电机不对称运行2014
小型水轮发电机不对称运行的原因影响及处理方法
小型水轮发电机不对称运行的原因影响及处理方法
造成不对称运行的原因：
1.水流条件不均匀：水流在进入发电机之前可能会受到外界因素的影响，导致供给发电机的水流量或水流速度不均匀。
2.机械故障：发电机的水轮、轴承等机械部件出现故障或不平衡，导
致水轮转速不一致。
3.运行条件突变：在运行过程中，水流条件可能会突然发生变化，例
如水位变化、水流量突增或减少等，这些突变可能导致发电机不对称运行。
不对称运行的影响：
1.降低效率：两侧水轮转速不一致会导致机械能转化效率下降，从而
降低发电机发电效率。
2.设备损坏：不对称运行可能导致机械部件过载，增加他们的磨损和
破坏风险，缩短设备寿命。
3.发电不稳定：不对称运行还会导致发电机输出电压和频率不稳定，
对电网的稳定性产生负面影响。
处理方法：
1.水流控制：对于水流条件不均匀的情况，可以通过调整水流的供给
路径和角度，或者增加导流堰等方式来实现水流控制，以均匀供给发电机。
2.机械调整与维护：对于机械故障导致的不对称运行，需要进行机械
部件的调整或更换，并确保机械的平衡状态，以保证两侧水轮转速一致。
3.运行监测与调整：及时监测运行条件变化，例如水位变化、水流量突变等，并通过调整设备的操作参数来适应变化，以减少不对称运行的影响。
总结起来，小型水轮发电机不对称运行的原因可能包括水流条件不均匀、机械故障和运行条件突变等。
这将影响发电机的效率、设备寿命和发电稳定性。
因此，处理方法包括水流控制、机械调整与维护以及运行监测与调整等。
通过这些处理方法，可以降低不对称运行对发电机和电网的负面影响，提高系统的稳定性和效率。
发电机不对称运行危害及处理
圆园20年第7期一、概述同步发电机是根据三相电流对称的情况下能够长期运行设计的,但实际中不对称运行情况也是经常遇到的,如电气机车或单相电炉负载、发电机主开关合断时三相不同期或非全相、系统中的两相或单相接地短路、发电机线圈匝间短路或开路,都会导致发电机运行状态破坏,导致三相电压电流不对称,最终影响发电机及系统用户的安全运行,如处理不及时将会造成发电机转子严重损坏。
负序电流的危害不能直接监视,值班员一般重视不够,不能迅速进行处理,对发电机转子造成危害。
二、不对称运行对发电机的危害以汽轮发电机为例,发电机不对称运行时,定子电流中的负序分量,产生与转子的旋转方向相反的旋转磁场,将使转子上的各个部件诸如大齿、小齿、槽楔、护环、励磁绕组及阻尼绕组,切割负序磁场,产生频率为100Hz 的感应电流。
由于交流电的集肤效应,感应电流只能在转子表面的薄层中流过,这些电流不仅流过转子本体,还流过护环、心环以及转子的槽楔与齿,并流经槽楔与齿与护环的许多接触面。
由于这些接触面的电阻很高,发热尤其严重,后果不堪设想。
其次是负序电流引起附加转距产生振动。
这些危害值班员监视不到,有些运行值班员不能深刻了解,重视不够,使负序电流作用时间过长,造成严重后果。
例如某厂1985年3月18日,300MW 机组在解列时,主变压器高压侧开关一相未断开,持续9分钟,负序电流达34%,结果转子大齿表面严重过热,部分槽楔移位,护环内表面过热。
某厂1985年9月2日,50MW 机组并网时,主变压器高压侧开关一相未合上,持续3分钟,负序电流达84%,结果转子两端槽楔全部熔化甩出,护环与转子熔焊在一起。
有的处理时间竟长达20多分钟,有的值班员只将静子电流降至额定就完事了,无视“负荷过负荷”信号的存在,认为降负荷过多会受到考核不敢降,只解除看到的危害,这都是对危害了解不够产生的结果。
那么负序电流多少才对发电机产生危害呢?三、限制不对称运行的标准理解规程规定并严格执行,将标准记在心中,并坚定执行。
同步发电机的不对称运行
02
CHAPTER
不对称运行对发电机的影响
对发电机效率的影响
总结词
不对称运行会导致同步发电机的 效率降低。
详细描述
在不对称运行状态下，同步发电 机的磁场和电流分布不均匀，导 致转子和定子之间的摩擦增加， 从而降低发电机的效率。
对发电机性能的影响
总结词
不对称运行会影响同步发电机的性能 。
详细描述
预防性维护
实施预防性维护措施，提 前发现并解决潜在问题。
更新配件
及时更新易损件和关键配 件，降低因部件损坏导致 的不对称运行风险。
04
CHAPTER
案例分析
某电厂的发电机不对称运行案例
案例概述
某电厂的发电机在运行过程中出 现了不对称运行的情况，导致了
一系列的问题。
问题分析
