同步发电机的进相运行
同步发电机进相运行分析
同步发电机进相运行分析摘要：本文主要阐述当发电机进相运行时，对发电机静态稳定的影响及稳定储备系数的限制。
同时对发电机端部发热情况的分析，以及对厂用电电压的影响及减少发电机端部漏磁的措施。
关键词：发电机；进相；迟相；无功功率；静态稳定；磁通1.概述随着电力系统的不断发展，高压输电线路和电缆长度不断增加，以及为弥补高峰负荷时无功的不足，在电网中分散装设许多静电电容，这些都使系统的电容性无功功率增加，因而在低负荷运行时，系统或系统的某部分，容性无功可能超过负载感性无功和网络无功损耗之和，并在电网的某些枢纽点上会产生电压上升，以致超过容许范围。
例如元宝山发电责任公司三台600MW机组由于处在电网末端，发电机出口母线电压经常升高，造成发电机进相运行使其定子端部的压指、压圈等部件产生过热而受到损坏，因此元电在500KV母线并联一组可调电抗器来吸收多余的无功功率，但这总有一定限度，且增加了设备投资。
因此早在五十年代，国外就开始试验研究大容量发电机进相运行，以吸收无功功率进行电压调整。
近些年来我国也广泛开展了进相运行的研究工作。
实践表明，发电机进相运行是切实可行的。
进相运行，实际就是发电机在欠激状态下运行。
发电机在过激时，会向系统送出无功，这时定子电流落后于端电压。
而欠激磁时会吸收系统无功，或者说向系统送出电容性无功，补偿系统电容性负荷，定子电流超前于端电压。
发电机这种欠励磁进相运行方式，对发电机静态稳定和端部发热都产生不利的影响。
因此在《发电机运行规程》中不能不作出一定的限制，要求在有自动电压调整器时，容许短时间在cosΦ＝﹙0.95～1﹚范围内运行。
对于进相运行时，容许的有功和无功出力一般要通过试验，根据静态稳定和端部发热情况决定。
2.进相运行对静态稳定的限制以隐极同步发电机与无穷大电网并联为例，若发电机直接与电网，其功角特性为：Pdc=m（E0U/Xd）sinδ.上式中：Pdc（发电机电磁功率）；E0（发电机空载电势）；U（发电机端电压）；Xd（发电机同步电抗）；δ（功角）。
第九章_同步发电机的运行教育课件
只有在事故情况下，当系统必须切除部分发电机 或线路时，为防止系统静态稳定破坏，保证连续
供电，才能容许发电机短时过负荷。
技术研究
发电机经高电阻接地后，发电机单相接地故障时可限制健全 相的过电压不超过2.6倍额定相电压；限制接地故障电流不 超过10~15A；为定子接地保护提供电源，便于测量；发生 单相接地时，总的故障电流不宜小于3A，以保证接地保护 不带时限立即跳闸。
技术研究
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8、发电机的冷却方式
定子/转子绕组/定子铁芯 全氢冷 水氢氢 水水空 水水氢 全水冷
补偿后的单相电流小于1A，可不跳闸停机，仅作用 于信号，提高供电的可靠性。
技术研究
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经高电阻接地方式
适用于200MW及以上的大机组。
具体装置是将电阻R经单相接地变压器T0（配电变压器或电 压互感器）接入中性点，电阻接在变压器的二次侧。接地变 压器的一次电压取发电机的额定电压，二次电压可取100V 或220V。接地变压器的型式以干式单相配电变压器为宜 。 部分引进机组采用直接接入数百欧姆的高电阻 。
定子电压降低5% 定子电压增加5% 定子电压低于95% 定子电压高于105%
定子电流增加5% 定子电流降低5% 定子电流不超过额定值的5% 发电机降低出力
端电压最高和最低限值为额定值的110%-90%
技术研究
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频率和功率因数不同于额定值时发电机运行
运行频率在±0.5HZ变化 频率高于额定值 频率低于额定值
运行状态 将高压断路器合上，即机组与主系统并列。
技术研究
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锦州发电机的冷启动规程
备用变向厂用电系统供电；
锅炉点火，汽轮机冲转，电液调速打到低转速档，在达到 500转/分前，每分钟增加100转，之后，在达到1000转/分时 检查机组的振动等情况，暖机半小时，在达到2800转前，每 分钟增加800转，迅速超过临界转速，在达到2800转/分后， 电液调速打到高速档，每分钟增加50转，在转速稳定后准备 同期并网。
同步发电机进相运行
同步发电机进相运行发电机进相运行是利用系统现有设备，吸收电网负荷低谷时的过剩无功功率，实现无功平衡，满足降压实际需要而采取的有效措施。
在进相运行限额值的范围内运行是安全的。
标签：必要性；状态分析；特点1.发电机进相运行的必要性在高电压、远距离输电的大电网中，当电力负荷处于低谷时，在轻负荷的高电压长线路和部分网络中，会出现系统电压升高甚至电压超上限的情况，并有日趋严重的态势。
这不但破坏了电能质量、影响电网的经济运行，也威胁电气设备特别是磁通密度较大的大型变压器的安全运行以及用电安全。
