为什么要控制发电机并网后增加负荷的速度以及运行中功率因数的变化

为何要控制发电机并网后增加负荷的速度

以及运行中功率因数的变化

当发电机并入电网后，应逐渐带满有功负荷，对于有功负荷增加的速度，主要决定于汽轮机的特性及锅炉供应蒸汽的情况，应避免发电机有功负荷增加过快，使蒸汽流量突然增大，汽轮机各部分受热膨胀不均匀而引起振动异常，或锅炉蒸汽来不及供应而使蒸汽温度、压力下降，使蒸汽中带有水份而发生水冲击，或循环水来不及冷却蒸汽而引起真空下降。

对于发电机并网后负荷的增加速度，应根据机组的容量大小、冷热状态和实际运行情况而定。若发电机定子绕组和定子铁芯温度超过额定温度的50%时，则可认为发电机处于热状态，若定子绕组和定子铁芯温度低于额定温度的50%时，则可认为发电机处于冷状态。汽轮发电机由冷状态并入电力系统后，通常定子可立即带50%的额定电流，然后在30分钟内以均匀的速度升至额定值。根据有关资料数据，12MW发电机组定子电流自50%至额定值所需时间约为37分钟。

限制发电机负荷增加速度的原因，是为了防止转子绕组产生残余变形。因为转子高速旋转，巨大的离心力将转子绕组紧压在转子铁芯的槽楔和套箍上，形成了一个不能相对移动的整体。转子受热后，绕组铜棒的膨胀大于铁芯的膨胀而又不能自由移动，相对地使铜棒受到压缩变形，当压缩应力超过弹性极限后，就会产生残余变形。而当发电机停机冷却后，铜比钢的收缩大，会造成绝缘的损坏，而以槽底最为厉害。每经一次开、停机，这种现象就重复一次，残余变形逐渐积累，将有可能造成匝间短路或接地故障。所以，《规程》规定了定子电流从50%（根据计算，突然增加负荷不超过额定电流的50%时，转子绕组不会产生残余变形）增至100%额定电流所需要的时间。

另外，当发电机处于热状态或事故情况下，并入电力系统后增加负荷的速度不受限制。

发电机的功率因数COSΦ，亦称为力率，是定子电压与定子电流之间相位角的余弦值。它表明发电机发出的有功功率、无功功率和视在功率之间的关系。它的大小反映出发电机向系统输出无功负荷的情况，发电机发出的无功负荷通常是感性的，一般发电机的额定功率因数为0.8。

发电机的功率因数从额定值到1.0的范围内变化时，可以保持额定出力。但为了维持发电机的稳定运行，功率因数不应超过迟相0.95，一般在0.85运行。

当功率因数低于额定值运行时，发电机出力应降低。因为功率因数越低，定子电流的无功分量就越大，去磁电枢反应就越强，这时为了维持发电机的端电压不变，必须增大转子电流，同时发电机的定子电流也因无功分量的增多而加大。此时若要保持发电机的出力不变，就会使发电机转子电流和定子电流超过额定值，会使转子温度和定子温度超过允许值而过热。因此，发电机在运行中，若功率因数低于额定值时，必须注意调整负荷使转子电流不超过允许值。