该案例中，发电机的不对称运行导 致了转子应力增加、温度升高、振 动加剧等问题，严重影响了发电靠性。
03
解决措施
针对这些问题，核电站采取了一系列措施，包括加强设备监测和维护、
优化发电机的设计和制造工艺等，以提高发电机的可靠性和稳定性。
某风力发电场的发电机不对称运行案例
案例概述
某风力发电场的发电机在运行过程中出现了不对称运行的 情况，影响了风力发电的正常运行。
问题分析
该案例中，发电机的不对称运行导致了转矩波动、振动等 问题，进而影响了发电机的效率和寿命。
解决措施
针对这些问题，风力发电场采取了一系列措施，包括优化 风力发电机组的控制策略、加强设备维护和检修等，以提 高发电机的稳定性和可靠性。
05
CHAPTER
结论
发电机不对称运行的后果和影响
电压波形畸变
不对称运行会导致发电机输出 的电压波形发生畸变，影响电
同步发电机的不对称运行和突然短路
04
同步发电机的不对称运行和突然 短路的预防与控制
预防措施
定期检查
对同步发电机的各项性能进行定期检查，确 保其正常运行。
安装保护装置
在同步发电机上安装相应的保护装置，以防 止不对称运行和突然短路的发生。
维护保养
按照制造商的推荐，对同步发电机进行适当 的维护和保养，以延长其使用寿命。
监控运行状态
对同步发电机的运行状态进行实时监控，及 时发现并处理异常情况。
对称运行和突然短路的未来研究方向
深入研究对称运行的理论 基础
进一步探讨对称运行的原理和 机制，提高对电力系统稳定性 的认识和理解。
开发高效的短路保护装置
针对突然短路故障，研究和发 展更为快速、准确的短路保护 装置，以减少短路对设备和系 统的冲击。
智能化监控和管理
利用先进的传感器、通信和人 工智能技术，实现对电力系统 的实时监控和智能管理，提高 系统应对突发事件的响应速度 和处置能力。
对称运行
在电力系统中，同步发电机以对称的方式运行，意味着各相的电压、电流和功率等参数在大小和相位上都是相等 的。这种对称运行状态是电力系统稳定和可靠供电的前提条件。
突然短路
突然短路是指同步发电机在正常运行过程中，由于某种原因（如设备故障、人为误操作等），电路中出现非正常 连接，导致电流瞬间激增，破坏了原有的对称运行状态。突然短路是电力系统中最危险的故障之一，可能造成设 备损坏和系统稳定性丧失。
运行。
维护与保养
清洁
检查紧固件
定期对同步发电机进行清洁，以去除灰尘 和污垢。
检查同步发电机的紧固件是否松动，如发 现松动应及时紧固。
检查润滑系统
更换磨损部件
定期对同步发电机的润滑系统进行检查， 确保润滑油充足且无杂质。
电机学-同步发电机的不对称运行
Ik3
EA xd
EA x1
Ik2
3EA x1 x2
又
U A
U
A
U
A
U
0 A
0
§13-3 同步发电机的不对称分析实例
x1
Ø单相对中点短路
IA
第三步：根据上两式作出同步发电机单相对 ～
E
A
U
A
中点短路的等效电路。
第四步：根据等效电路求出各序电流，然后 求出短路电流。
x2
IA
U
A
IA
IA
IA0
E
A
jx1 jx2
jx0
j
E
A
U
0 A
E A x1 x2
x0
x2 2 x2 2
x0 图113-11 单相对
中点短路等效电路
x0 1
同步发电机的不对称运行
§13-3 同步发电机的不对称分析实例
Ø两相间短路
规定正方向如图13－12所示。
第一步：列出边界条件 IA 0 IB IC Ik 2
U BC U B UC 0
Ik 2
2 (
j
E A x1 x2
)
(
j
E A x1 x2
)
j
E A x1 x2
(
2
)
3E A x1 x2
同步发电机的不对称运行
§13-3 同步发电机的不对称分析实例
Ø两相间短路
第五步：求各相电压
将正、负序电流表达式代入相序方程式得：U
A
U
A
E A x2 x1 x2 E A x2 x1 x2
一般汽轮发电机的x*0≈0.056；水轮发电机的x*0 ≈0.085。
同步发电机不对称运行.ppt
最热处
3.不对称运行现象及处理
• 现象：三相定子电流表指示各不相等,负序信号装置可能动 作报警。
• 监控：稳态负序电流的最大允许值（I2/IN）为10%， 暂 态负序电流的最大允许值（I2/IN）2t为10s。机械振动不 超过允许值。
• 处理：(1) 继电保护动作跳闸；(2)负序信号报警时，立即 减负荷；(3)并列操作后定子电流不平衡时，若一相断路器 未合上，重新发一次合闸信号；若两相断路器未合上，立 即将合上的断路器拉开。
10.4 同步发电机不对称运行