因此急需寻求有效的降压措施。
适时将发电机进相运行，就能降低电压，抑制和改善网络运行电压过高的情况。
该方法技术措施易于实现，运行操作方便、灵活，可获得显著的经济效益，已成为一种切实可行的调压方式，在系统中已经得到广泛的应用。
2.同步发电机进相运行的状态分析发电机进相运行是一种同步低励磁正常稳定运行方式，相对于发电机静子电流IG滞后于静子电压UG的迟相运行而言，进相运行时功率因数是超前的，即发电机静子电流IG超前于静子电压UG。
该方式运行时，发电机发出有功功率的同时，可不发或从系统吸收无功功率。
假定发电机直接接于无限大容量电力系统。
端电压UG保持不变，设发电机电势为Eq，定子电流为IG功率因数角为Φ，功角为δ，发电机同步电抗为Xd。
如果调节励磁电流If，Eq随之发生变化，功率因数角Φ同时发生变化。
如果增加发电机励磁电流If，Eq则变大，此时发电机负荷电流产生去磁电枢反应，功率因数角Φ是滞后的，即发电机定子电流IG滞后于发电机的定子电压UG，发电机同时向系统输送有功、无功功率。
发电机这种运行状态称之为迟相运行状态。
反之如果减少发电机励磁电流If，使发电机电势Eq减小，发电机负荷电流将产生助磁电枢反应，功率因数角Φ变为超前，即发电机定子电流IG超前于定子电压UG，发电机向系统输送有功功率，但从系统吸收无功功率。
发电机这种运行状态称之为进相运行状态。
同步发电机及其进相运行
同步发电机及其进相运行同步发电机正常运行时发出感性无功，但由于系统无功过剩、电压偏高，为维持系统电压稳定，实际有时会有一定程度的进相，即吸收感性无功。
近期河源电厂1、2号机都出现不同程度的进相，由于河源电厂AVC系统为广东电网新投入系统，技术并不特别成熟，实际运行时常出现AVC自动退出、DCS值与NCS值不符、越定值运行等异常情况，且机组并未做过相关的进相运行试验，给运行监视调整带来一定难度。
本文以电磁感应为基础，从同步发电机内部磁场分布入手，得出同步发电机电压、功率方程，进而得出发电机的静稳定极限曲线，为之后的进相运行探究提供理论基础。
一、隐极同步发电机电压方程发电机并网前，转子中通入励磁电流以后，将会在发电机内部建立一个旋转磁场--主磁场，主磁场切割电枢绕组（即定子绕组），将在电枢绕组感生激磁电动势E0，忽略高次谐波，E0=4.44fN1k w1Φ0，忽略铁磁磁饱和，主磁通Φ0正比于励磁电流I f，所以E0∝I f。
发电机并网后，定子绕组形成回路，产生频率为50Hz的交变电流I，I同时也会在发电机内部感应出与转子同步、与主磁场保持静止的旋转磁场—电枢磁场，即产生电枢反应，同样，电枢磁场也会在电枢绕组感生电枢电动势E a。
主磁场与电枢磁场合成气隙磁场。
于是，采用发电机惯例，以输出电流作为电枢电流的正方向，机端电压方程为：E0+E a-I（R a+jXσ）=U，（式1-1）其中R a为电枢绕组电阻，Xσ为漏抗；不难理解，电枢电动势E a正比于电枢反应磁通Φa，不计磁饱和时，Φa又正比于电枢电流I，即E a∝Φa∝I，根据法拉第电磁感应定律，E a滞后于Φa90°电角度，而Φa与I同相位，所以E a可以写成：E a=-jIXa，Xa为电枢反应电抗；代入式1-1，可得：E0-jIX a-I（R a+jXσ）=U，整理得：U = E0-IR a-jI（Xa+Xσ）= E0-IR a-jIX s，式中X s= Xa+Xσ，称为同步电机的同步电抗，它是表征同步电机运行时电枢反应和电枢漏磁这两个效应的一个综合参数，不计磁饱和时为常值，可以得到隐极同步发电机的等效电路图：图1 同步发电机等效电路图和相量图：图2 同步发电机相量图图2中E0与I夹角Ψ0为内功率因数角，E0与U夹角δ为功率角，U与I夹角φ为功率因数角。
同步发电机的进相运行与失磁保护的配合
发电机定子电流高或功率因数接近于 Ｏ 时 才去看发电机定子温度 ．而忽略了发热的 积累效应 ， 当发热量大于散热量时， 定子端 部温度会持续升高 ．造成发电机定子温度 超过允许值 ， 损坏发电机绝缘。因此 。 发电
机在进相运行时．须连续监视发电机定子 温度 。 做到有问题及时发现及时处理。 ２３２ 要认真 监视 厂 用 电母 线 电压 ．．
这就带来 了一个问题．运行人员源自往会在 磁保护。” 由此可见 ， 内绝大多数发电 系统
机都要求装设失磁保护。 失磁保护的装设 ． 使发 电机进相运行的空间进一步缩小 因
为在发电机进相运行时 ．虽然还可能没有
到达不稳定 区域 ．失磁保护可能就会动作
跳闸。 这也是失磁保护的意义所在。 现就需 要进相运行的发电机失磁保护的整定思路 及与运行调整的配合做一简要分析。 如图 ２ 所示 ． Ｒ轴下方 的圆 １ 设 为整 定 的失磁阻抗圆。 １Ｐ 、３ Ｐ 、２Ｐ 分别代表三种
不 同的有功负荷 。 Ｐ ＞ ２ Ｐ 。从图 ２ 且 ＩＰ ＞ ３ 可 以看出 。 有功功率越大 ． 到失磁阻抗圆的运 动轨迹越短 ．这与前面所讨论的结论是一
致的 装设失磁保护后 ． 发电机进相运行的
通常发 电厂厂用 电引自发电机出口或 发 电机 出Ｉ母线 。 ： １ 在进相运行时 ． 随着发电 机端电压的降低 ． 厂用电母线电压也会降 低 而厂用母线电压不能低于 ９ ％额定电 ０
