于: 达到额定转速的时间 在启动时电机的轴上带负载(高轴扭矩) 典型电动机启动电流: 启动时轴上未带负载假定为 1.5 至 2 X 额定容量 注意 : 非线性负载导致波形畸变 发电机选型步骤 步骤 3. 计算