一、引起不对称运行的主要原因
• 电力系统发生不对称短路故障。 • 输电线路或其他电气设备一次回路断线。 • 并、解列操作后，断路器个别相未拉开或
未合上。
二、各相序等效电路Leabharlann 三、不对称运行对发电机的影响
1.负序磁场引起转子表面涡流，使转子局部高温。
2.负序磁场引起振动增大 。
电机学—同步发电机的不对称运行
端口约束条件 U A 0 IB IC 0
短路电流电流大小：Ik1
X
3E0 X
X0
2. 两相稳态短路
端口约束条件
IA 0 IB IC U B UC
I0 0 I I_
U U _
短路电流电流大小：
Ik2
3E0 X X
3. 三相稳态短路
短路电流电流大小： 对比： 短路电流电流大小：
设旋转算子
1) 正序阻抗：转子通入励磁电流正向同步旋转时，电枢绕组
中所产生的正序三相对称电流所遇到的阻抗。 例如隐极电机：Z+=R++jX+=Ra+jXt
2) 负序阻抗：转子正向同步旋转，励磁绕组短路时，电枢绕
组流过的负序三相对称电流遇到的阻抗。 对于凸极同步电机，对应的等效电路为：
等效负序阻抗：X－=(Xd－+Xq－)／2
三、负序和零序参数测定
1. 两相稳定短路法测负序阻抗
先将电枢绕组两相短路，被试电机 拖动到额定转速，调节励磁电流使电 枢电流值为0.15IN左右，测量短路两相 短路电流Ik2、短路相与开路相之间电 压U和相应的功率。
2. 逆同步旋转法测负序阻抗
将同步电机的励磁绕组短路，转子 拖动到同步转速，定子绕组施加额定 频率的三相对成负序电压，量取相电 压U、线电流I和功率P。
I
3E0 X
X0
短路电流电流大小：
Ik2
3E0 X X
由于X+ >> X-, X0, 故 Ik1 : Ik2 : Ik3 3 : 3 :1
➢ 对于同样的E0，单相稳定电流最大，两相次之，单相最小。 当实际上，大型同步发电机中性点一般通过接地电阻接地， 因此其实际短路电流可能不是最大的。
三相电机非对称故障
三相电机非对称故障
三相电机非对称故障主要分为两类：
1.非接地性不对称故障，如三相电源严重不对称、断相、相间短路、
匝间短路等。
这类故障会引起三相电流不对称，负序电流的存在产生负序旋转磁场，使电动机转子槽的集肤效应显著增加，使电动机损耗加剧，发热变得严重，同时还会带来转子振动及启动力矩降低等一系列问题。
2.接地性不对称故障，如电机本身出现的引接线相间、断裂或对地等
质量问题，会导致电机绕组三相电压不对称。
在不对称电压下运行时，电机的起动转矩、过载能力和效率都会有所下降。
三相电机非对称故障会导致电机过载能力和效率水平下降的同时，绕组发热是一个很大的问题，这也是电机产品技术条件中对电源电压不平度提出要求的关键所在。
对于该问题的理解，可以通过极限问题分析进行论证。
无论是电机的试验还是使用过程，都有可能出现电机的缺相问题，缺相故障的特征在以前的文章中也多次涉及，在此不赘述。
如需更多关于三相电机非对称故障的信息，建议咨询专业人士或查阅相关文献资料。
同步发电机的不对称运行
• 凸极机 阻抗的主要分量是Xd、Xq
特别的：短路时，正序电流为纯感性电
流，ψ≈90°
IId , Iq0
x xd
二、负序阻抗
• 当转子正向同步旋转，励磁绕组短路， 电枢加上对称的负序电压时，负序电枢 电流所遇到的阻抗
• 同步电机如一台转差率s=2的异步电动机
两种极限情况下 的负序阻抗：
14-3 同步发电机的两相稳定短路
端点方程式：
I
A
0
U B U c
I
B
Ic
IA 2U A
I
A
I U
A A
0
0 U A0
U A 2U A U A0
2
I
A
IA
IA0
( IA 2IA IA0 )
假设：正常相A开路
或者
U A
U A
IA IA 0
IA0
0
相序方程式：
U A
EA
IAZ
UA 0 IAZ
U A0
0
IA0Z0
求解上述方程，可得：
IA
IA
EA
jx
x
IA0
0
相序方程式：
U A
EA
IAZ
UA 0 IAZ
U A0
0
IA0Z0
《电机学》第6章 同步电机的不对称运行
3．有功功率表指示减小并摆动
电机失磁后,转速升高，自动调速系统将汽门自动关小， 即来自原动机的输入功率减小。有功功率表摆动原因同2。 4．发电机母线电压下降并摆动
由于定子电流增大，线路压降随之增大，所以母线电 压随定子电流的摆动而摆动。
5．无功功率表指示负值，功率因数表指示进相 电机失磁后，由向系统输送感性无功变为吸取感性无功， 故无功功率表反指(指示负值)，功率因数表由迟相变为进相