意。 此时调整有功负荷的速度不能快 。 一定 要缓慢调整。 因为发电机在进相运行时 ， 处
机运行状态超不稳定方向发展 ． 极有可能
使发 电机失稳 。 因此， 这两项操作是进相运
行时 的“ 禁忌项 目”调整程度应 在进相试 ． 验数据的基础上留有一定的裕度。
发电机进相运行分析
发电机进相运行分析发电机正常运行时,向系统提供有功的同时还提供无功,定子电流滞后于端电压一个角度,此种状态即迟相运行.当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功,定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度,此种状态即为发电机的进相运行工况。
发电机进相运行时各电气参数是对称的，并且发电机仍保持同步转速，因而是属于发电机正常运行方式中功率因数变动时的一种运行工况，只是拓宽了发电机正常的运行范围。
同样，在允许的进相运行限额范围内，只要电网需要是可以长期运行的。
一、发电机进相运行的限制因素1、发电机的静态稳定限制;2、发电机出口电压的限制;3、6kV厂用电压的限制;4、发电机定子端部温度的限制;5、发电机定子电流过负荷限制;二、发电机进相运行的条件1、发电机进相应在系统低谷负荷时段，电压偏高时进行。
2、主要辅机运行正常，机组运行稳定。
3、发电机组完成进相试验，具备进相运行条件三、发电机进相运行的种类发电机进相运行分两种，一种是调度要求的发电机正常进相，另一种是机组异常情况下的进相。
第一种进相的情况，由于系统无功功率过剩的原因，调度要求发电机进相运行，要注意以下情况：1. 厂用母线的电压，不能低于额定电压的10%。
如6.3KV母线电压不得降至5.7kV以下,380V母线电压不得降至361V，对于发电机出口电压一般不需考虑，因为此时发电机出口电压一般是比较高的。
2. 要加强对发电机各部分温度的监视。
定子铁芯温度不高于120℃;定子线圈层间温度不高于120℃;定子线圈出水温度不高于75℃。
3. 要确保发电机冷却系统运行正常。
4. 进相运行时间要按各厂的规定及发电机各部温升情况决定。
第二种进相运行的情况，在发电机滞相运行时，如果是由于某种原因造成发电机低励失磁，但低励失磁保护又未动作，此时发电机由同步运行状态逐步进入异步运行。
在一定条件下，异步运行将破坏电力系统的稳定，并威胁发电机本身的安全。
同步发电机的进相运行
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第二章同步发电机的进相运行
例（1）一台TB-100-2型发电机，P n10 M 0,U W N1.8 3 kV ，
在手动励磁和投入自动励磁调节器两种条件下的实测结果列表：
该机的自动励磁调节器投入运行后，在接近额定有功功率
时，吸收的无功功率由手动励磁时的42.2Mvar增到63Mvar。当
有功功率降低时，电机的运行功角已超过自然稳定极限进入人
投入自动励磁调节器后，发电机 进相运行时的静态稳定大大提高， 有功功率增大时，仍未失去稳定， 只是定子电流超过额定值使进相 深度受到了限制。
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第二章同步发电机的进相运行
原因分析：
（1）发电机直接接在无限大电网上，即认为外部阻抗xs=0。 由于带自动电压调节器后，在一定的励磁电流If下，不是
保持Eq不变而是保持暂态电势 不变所致，此时PM的表达式为：
0为UG2 ( 1 1 )单位的点上，其半径长度为 UG ( 1 1 )，
2 xs xd
2 xs xd
如图1-16所示。此部分是进相运行时由静稳定决定的
理论上的最大容许值，考虑实际运行中突然过负荷等
因素的影响，比最大容许值还要低些。
谈谈进相运行
谈谈进相运行近期，由于春节期间电网负荷较低，运行机组较少，母线电压较高，我厂二三期运行的机组，经常面临机组无功为负值，或者接近于零的运行状态。
我们运行人员为此高度重视，电气专业也下发了相关措施，给出了对应负荷下，可以进相运行无功数值。
发电机进相运行，其实也是很正常的一种现象。
为此我们需要认知，掌握发电机进相运行相关内容，才能知己知彼，从容面对各种情况。
所谓发电机进相运行，是指发电机定子电流超前于端电压，对外系统输出有功功率，吸收感性无功功率的运行方式。
正常情况下，发电机为迟相运行方式，即定子电流滞后于端电压，对外同时输出有功功率和无功功率。
一、发电机进相运行原因运行中的电力系统，由于同步发电机电枢反应特性，使无功功率与电压有着密切的关系。
如果系统无功功率不足，会导致电力系统电压水平下降，同样，如果无功功率过剩，就会使得系统电压上升，甚至超过允许范围。
电力系统的超高压架空线路存在着相间电容和对地电容，还有的配电网络使用了电缆线路。
随着输电线路电压等级越来越高，输电距离越来越长，相间电容和对地电容产生相当数量的无功功率。
