新聞主題	發(fā)電機的零序電抗測量

 

零序電抗指零序電壓的無(wú)功基波分量與其基波電流之比。對同步發(fā)電機可定義為在額定轉速下運行時(shí)，由額定頻率的基波零序電樞電流所引起的零序電樞電壓的無(wú)功基波分量與該電流之比。由于零序電流在發(fā)電機內部不形成基波旋轉磁場(chǎng)，因此零序電抗屬漏抗性質(zhì)，包括槽部漏抗及端部漏抗兩個(gè)組成部分。

 

一、基本概念

 

（1）發(fā)電機在正向同步旋轉、勵磁繞組短接、發(fā)電機的定子繞組上加一組對稱(chēng)的零序電壓（三相電壓數值相等、相位一致）時(shí)，同步發(fā)電機所表現的電抗稱(chēng)為零序電抗。

（2）由于三相零序電流所產(chǎn)生的脈振磁勢幅值相同，時(shí)間上同相位，而在空間互差120°電角度，所以三相零序基波合成磁勢將等于零。也就是說(shuō)，零序電流將不形成基波旋轉磁勢，零序磁場(chǎng)只是漏磁場(chǎng)，因此零序電抗屬于漏抗的性質(zhì)。

（3）零序電抗的大小與繞組的節距有關(guān)。整距時(shí)，零序電抗和發(fā)電機的定子漏抗基本相等；當節距為τ時(shí)，零序槽漏磁接近于零，此時(shí)零序電抗將接近于發(fā)電機的定子繞組的端部漏抗的數值。

（4）由于零序電流基本上不產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)，所以零序阻抗Z0的大小與轉子結構基本無(wú)關(guān)，零序電阻則近似等于發(fā)電機的定子電阻。

（5）零序電流流過(guò)三相繞組時(shí)，只產(chǎn)生漏磁通。和定子漏抗相似，零序電抗的大小依繞組型式而定。對于單層繞組和整距雙層繞組而言，在每一個(gè)槽中的電流都屬于同一相，零序漏磁通便和正序漏磁通相同。對于短距雙層繞組而言，在一部分槽中，上、下導體分別屬于不同的兩相。當有零序電流通過(guò)時(shí)，上下兩導體中的電流的作用適相抵消。因此零序磁通便較正序漏磁通為小。

另外當定子繞組中流過(guò)零序電流時(shí)，除了產(chǎn)生漏磁通以外，尚須考慮它所產(chǎn)生的空間三次諧波磁勢。這個(gè)磁勢在時(shí)間上和空間上均各相同相，將合成為空間三次諧波的脈振磁勢。故零序電抗的數值將隨著(zhù)轉子位置的變化而稍有不同，即隨著(zhù)轉子位置的不同有三倍于基波頻率的周期變化。 

 

二、零序電抗X0的測量方法

 

1、外電源測定法

在測定零序電抗時(shí)，可分別用圖1和圖2所示的接線(xiàn)圖，把發(fā)電機的定子繞組各相并聯(lián)或串聯(lián)相接，然后在端點(diǎn)上外施一交流單相電源，使流入的零序電流數值等于（5％～25％）額定發(fā)電機的定子電流。外施電壓應為額定頻率。發(fā)電機的轉子由原動(dòng)機帶動(dòng)，使它以同步速度旋轉，勵磁繞組應短接，使在進(jìn)行試驗時(shí)的情況盡可能符合正常運行工況。根據電壓表、電流表和功率表的讀數，便可求出零序電阻和零序電抗的數值。

零序電抗的測定，也可在轉子不動(dòng)的情況下進(jìn)行。但這時(shí)應把轉子轉至不同的位置，在幾個(gè)不同位置時(shí)讀數，然后取其平均值；還可將轉子取出后進(jìn)行。 如試驗是在發(fā)電機旋轉狀態(tài)下進(jìn)行，同時(shí)勵磁回路又是短接的，則所得結果最確切。在 其它條件下所測得結果都會(huì )因為發(fā)電機的定子繞組的高次諧波作用而有不同程度的誤差。

當定子繞組三相接線(xiàn)方式為并聯(lián)時(shí)，則

X₀ ≈ 3U / Ⅰ

當定子繞組三相串聯(lián)時(shí)，則

X₀ ≈ U / 3Ⅰ

上兩式中：U、Ⅰ分別為試驗測定的電壓、電流值。

由于零序電阻值很小，?？珊雎圆挥?，因此上兩式可近似等于零序電抗值。在電源電壓大小相等的情況下，并聯(lián)接線(xiàn)時(shí)的電流串聯(lián)接線(xiàn)時(shí)的9倍。因此串聯(lián)接線(xiàn)時(shí)試驗電源容量小，各相電流在任何情況下均相等，故串聯(lián)接線(xiàn)比并聯(lián)接線(xiàn)要好。在能拆開(kāi)發(fā)電機的定子繞組中性點(diǎn)的情況下，最好采用串聯(lián)接線(xiàn)法測量零序電抗。

 

圖1 發(fā)電機零序電抗三相串聯(lián)試驗接線(xiàn)圖

圖2 發(fā)電機零序電抗三相并聯(lián)試驗接線(xiàn)圖

 

2、兩相對中性點(diǎn)短路法

兩相對中性點(diǎn)短路法試驗接線(xiàn)見(jiàn)圖3。先將發(fā)電機的定子繞組兩相對中性點(diǎn)短路，被試發(fā)電機拖動(dòng)到額定轉速，調節勵磁電流使通過(guò)中性點(diǎn)連接線(xiàn)的電流達到所需值（0.05IN～0.25IN），同時(shí)量取開(kāi)路相到中性點(diǎn)間的電壓U、短路相線(xiàn)端與中性點(diǎn)間連接線(xiàn)中所通過(guò)的電流Ⅰ。

忽略諧波影響時(shí)，零序電抗按下式計算

測量中應注意，由于負序磁場(chǎng)存在，可能產(chǎn)生轉子局部過(guò)熱現象，所以應盡量縮短試驗時(shí)間。

試驗時(shí)需加的勵磁電流非常小，為調節穩定試驗前應在勵磁繞組回路中串聯(lián)附加電阻。由于功率因數比較小，試驗中應采用低功率因數瓦特表。

 

圖3 發(fā)電機零序電抗兩相對中性點(diǎn)短路法試驗接線(xiàn)圖

 

3、用單相電源測零序電抗X₀。

（1）按圖4接線(xiàn)，將GS的三相電樞繞組首尾依次串聯(lián)，接至單相交流電源U、N端上。

 

圖4 發(fā)電機單相電源零序電抗測量法

 

（2）調壓器退至零位，同步發(fā)電機勵磁繞組短接。

（3）起動(dòng)直流電機MG并使電機升至額定轉速1500r/min。

（4）接通交流電源并調節調壓器使GS定子繞組電流上升至額定電流值。

（5）測取此時(shí)的電壓、電流和功率值并記錄。

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