Zt
I A
U A
0 U A0 I A0 Z t 0
U A
如果发电机中点不接地，则 I 0
A0
Zt0
U A0 0
I A0
各序等效电路为
U A0
1．正序阻抗 正序电流流过定子绕组时所对应的阻抗就是正序阻抗。 由于正序电流通过三相绕组后，产生了和转子同方向旋转的 磁场，在空间和转子相对静止，不会在转子绕组中感应电动势， 因此正序电流所对应的阻抗，就是三相同步发电机在对称稳态运 行时的同步阻抗，对隐极同步发电机
0 x0 xσ
r0 ra
零序电流只产生漏磁通，不与转子交链，所以零序电阻
三、不对称运行对电机的影响
1．引起转子表面发热
由于负序电流所产生的反向旋转磁场以二倍同步速截切转子， 在励磁绕组、阻尼绕组、转子铁心表面及转子的其他金属结构部 件中均会感应倍频电流，在励磁绕组、阻尼绕组中产生额外铜损， 在转子铁心中感应涡流，引起附加损耗。 更为严重的是，汽轮发电机的励磁绕组嵌放在整块锻钢的转 子槽中，倍频电流只能在转子表面流通，使转子表面温度过高， 影响励磁绕组散热。环流大部分通过转子本体，在端部短套箍和 中心环形成回路，槽楔端头和套箍可能被产生的高温烧毁。
发电机不对称运行的危害
发电机的不对称运行的危害三相交流同步发电机是按照对称负荷下运行设计的，但在运行中可能出现不对称现象，这是由于单相负荷如电炉、电车等和系统中“两线一地”制供电线路的存在，或系统发生两相短路接地，在送电时断路器或隔离开关有一相未合上，发电机、变压器、供电线路一相断线等造成的，它们都能破坏对称运行，形成三相电流不对称。
1、负序电流引起的转子过热不对称的三相电流分解成三组对称的电流，即正序、负序、零序3组分量。
由于发电机一般都是星形接线，且中性点没有中线连接，故零序电流流不通。
正序电流在空气隙中产生一个正序旋转磁场，它的旋转方向与转子同向旋转。
负序电流在空气隙中产生一个负序旋转磁场，它的旋转方向与转子反向旋转，其转速对转子的相对速度而言是两倍的同步转速。
而负序磁场以两倍同步转速扫过转子表面时，会引起转子表面发热并使转子产生振动。
当负序磁场扫过转子表面时，会在转子铁心的表面、槽楔、转子绕组、阻尼绕组以及转子的其他金属结构部件中感应出两倍于工频（100HZ）的电势，造成转子铁心的附加涡流损耗和转子的绕组的附加铜损。
铁心的附加涡流损耗由于集肤效应而集中于转子本体和各部件的表面薄层中，使转子铁心表面发热。
危险的不是转子的普遍发热，而是转子部件的局部发热。
电流越过许多转子部件的接触面，如转子的齿、槽楔和套箍等，由于一个或数个接触面的接触稍差，它们的电阻比较高，损耗就主要在这些接触处发散出来，这种情况下，即使损耗的绝对值不大，也会引起局部高温。
实践证明，转子本体两端的槽楔和套箍，在本体嵌装处的温度最高，发热最厉害。
负序磁场在转子绕组中产生两倍工频的交流感应电流，使转子绕组内产生附加铜损，引起绕组温升增大。
由于绕组放在槽中，不易散热，因此对转子温升影响较大。
2、磁场不均匀引起的机组振动不对称电流产生的磁场也不对称，对于汽轮发电机来说，转子是隐极式的，因是圆柱体，沿圆周气隙中的磁阻相差不大，磁场比较均匀，所以引起振动较小，危害不大。
不对称运行和突然短路对同步电机的影响
不对称运行和突然短路对同步电机的影响一、不对称运行影响不对称运行时,负序电流产生的负序旋转磁场相对于转子以两倍同步速旋转,并在转子绕组(包括励磁绕组和阻尼绕组)中感应出两倍频率的电流以及在转子表面感应出涡流,这些电流将在绕组中和铁心表面引起额外损耗并产生热量,使得转子温升增高。
特殊是汽轮发电机,涡流在转子表面轴向流淌,在转子端部沿圆周方向流淌而形成环流,这些电流不仅流过转子本体,还流过护环；它们流经转子的槽楔与齿、护环与转子之间的很多接触面,这些地方具有接触电阻,发热尤为严峻,可能产生局部高温、破坏转子部件与励磁绕组绝缘。
水轮机散热条件较好,负序磁场引起的转子过热的影响相对小些。
由于负序旋转磁场与转子磁场之间有两倍速的相对运动,因而它们之间将产生以两倍频率(100Hz)脉动的转矩,这个附加转矩同时作用在转子轴和定子机座上,并引起100Hz的振动和噪声。
水轮发电机中大量的焊接机座结构简单被振动损坏,因此水轮发电机中必需采纳阻尼绕组以减弱负序磁场。
为此,对不对称负载运行要赐予必要的限制。
对于同步发电机,常从转子发热的角度动身限制负序电流与额定电流之比。
不对称运行除了对发电机本身的影响外，对电网其他设备及四周的通讯设施也产生不良影响。