尤其是在节假日、午夜等低负荷期间，线路产生的无功功率过剩，不仅影响电能质量，还危及生产安全。
大容量发电机的进相运行，可以有效地吸收过剩的无功功率，并控制和调整线路电压在允许范围内，而不需要增加额外设备及投资。
二、关于进相运行的负载特性分析发电机运行中，有两个相互制约的磁场：转子绕组电流产生一个转子磁场，即主磁场；定子绕组电流产生一个电枢反应磁场。
发电机在迟相运行时，主磁场超前电枢反应磁场，定子电流滞后于端电压，负荷是电感性的，电枢反应是去磁的，发电机的气隙磁场由于去磁作用而被削弱，端电压要降低，而磁动势必须是平衡的，所以要增加励磁电流。
发电机为进相运行方式时，主磁场滞后超前电枢反应磁场，定子电流超前于端电压，负荷为容性的，电枢反应是助磁性质的，发电机的气隙磁场将增强，端电压要升高，所以励磁电流应减小。
发电机进相运行
发电机进相运行一、什么是发电机进相运行发电机进相运行是指发电机发出有功而吸收无功的稳定运行状态 ,属于机组异常运行的一种状况;当发电机励磁系统由于AVR原因或故障,或人为降低发电机的励磁电流过多,使发电机由发出感性无功功率变为吸收系统感性无功功率,定子电流由滞后于机端电压变为超前于机端电压运行,这就是发电机的进相运行;进相运行也就是现场经常提到的欠励磁运行或低励磁运行;此时,由于转子主磁通降低,引起发电机的励磁电势降低,使发电机无法向系统送出无功功率,进相程度取决于励磁电流降低的程度;二、引起发电机进相运行的原因引起发电机进相运行的原因是低谷运行时,发电机无功负荷原已处于底限,当系统电压因故突然升高或有功负荷增加时,励磁电流自动降低引起进相；AVR 失灵或误动、励磁系统其他设备发生了故障、人为操作使励磁电流降低较多等也会引起进相运行;三、发电机进相运行故障的处理1.如果由于设备原因引起进相运行,只要发电机尚未出现振荡或失步,可适当降低发电机的有功负荷,同时提高励磁电流,使发电机脱离进相状态,然后查明励磁电流降低的原因;2.由于设备原因不能使发电机恢复正常运行时,应及早解列;因通常情况下,机组进相运行时,由于定子端部漏磁和由此引起的损耗要比调相运行时增大,所以定子铁芯端部附近各金属部件温升较高,容易发热,对系统电压也有影响;3.制造厂允许或经过专门试验确定能进相运行的发电机,如系统需要,在不影响电网稳定运行的前提下,可将功率因数提高到1或在允许的进相状态下运行;此时,应严密监视发电机的运行工况,防止失步,尽早使发电机恢复正常;此外,应注意高压厂用母线电压的监视,保证其安全;由于水轮发电机是凸极式结构,其纵轴和横轴同步电抗不相等,电磁功率中有附加分量,因而使它比汽轮发电机有较大的进相运行能力;四、发电机进相运行时为什么会引起定子端部温度升高进相运行时由于助磁性的电枢反应,使发电机端部漏磁增加,端部漏磁引起定子端部温度升高,发电机端部漏磁通为定子绕组端部漏磁通和转子端部磁通的合成;进相运行时,由于两个磁场的相位关系使得合成磁通较非进相运行时大,导致定子端部温度升高;五、发电机进相运行时应注意什么发电机进相运行时,主要应注意四个问题：①静态稳定性降低；②端部漏磁引起定子端部温度升高；③厂用电电压降低；④由于机端电压降低在输出功率不变的情况下发电机定子电流增加,易造成过负荷;六、发电机进相运行的必要性超高压远距离输电网络不断扩大,导致系统无功增多,如220KV、330 KV和500 KV级的架空线路,每公里对地的容性无功分别为130kvar、400 kvar和 1 000～1300 kvar;加之,为弥补系统高峰负荷时的无功不足,在电网中还装设了一定数量的电容器,这些电容器有时难以适应系统调节电压的需要而及时投切;因此,在节假日或午夜等系统负荷处于低谷时,其过剩无功必导致电网电压升高,甚至超过运行电压容许的规定值,不仅影响供电的电压质量,还会使电网损耗增加,经济效益下降;发电机进相运行能吸收网络过剩的无功功率,降低系统电压;发电机进相运行是结合电力生产需要而采用的切实可行的运行技术,它可使发电机由改变运行工况而达到降压的目的;仅是利用系统现有设备增加的一种调压手段,便可扩大系统电压的调节范围,改善电网电压的运行状况;该方法操作简便,在发电机进相运行限额范围内运行可靠,其平滑无级调节电压的特点,更显示了它调节电压的灵活性,发电机进相运行是改善电网电压质量最有效而又经济的必要措施之一;七、发电机进相运行的基本原理发电机正常运行时,向系统提供有功的同时还提供无功,定子电流滞后于端电压一个角度,此种状态即迟相运行.当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功,定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度,此种状态即进相运行;发电机进相运行时各电气参数是对称的,并且发电机仍保持同步转速,因而是属于发电机正常运行方式中功率因数变动时的一种运行工况,只是拓宽了发电机通常的运行范围;同样,在允许的进相运行限额范围内,只要电网需要是可以长期运行的;同步发电机在低有功情况下可以无励磁运行,此时发电机能保持同步运行,并吸收电网无功功率,但其定子电压要下降;发电机进相运行会受到下列因素的限制：①发电机的静稳定和动稳定限制；②发电机的暂态和动态稳定限制；③低励磁不稳定的限制;。
发电机进相运行注意事项
发电机进相运行注意事项发电机进相运行是指发电机在启动或切换负载时，将发电机与电网进行同步并实现稳定运行的过程。
在进行发电机进相运行时，需要注意以下几个方面的注意事项。
必须确保发电机的绝缘性能良好。
在进相运行之前，应对发电机进行全面检查，包括绝缘电阻测试、绝缘油检测等。
只有确保发电机的绝缘性能良好，才能保证运行的安全性和稳定性。
需要保证发电机与电网的频率、相序和电压相匹配。
在进行进相运行之前，应先检查电网的频率、相序和电压，并对发电机进行调整，使其与电网保持一致。
如果频率、相序或电压不匹配，会导致发电机无法与电网同步，进而影响发电机的运行效果。
还需要注意发电机的机械部件是否正常运行。
在进相运行之前，应对发电机的机械部件进行检查，包括轴承、齿轮、润滑系统等。
确保这些机械部件正常运行，能够保证发电机在进相运行过程中的稳定性和可靠性。
还需要对发电机的励磁系统进行调整和检查。
励磁系统是保证发电机稳定运行的重要组成部分，对于进相运行尤为重要。
在进行进相运行之前，应对励磁系统进行调整，使其能够满足运行的要求。
同时，还应对励磁系统进行检查，确保其正常工作，避免出现异常情况。
在进行进相运行时，应密切关注发电机的输出功率和电流。
发电机的输出功率和电流是判断发电机运行状态的重要指标，对于进相运行尤为重要。
应通过监控仪表或监控系统实时监测发电机的输出功率和电流，确保其在正常范围内运行。
如果发现输出功率或电流异常，应及时采取措施进行处理，避免发生故障。
在进行进相运行时，应遵循相关的操作规程和安全要求。
操作人员应熟悉发电机的运行原理和操作流程，并按照规程进行操作。
同时，还应注意安全要求，佩戴好个人防护装备，确保人身安全。
在进行发电机进相运行时，需要重点关注发电机的绝缘性能、频率相序电压匹配、机械部件运行、励磁系统调整和检查、输出功率和电流监测以及操作规程和安全要求等方面的注意事项。
只有确保这些方面的问题得到妥善处理，才能保证发电机的进相运行顺利进行，实现稳定的发电功效。
发电机迟相、进相、调相的解释和区别联系
发电机迟相、进相、调相的解释和区别联系迟相运行通常，发电机励磁系统处于过励磁状态时，既向系统输送有功功率又输送无功功率，功率因数为正，这种运行状态称为迟相运行，也称滞相运行。
通常，发电机既向系统输送有功功率又输送无功功率，功率因数为正，这种运行状态称为迟相运行。
进相运行减少发电机励磁电流，使发电机电势减小，功率因数角就变为超前的，发电机负荷电流产生助磁电枢反应，发电机向系统输送有功功率，但吸收无功功率，这种运行状态称为进相运行发电机正常运行时，向系统提供有功的同时还提供无功，定子电流滞后于端电压一个角度，此种状态即迟相运行。
当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功，定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度，此种状态即进相运行。
同步发电机进相运行时较迟相运行状态励磁电流大幅度减少，发电机电势Eq亦相应降低。
从P-功角关系看，在有功不变的情况下，功角必将相应增大，比值整步功亦相应降低，发电机静态稳定性下降。
其稳定极限与发电机短路比，外接电抗，自动励磁调节器性能及其是否投运等有关。
调相运行调相运行，是指发电机不发出有功功率，只用来向电网输送感性无功功率的运行状态，从而起到调节系统无功、维持系统电压水平的作用。
发电机作调相运行时，既可过励磁运行也可欠励磁运行。
过励磁运行时，发电机发出感性无功功率；欠励磁运行时，发电机发出容性无功功率。
一般作调相运行时均是指发电机工作在过励磁即发出感性无功功率的状态。
发电机的进相运行：电力系统在运行过程中，如果无功功率过剩，系统的电压就会升高，影响系统的正常运行，此时需要将发电机调整到进相运行状态，发出有功功率吸收无功功率。
起到降低系统电压的作用。
使之处于稳定的运行状态，但发电机在进相运行时，也会产生不良的影响。
发电机迟相、进相、调相的区别和联系一、同步发电机的几种并网运行状态：。
什么是发电机的进相运行
什么是发电机的进相运行？最佳答案常规情况下，由于感性负荷较多，一般发电机在发出有功功率同时，还要发出感性无功功率来满足要求。
此时发电机增加励磁电压和电流，发电机功率因数滞后；但是在高电压及超高压输电线路中，由于线路的电容效应大于负荷的感性效应，所以要求发电机发出容性无功功率来满足要求。
此时发电机将降低励磁电压和电流，发电机功率因数超前运行，也叫进相运行。
发电机进相运行时，出口电压较低，厂用电电压也低。
不是所有发电机都可以做到的，需要在订货时特殊要求。
什么是发电机的进相运行，欠励，失磁？三者有什么关系呢？最佳答案由于500KV以下的电网一般都需要大量的感性无功功率，所以在这个电压以下电网运行的发电机，都希望能够输出感性无功，而发电机输出感性无功，需要加大励磁电流。
此时发电机的功率因数时正值。