发电机的不对称运行导致电网电压的不对称,不对称的电压加于用户的设备上会产生不良影响。
如使得异步电动机的电磁转矩、输出功率和效率降低,并引起转子过热等。
另外,发电机绕组中因有负序电流而消失更高次的谐波电流,这些高频电流会对输电线四周的通迅线路产生音频干扰。
为了削减负序电流的影响,通常在转子上装置阻尼绕组。
阻尼绕组对负序磁场有很好的去磁作用,能降低负序磁场对转子造成的过热以及减小脉动转矩。
二、突然短路的影响同步电机突然短路后不仅破坏了电机电磁方面的平衡,而且破坏了电机机械方面和热方面的平衡。
一般由于电磁瞬变过程持续时间很短,可以认为在这个短时内只有电磁方面的影响。
阅历证明,突然短路后,最受威逼是绕组端部。
第17章 同步电机的非正常运行(不对称运行)
负序电流作用下产生漏磁通及气隙磁通， 与此相对应的漏电抗及负序电枢反应磁通对 应的电抗之和为负序电抗 ，X A相定子回路 2 负序电压方程式为：
I R jI X 2 U
A
A
A
Z2 IA
UA
3.零序分量 定子绕组中也不存在零序的空载电动 0 势，EA 0，零序电流作用下产生漏磁通， 与此对应的电抗为零序电抗 X 0 ，A相定子 回路电压方程式为：
汽轮发电机：X 2 0.15
X 2 0.40 没有阻尼绕组的水轮发电机：
有阻尼绕组的水轮发电机：X 2 0.25
3.零序电抗 三个相绕组的零序电流由于同相，就 不会产生基波电枢反应磁动势，因此也不 会产生电枢反应基波磁通。零序电抗只有
与漏磁通相对应的电抗。
说明：零序电抗不完全等于正序的漏电抗。 零序电抗 X 0 小于 X S ，即：X 0 X S
a IA a IB IC 1
2
IA 1 2 I a B IC a
参数系统中。
1 a a
2
1 1 1
I I I
A A 0 A
* 对称分量法应用的是叠加原理，只能用在线性
二、各相序的基本方程式和等效电路
1.正序分量
正序电动势就是正常的空载电动势，即：
E E 0 A ，所以正序电压方程式如下：
A
E I R jI X1 U
Z1 IA UA
A
A
A
A
EA
2.负序分量
发电机没有反转的励磁磁通，定子绕组 中不会感应负序电势， EA 0 。
I B I I I a I aI I I C I I I aI a I I
电机不对称运行
转方向相反。阻力转矩
负序转差率
s
ns ns
n
2
s
2。对称分量法应用
2.2 单相感应电动机原理分析
零序电压与零序电流
三相异步电机一般不接中线，可不考虑零序电 流。 (零序磁场不存在，等效电路不存在，不 考虑)
Z参数(Z1, Z2 , Zm ) Z参数(Z1, Z2 , Zm ) 0.5Z参数(Z1, Z2 , Zm )
！！！！！
1。对称分量法的基本原理(汤书p258)
1.1 三相对称系统的概念、表达，不对称问题引入
不对称三相系统的瞬态表达式：
多种原因引起
B
U U
A B
2Ua cos(t) 2Ub cos(t )
大小不相同 相差不是120度
A
UC 2Uc cos(t ) 但频率是相同的
C
不对称三相系统的向量表达式：
一、结构：定子为单相绕组（工作绕组,但通常还有起动绕组或辅助绕
组）；转子为鼠笼式。
二、工作原理（只有工作绕组时）
单相交流绕组通入单相交流电流产生脉动磁动势，其可分解为F+、F-，建
立起正转和反转磁场Φ+、Φ-，这两个磁场切割转子导体，产生感应电动
势和感应电流，从而形成正反向电磁转矩T+、T-，叠加后即为推动转子转
立的对称系统的叠加 三个独立变量+两个相对角度变量
转换的思路：
a。假设有独立对称系统U+,U－,Uo，其叠加正好构成不对称三相系统； b。如果能够找到这三个对称系统的表达式，则假设成立； c。相应的，不对称的三相系统也就分解成了三个独立的对称系统U+,U－,
Uo，
1。对称分量法的基本原理
农村水电站发电机不对称运行的危害(三篇)
农村水电站发电机不对称运行的危害不少农村水电站的运行管理人员对发电机不对称运行的危害性认识不足，因而对此往往不够重视。
为了引起农村水电站运行人员对该问题的重视，笔者谈点意见供参考。
１发电机发生不对称运行的主要原因农村水电站的运行方式一般都是一方面与县电网并列运行，另一方面承载有一定数量的自供区负荷。
若自供区负荷不平衡，例如三相负荷分配不均匀，大容量的单相负荷比重大，造成运行中三相负荷投（切）不均匀程度增加；输电线路发生不对称短路（如单相接地或两相短路）；电源由变压器升压后的主控断路器或发电机本身的主控断路器，在操作或运行中三相动作不同步或某相接触不良；输电线路三相导线的阻抗值不相同（如导线的接头过多且集中在某一相中，三相导线的材质或线径不一致）等，都会造成发电机处在不对称工况下运行。