但是当电网电压很高且输送距离很长时，输电线路本身产生的电容效应，就可以补偿上述感性无功，且还有多余，于是需要发电机输出容性无功来进行补偿。
需要减少发电机的励磁电流，从而输出容性无功。
由于励磁电流减少，所以发电机处于欠励状态。
此时发电机功率因数为负值。
发电机运行状态为进相运行状态。
而发电机励磁系统故障停止工作，发电机将处于没有励磁电流的状态，此时发电机为失磁运行，需要立即停机。
发电机的功率因数是什么意思发电机是靠电磁转换发电，其中会有一部分无功功率用于产生磁场，进行电磁转换，另外一部分有功功率就是输送给用户的，输出给用户的那部分在总功率中的比例就是功率因数了发电机电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S发电机的定子和转子除了是一个原动力的拖动外，是完全独立、互不干扰的两部分；发电机的定子是有功源，产生感应电动势、电流，在原动力的拖动下，向外输出交流电。
发电机的转子是无功源、绕组从外部引入直流电建立磁场，在原动力的拖动下，向外输送无功。
发电机进相运行技术措施
发电机进相运行技术措施发电机正常运行时，向系统提供有功的同时还提供无功，定子电流滞后于端电压一个角度，此种状态即迟相运行。
当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功，定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度，此种状态即进相运行。
同步发电机进相运行时较迟相运行状态励磁电流大幅度减少，发电机电势Eq亦相应降低。
从P-功角关系看，在有功不变的情况下，功角必将相应增大，比值整步功亦相应降低，发电机静态稳定性下降。
其稳定极限与发电机短路比，外接电抗，自动励磁调节器性能及其是否投运等有关。
进相运行时发电机定子端部漏磁较迟相运行时增大。
特别是大型发电机线负荷高，正常运行时端部漏磁比较大，端部铁芯压指连接片温升高，进相运行时因为漏磁增大，温升加剧。
进相运行时发电机端部电压降低，厂用电电压也相应降低，如果超出10%，将影响厂用电运行。
因此，同步发电机进相运行要通过试验确定进相运行深度。
即在供给一定有功状态下，吸收多少无功才能保持系统静态稳定和暂态稳定，各部件温升不超限，并能满足电压的要求。
进相运行进相运行现象：1、励磁电流大幅度减少；2、发电机定子电压降低；3、发电机无功负荷变为负值。
相运行进相运行危害：1、增加发电机有功负荷，将使发电机向不稳定方向发展，易造成发电机失稳运行甚至系统振荡事故。
2、继续减少发电机励磁电流，使发电机进相深度增加，可能导致发电机失磁保护动作或发电机失稳运行。
3、发电机进相运行，定子电流增加，定子发热增加；发电机进相运行时，定子端部漏磁通变化比增大，使得端部发热最严重，发电机定子线圈温度将持续上升。
4、发电机进相运行，发电机出口电压降低，使得6KV母线电压降低。
设有低电压保护的高压电动机将跳闸；运行中的各电气设备，因母线电压降低，电流增大，导致设备发热，长时间运行会损坏设备绝缘。
该厂母线电压考核范围为230—235KV，在电网某些运行方式下，会出现我厂发电机无功减至最低但是母线电压仍然高出235KV，此时应考虑发电机进相运行。
同步发电机进相运行静稳定下降的原因
同步发电机进相运行静稳定下降的原因同步发电机是电力系统中的重要组成部分，其稳定运行对于电力系统的正常运行至关重要。
然而，在同步发电机进相运行过程中，有时候会出现静态稳定性下降的情况，这可能会对电力系统的稳定性产生负面影响。
下面是同步发电机进相运行静稳定下降的原因：1. 电网电压不稳定：电网电压的波动和不稳定性可能导致同步发电机的静稳定性下降。
当电网电压突然变化时，同步发电机的输出电压也会随之变化，而这种突变可能会导致发电机的振荡和不稳定性。
2. 发电机励磁不足：同步发电机的励磁系统负责提供稳定的磁场以产生电能。
如果发电机励磁不足，磁场强度会减弱，导致发电机的输出电压不稳定，进而影响到发电机的静态稳定性。
3. 负载突变：当负载突然变化时，如大型电动设备的启动或停止，同步发电机将面临负载平衡的挑战。
负载的突变可能导致发电机的输出电压和频率波动，从而降低了其静态稳定性。
4. 发电机机械故障：机械故障如转子不平衡、轴承磨损等都可能导致同步发电机的旋转部件出现振动或不稳定。
这些机械问题会影响发电机运行的平稳性，进而降低发电机的静态稳定性。
为解决同步发电机进相运行静稳定下降的问题，我们可以采取以下措施：1. 定期检查和维护发电机励磁系统，确保发电机励磁稳定并满足运行要求。
2. 强化发电机的监控和保护系统，及时发现并修复机械故障，避免故障进一步恶化。
3. 提高对电力系统的监控能力，及时发现电网电压和负载的变化，并采取措施稳定电网工作。
综上所述，同步发电机进相运行静稳定下降可能受电网电压、发电机励磁、负载以及机械故障等多个因素的影响。
通过定期检查和维护，加强监控和保护系统以及提高电力系统的监控能力，我们可以降低静稳定性下降的风险，确保同步发电机的稳定运行。
发电厂电气部分第九章 同步发电机的运行