２不对称运行对发电机的危害众所周知，发电机是根据三相电流平衡对称的工况下长期运行的原则设计制造的。
当三相电流对称时，其所合成的旋转磁场与转子是同方向且转速相等的，即旋转磁场相对于转子来说是静止的，旋转磁场的磁力线不会切割到转子。
当三相电流不对称时，即在发电机中会有正序、负序、零序三组对称分量电流产生，其值叠加后可能促使发电机的相电流超出额定值，因而加大了发电机的温升值。
另外，正、负序电流分量都会在发电机三相绕组中合成旋转磁场。
正序电流分量产生正序旋转磁场，它与转子以同方向、同速度旋转。
而负序电流分量产生的负序旋转磁场，其旋转方向正好与转子的旋转方向相反，所以从宏观的角度上看，其转速相对转子的速度来说则是２倍的同步转速。
这个以２倍同步转速切割转子的旋转磁场，会在转子铁心的表面、槽楔、转子绕组以及转子其他金属部件中感应产生２倍于工频的电流，所以其集肤效应很强，将使转子表面的附加损耗急剧增加（该损耗值的大小近似地与负序电流值的平方成正比），这将促使转子温升急剧升高。
另外，因为水轮发电机的转子都是采取凸极式结构，使其磁极的纵轴方向与横轴方向两者的气隙大小不一样，其磁阻也就不一样，则当负序旋转磁场对着转子横轴附近时，因其气隙大则其磁阻也大，故磁力线就少，即转子与定子之间的作用力也就小。
小议农村水电站发电机不对称运行的危害范本（3篇）
小议农村水电站发电机不对称运行的危害范本农村水电站发电机是农村地区能源供应的重要组成部分，它们负责将水能转化为电能，为农村居民的生活带来方便和便利。
然而，由于各种原因，农村水电站发电机的运行往往不够对称，造成了一些严重的危害。
本文将探讨农村水电站发电机不对称运行可能产生的危害，并提供对策。
首先，不对称运行使发电机负荷分配不均，从而导致设备的早期损坏。
当一个发电机长时间在高负荷下运行，而另一个发电机却处于低负荷状态时，负荷较大的发电机将承受过多的压力，这容易导致设备的磨损和故障。
例如，发电机的轴承、绝缘材料和冷却系统可能因长时间的高负荷运行而受到损坏，从而提前退役或需要维修，从而增加了维护成本。
其次，不对称运行会降低发电机的效率，并导致能源的浪费。
当发电机不对称运行时，一个发电机的负荷较重，而另一个发电机的负荷较轻，这就导致整个发电系统的效率下降。
高负荷下运行的发电机必须消耗更多的燃料才能满足需求，同时低负荷下运行的发电机则会浪费大量的燃料。
因此，在发电机不对称运行的情况下，很难实现能源的最大利用，这不仅浪费了宝贵的资源，还增加了能源成本。
另外，不对称运行也会增加发电机的运行风险，可能导致事故发生。
当一个发电机的负荷过重时，它的运行可能会超出设计工艺的安全边界。
过高的温度和压力将增加设备故障的风险，甚至可能引发火灾和爆炸。
另一方面，低负荷下运行的发电机也存在一定的安全隐患，因为其运行时的稳定性可能受到影响，可能导致电压不稳定甚至断电。
这些运行风险对于农村地区社会经济的稳定和居民生活的安全都有致命的影响。
最后，不对称运行还会对环境产生负面影响。
发电机的不对称运行会导致排放物的增加，如烟尘、二氧化碳和氮氧化物等。
这些污染物对大气环境和人体健康都是有害的，会引发大气污染、酸雨、温室效应等环境问题，危害农村地区的生态环境。
此外，发电机不对称运行还会导致水资源的不合理利用。
对于水电站来说，水是最重要的能源来源，如果不对称运行导致片区水资源的过度利用，将对农村地区的水资源供应造成极大的压力。
电机学(下)不对称运行共92页文档
IL UB
IL 3
Z m 0
E0
E0
E0
1.4 感应电动机的不对称运行
1.4.1 各相序等效电路 1.4.2 电流和转矩的计算 1.4.3 三相感应电动机一相断线
1.4.1 三相感应电动机各相序等效电路
1/6
正序等效电路
R1
X 1
X 2
U1
I1
Rm
I2 Im
R 2 s
Xm
Z1R1jX1
ZmRmjX m
UA U UB a2U
UC aU
1.1 对称分量法
5/12
对称分量的公式表达（负序）
UA
s
UB
UC
负序分量
UA U UB aU UC a2U
1.1 对称分量法
6/12
对称分量的公式表达（零序）
UA 0
UB 0 s
UC 0
零序分量
UA0 U0 UB0 U0 UC0 U0
1.1 对称分量法
R1
X 1
X 2
U1
I1
Rm
Im
I2
R 2 2
s
Xm
不大的负序电压也能引起较大的负序电流，使电机 过热；负序磁场使损耗增加，效率降低。三相感应 电机不允许在较严重的不对称电压下长期运行。
1.4.1 三相感应电动机各相序等效电路
5/6
负序阻抗
Z
Z1
Zm
R2 2s
jX2
Zm
R2 2s
jX2
1.4.1 三相感应电动机各相序等效电路
X 2
Z1
Zm
R 2 2s
1.4.3 感应电动机一相断线运行
6/6
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一、结构：定子为单相绕组（工作绕组,但通常还有起动绕组或辅助绕
组）；转子为鼠笼式。
二、工作原理（只有工作绕组时）
单相交流绕组通入单相交流电流产生脉动磁动势，其可分解为F+、F-，建
立起正转和反转磁场Φ+、Φ-，这两个磁场切割转子导体，产生感应电动
势和感应电流，从而形成正反向电磁转矩T+、T-，叠加后即为推动转子转
一。不对称问题分析方法与应用
1。对称分量法的基本原理(汤书p258)
– 1.1 三相对称系统的概念、表达，不对称问题引入 – 1.2 不对称与对称系统的转换－－对称分量法 – 1.3 物理解释
2。对称分量法应用
– 2.1 椭圆形磁场分析 – 2.2 单相感应电动机原理分析 – 2.3 三相变压器不对称运行分析 – 2.4 同步发电机不对称运行分析
转方向相反。阻力转矩
负序转差率
s
ns ns
n
2
s
2。对称分量法应用
2.2 单相感应电动机原理分析
零序电压与零序电流
三相异步电机一般不接中线，可不考虑零序电 流。 (零序磁场不存在，等效电路不存在，不 考虑)
Z参数(Z1, Z2 , Zm ) Z参数(Z1, Z2 , Zm ) 0.5Z参数(Z1, Z2 , Zm )
2。对称分量法应用
2.1 椭圆形磁场分析
当电流为不对称三相电流时，将其分解为正弦、 负序和零序三个对称分量，它们分别产生各自 的磁场。它们幅值一般不相同。
正序分量产生正向圆形同步旋转磁场F+ 负序分量产生反向圆形同步旋转磁场F－ 零序分量不产生磁场 任一瞬间的合成磁势可看成由正向磁势F+和反 向磁势F-两个分量叠加而成，其在空间仍按正 弦分布。 用旋转矢量表示为空间矢量和，不同时刻， 有不同的振幅，其端点轨迹为一椭圆，
F u2 v2 F2 F2 2FF cos2t
所谓的双 旋转理论
2。对称分量法应用
2.1 椭圆形磁场分析
椭圆形旋转磁场是一般化的、现实中普遍存在的一种磁场 圆形旋转磁场是其一个理想化的特例，只由正序或负序电流产生 事实上，脉振磁场也是其另一个特例：
脉振磁场是由单相绕组中通以单相正弦电流产生的，我们也可将其 看出是三相对称绕组中通以了三相不对称电流（如Ia＝I,Ib＝0,Ic＝ 0 ），故也可用对称分量法对脉振磁场进行分析。
I2'
I
rm
rm jxm
'
I
rm
rm jxm
jxm
r2' 2
s
jx2'
Pem
I
' 2
2
0.5R2' s
,
Pem
I2' 2
0.5R2' 2s
,
Pem＝Pem
Pem
Tem
s
T
1 s
I' 2 2
UC
1 86.6 j50 (40 j69.3) (0 j50) 42.2 j10.23
3
V
1。对称分量法的基本原理
1.3 物理解释 例2
U
1 3
(UA
aUB
a 2UC
)
U－
1 3
(UA
a 2UB
aUC
)
U0
1 3
(UA
UB
UC
)
设有一不对称三相电压请将其分解为对称分量。
iA 2 I cost
不对称三相电流流过对称三相绕组的基波磁势
将不对称的三相系统分解为三个对称的系统，即正序系统、负序系统 和零序系统。每相电流分解为三个分量，每相磁势也可分解为三个分量。 当正序电流流过三相绕组时，产生正向圆形旋转磁势，亦称正序圆形 旋转磁势 当负序电流流过三相绕组时，产生负向圆形旋转磁势 当0序电流流过三相绕组时，产生??磁势
r2' s
jx'2
正序电压，产生正序电流，建立正向旋转磁场，产生正向转矩，拖动转子
同方向旋转。 正序转差率
s
ns ns
n
s
2。对称分量法应用
2.2 单相感应电动机原理分析
负序等效电路:
Z
r1
jx1 rm
jxm
||
r2' s
jx'2
负序电压，产生负序电流，建立负向旋转磁场，产生反向转矩，与转子旋
e j120
！！！！！
1。对称分量法的基本原理(汤书p258)
1.1 三相对称系统的概念、表达，不对称问题引入
不对称三相系统的瞬态表达式：