Pmax
EqU xd xs
（9-8）
由上式可知，若发电机 Xd 值越大，而电网Xs值相对较小(即线路不长)时，静态 稳定极限功率越小，故阻抗增大，导致静态定储备降低。一般采用励磁控制的方
法(包括应用各种类型的自动电压调节器)，改善大型发电机参数所带来的不利影响。
发电厂变电所电气主系统
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当电压低于95％以下运行时，定子电流不应超过额定值的5％。此时发电机要降
低出力，否则，定子绕组的温度要超过允许值。发电机运行电压的下限，可根据稳 定要求确定，一般不应低于额定值的90％。
发电厂变电所电气主系统
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第一节 同步发电机的参数及其额定值
发电机运行电压高于额定值，升高到105％以上时,其出力须相应降低。因为电压 升高，铁心内磁密度增加，铁耗增加，引起铁心温度和定子绕组温度增高。除此之
能有所降低，但总的来说，此时发电机的效率是下降的。
运行频率比额定值低，转速下降，使两端风扇鼓进的风量降低，使发电机的冷却 条件变坏，各部分温度升高；频率降低，为了维持额定电压不变，就得增加磁通，
如同电压增高时的情况一样，由于漏磁增加会产生局部过热；频率降低还可能使汽
轮机叶片损坏，使厂用机械出力受到严重影响。
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第一节 同步发电机的参数及其额定值
(二）端电压不同于额定值时，发电机的运行
发电机正常运行的端电压，允许在额定电压±5％范围内变动，此时发电机可保 持额定出力不变。当定子电压降低5％时，定子电流可增加5％；当电压升高5％时， 电流也就降低5％。在这样的变化范围内，定子绕组和转子绕组的温度不会超过允 许值。
按转子电流允许增大的倍数来提高出力，此时定子绕组温度不会超过允许值。 虽然各台发电机的温升数据不尽相同，但图9-2所表明的基本特性，即冷却介质 温度比额定值每低1℃所能增加的电流倍数，较之冷却介质比额定值每高1℃所应降 低的电流倍数小。这个原则对一般外冷发电机都适用。 发电机运行规程中规定的电流允许变化，便是依据这一原则确定的。不过，规 程从普遍安全考虑，规定的数据较严。对于具体某台发电机，可以根据其温升试验 曲线，计算出在不同冷却介质温度(进口气温)下的允许电流值。
发电机进相运行的处置措施
发电机进相运行事故处置措施一、发电机进相运行现象:1、发电机无功变为负值。
2、发电机出口电压、220kV母线电压、6kV厂用母线电压降低。
3、定子线圈温度，定子端部铁芯温度升高。
二、发电机进相运行处理:1、维持系统电压正常，保证系统稳定性，网上电压低时，禁止进相运行。
2、进相运行时，维持发电机出口电压在±5%Un范围内，防止发电机静稳极限降低。
3、保证发电机冷却水温、水压、流量在额定参数范围内。
4、监视定子温升不超规定，尤其是定子端部温度不超过120℃。
5、发电机进相运行期间，各部分温度、温升超过运行限额，手动增加无功负荷。
6、发电机进相运行期间，发电机定子电压、定子电流不能超过运行限额，否则联系调度减少有功。
7、发电机进相运行中，应按调度给定进相深度目标微量细调平稳操作。
接近给定深度时，操作要平稳微调，并严密监视发电机无功变化和6kV厂用母线电压。
8、发电机进相运行期间，出现失步振荡现象时，应立即增加励磁电流直至迟相运行。
必要时减小有功负荷，仍不能拉入同步时，按照值长命令解列机组。
9、在调整进相深度过程中，应注意相邻机组的无功负荷，力求合理分配。
如果按调度给定进相深度目标调整到主变高压侧电压仍高于调度给定的电压曲线，应立即汇报调度，并按调令执行。
10、当无功负荷调至给定进相深度时，运行人员应认真监盘，精心调整操作尽力保持运行工况稳定，不得超过发电机的出力曲线及V 形曲线的限额。
谨防有功负荷大幅度变化，导致无功进相深度变化使发电机功角增大，超过静稳极限失步振荡。
11、发电机进相运行中，每小时记录一次发电机各部温度。
12、发电机进相运行如果无功负荷、端部温度、6kV厂用工作母线电压达到限制条件时，应立即增加励磁电流至迟相稳定运行，使各限制条件均在允许范围内运行。
发电机进相运行的危害
发电机进相运行的危害所谓发电机的进相运行，是指发电机励磁电流降低，使其无功输出在零以下，严重者，是发电机完全失去励磁。
此时，发电机将从电网中吸收无功，使系统电压降低；系统中大容量的主力机组发生进相运行时，则可能引起系统震荡。
如果减少发电机励磁电流，使发电机电势减小，功率因数角就变为超前的，发电机负荷电流产生助磁电枢反应，发电机向系统输送有功功率，但吸收无功功率，这种运行状态称为进相运行。
1进相运行的主要后果：1.静态稳定性降低；2.端部漏磁引起定子端部温度升高；3.厂用电电压降低；4.由于机端电压降低在输出功率不变的情况下发电机定子电流增加，易造成过负荷。
2发电机组失磁进相运行的危害同步发电机突然失去励磁是电力系统比较常见的一种故障。