多种原因引起
B
U U
A B
2Ua cos(t) 2Ub cos(t )
大小不相同 相差不是120度
A
UC 2Uc cos(t ) 但频率是相同的
C
不对称三相系统的向量表达式：
UUBA
Ua[cos(0) j sin(0)]
Ub[cos( ) j sin( )]
UC Uc[cos( ) j sin( )]
以A相为参考向量
UUBA
U a0 U ae j0 Ub Ube j
UC U c U ce j
有5个独立变量
1。对称分量法的基本原理(汤书p258)
立的对称系统的叠加 三个独立变量+两个相对角度变量
转换的思路：
a。假设有独立对称系统U+,U－,Uo，其叠加正好构成不对称三相系统； b。如果能够找到这三个对称系统的表达式，则假设成立； c。相应的，不对称的三相系统也就分解成了三个独立的对称系统U+,U－,
Uo，
1。对称分量法的基本原理
1.2 不对称与对称系统的转换－－对称分量法
1。对称分量法的基本原理
1.3 物理解释 例1
设有一不对称三相电压请将其分解为对称分量。
uA 2 100cost 30 uB 2 80cost 60 uC 2 50cost 90
UA 100 30 100 cos30 j sin 30 86.6 j50 V UB 80 60 80cos 60 j sin 60 40 j69.3 V UC 5090 50cos90 j sin 90 0 j50 V
（3）对称分量法根据叠加原理，只适用于线性参数的电路中。
2。对称分量法应用
2.1 椭圆形磁场分析
引入 我们知道：三相对称绕组通以三相对称电流产生空间正弦分布的圆形旋转磁场
而三相对称绕组中通以不对称三相电流则产生空间仍然是正弦分布的椭圆 形旋转磁场。 但椭圆形旋转磁场是如何产生的呢？现在可以用对称分量法加以解释：
与椭圆形旋转磁场可看成正向圆形旋转磁势F+和反向圆形旋转磁势F-的 合成类似
脉振磁场也可看成正向圆形旋转磁势F+和反向圆形旋转磁势F-的合成。
区别在于：合成椭圆形旋转磁场的F+、F-幅值不等，而合成脉振磁场的 F+、F-幅值相同.
2。对称分量法应用
2.2 单相感应电动机原理分析（汤书p201/p388）
零序：A B C 同相 没有相差 B
三相对称系统的向量表达式1：
UUBA
U[cos(0) j sin(0)] U[cos(120) j sin(120)]
UC U[cos(240) j sin(240)]
以A相为参考向量
三相对称系统的向量表达式2：
UUBA
U0 Ue j0 U 120 Ue j120
IA I0 IB 0
iB 0
IC 0
iC 0
注意其物，记
I ?
住结论理含义
I ?
I0 ?
通入三相对称 绕组，结果怎
样？
1。对称分量法的基本原理
1.3 物理解释及算例
结论
（1）正序、负序和零序系统都是对称系统。当求得各个对称分量后， 再把各相的三个分量叠加便得到不对称运行情形。
（2）不同相序可能具有不同的阻抗参数：即存在相应的正序阻抗、 负序阻抗和零序阻抗，其电流流经电机和变压器具有不同物理性 质。
1。对称分量法的基本原理(汤书p258)
1.1 三相对称系统的概念、表达，不对称问题引入
正序、负
序均是对 称系统
三相对称系统的瞬态表达式：
大小相等、相差120度
U U
A B
UC
2U cos(t) 2U cos(t 120 ) 2U cos(t 240 )
正序：A－B－C A 负序：A－C－B
1.1 三相对称系统的概念、表达，不对称问题引入
对称三相系统的求解， 已经学习和掌握。 用一相的等效电路求解
B
不对称三相系统的求解， 该怎么办？
转换
等效电路是 由对称系统
构建的
对称分量法
B
A
C
A
C
1。对称分量法的基本原理(汤书p258)
1.2 不对称与对称系统的转换－－对称分量法
要求解不对称三相系统，就需要将不对称转换为对称系统 转换的方法：对称分量法； 转换的思想：把不对称的三相系统分解为相序分别为正、负、零的三个独
2 双旋转磁场理论
合成脉振 旋转磁场 Fm
设电动机转速为n， 则对正转磁场而言，转差率为s+； 为对反转磁场而言，转差率为s-
正序旋转 磁场 Fm+
负序旋转 磁场Fm －
s
ns n ns
s
s
ns ns
n
2
s
2。对称分量法应用
2.2 单相感应电动机原理分析
正序等效电路:
Z
r1
jx1
rm
jxm ||
U
1 3
(UA
aUB
a 2UC
)
1。对称分量法的基本原理 U－