机组失磁的主要原因有：励磁回路开路、励磁绕组短路、励磁调节器故障、灭磁开关误跳闸以及运行人员的误操作等。
同步发电机失磁后，机组转子励磁电流逐渐衰减，发电机很快由迟相运行转入进相运行，并由原来正常运行时向系统输送无功转为失磁进相运行时从系统吸取无功。
从系统吸取的无功功率主要是用来建立机组的励磁。
发电机失磁后机端定子电压会显著降低，系统电压也会降低，系统内用电设备电流增加。
发电机组失磁进相运行的危害主要有以下几个方面：1）定子电流增大。
发电机组失磁异步进相运行时，机组要从系统吸取较大的无功，定子电流会明显增大；又因为电压的降低，在机组输出有功一定的情况下，定子电流也要大一些，会导致定子温升比正常时较高，考验机组绝缘耐热水平。
2）转子过热和振动。
发电机失磁异步进相运行时，定子还有负序磁场。
负序磁场对转子有双倍同步转速的相对运动，因此在转子绕组以及转子本体中则会感应出两倍额定频率。
何为发电机的进相运行、迟相运行
何为发电机的进相运行、迟相运行？发电机正常运行时,向系统提供有功的同时还提供无功,定子电流滞后于端电压一个角度,此种状态即迟相运行.当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功,定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度,此种状态即进相运行.同步发电机进相运行时较迟相运行状态励磁电流大幅度减少,发电机电势Eq亦相应降低.从P-功角关系看,在有功不变的情况下,功角必将相应增大,比值整步功亦相应降低,发电机静态稳定性下降.其稳定极限与发电机短路比,外接电抗,自动励磁调节器性能及其是否投运等有关.进相运行时发电机定子端部漏磁较迟相运行时增大.特别是大型发电机线负荷高,正常运行时端部漏磁比较大,端部铁芯压指连接片温升高,进相运行时因为漏磁增大,温升加剧.进相运行时发电机端部电压降低,厂用电电压也相应降低,如果超出10%,将影响厂用电运行.因此,同步发电机进相运行要通过试验确定进相运行深度.即在供给一定有功状态下,吸收多少无功才能保持系统静态稳定和暂态稳定,各部件温升不超限,并能满足电压的要求.发电机进相运行受哪些因素限制.当系统供给的感性无功功率多于需要时,将引起系统电压升高,要求发电机少发无功甚至吸收无功,此时发电机可以由迟相运行转变为进相运行.制约发电机进相运行的主要因素有:(1) 系统稳定的限制(2) 发电机定子端部件温度的限制(3) 定子电流的限制(4) 厂用电电压的限制为什么汽轮发电机进相运行时,定子端部铁芯严重发热?汽轮发电机运行时,定子绕组端部的漏磁场也是以同步转速对定子旋转的,其漏磁场的一部分是经过定子绕组端部空间,转子护环,气陷及定子端部铁芯构成磁路的,因此使定子端部铁芯平面上产生涡流而发热.此外,励磁绕组紧靠护环,因此它的漏磁场主要经护环闭合,当进相运行时,由于励磁电流减小励磁绕组端部漏磁场减弱,于是护环的饱和程度下降,减小了定子端部漏磁场所经过磁路的磁组,从而使定子端部漏磁场增大,铁笋加大,致使定子端部铁芯严重受热.。
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一、发电机安全运行极限
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实际稳定极限
定子发热极限
P 原动机输出极限
B
G
A 转子发
热极限
F
隐极同步发电机安全运行极限图
DQ
I
cos 0.8 超前
cos 0
900
cos 0.8滞后 P2
P2
P2 0
超前
欠励
• 为了顺利地实行进相运行，可考虑厂用变压器采 用带负荷调压的变压器，或者把进相运ห้องสมุดไป่ตู้机组的厂 用电转由厂用高压备用变压器供给。
同步发电机的进相运行
• 进相运行的概念
• 发电机向电网输出有功功率和吸收无功功率
• 进相运行的意义
• 随着电力系统的不断发展，大型发电机组日益增 多，同时输电线路的电压等级越采越高，输电距离越 来越长，加之许多配电网络使用了电缆线路，从而引 起了电力系统电容电流的增加，增大了剩余无功功率。 尤其是在节假日、午夜等低负荷情况下，由线路引起 的剩余无功功率，就会使电网的电压上升，以致超过 容许的范围。过去一般是采用并联电抗器或利用调相 机来吸收此部分剩余无功功率，但有一定的限度，且 增加了设备投资。
正常励磁
滞后 I f
过励
E0 jIxt U
I
四、进相运行对厂用电压的影响
• 厂用电引自发电机出口或发电机电压母线。在进相 运行时，随着发电机电压的降低，厂用电电压也要 降低。
• 一般情况下，当发电机电压低于额定值的5％、厂 用电电压低于额定值的10％的条件下，应能保证厂 用大型电动机的连续运行。对于一个发电厂来说， 通常选作进相运行的发电机只是某一、两台，所以 可以保持机端电压在额定值的95％以上。需要特别 注意的是在进相运行时，厂用电支路又发生故障， 此时应能保证大型厂用电动机(例如给水泵电动机) 的自启动。此外也要考虑厂用低压电动机由于过电 流而引起的过热问题。