【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 發(fā)電機(jī)帶電阻負(fù)載時(shí)所需容性電流為克服本身的無(wú)功分量= (39)式中 額定負(fù)載電流 cos感應(yīng)電機(jī)額定功率因數(shù)帶電阻負(fù)載，電容器按△ = f (310)這樣每相輔助電容器的電容量就可由C之值確定。三相所需總電容量 = f (311)（2）動(dòng)力負(fù)載 帶動(dòng)力負(fù)載需要增加容性電流以補(bǔ)償負(fù)載的無(wú)功部分，滿載時(shí)所需增加的無(wú)功容量為 Q=電動(dòng)機(jī)容量 k Var (312)式中cos負(fù)載功率因數(shù)滿載需增加的三相總電容量（即輔助電容）為= f (313)可作為選擇輔助電容器的依據(jù)。發(fā)電機(jī)滿載時(shí)的總電容量為 =+ f (314)(3) 電容器電壓大小選擇 考慮到負(fù)載突然切除時(shí)，主電容上所受到的脈沖電壓有時(shí)會(huì)比電機(jī)端電壓大12倍，故主電容器的額定電壓。（4）應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題①電容器電容量選擇應(yīng)適當(dāng)，選得太小發(fā)電機(jī)電壓達(dá)不到要求值，電壓調(diào)節(jié)范圍較小甚至發(fā)生電壓崩潰，選得太大易產(chǎn)生過(guò)電壓，且成本高。②三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)主要適用于照明負(fù)載，供給動(dòng)力負(fù)載只能是少部分的，一般動(dòng)力負(fù)載容量應(yīng)在發(fā)電機(jī)額定容量25%以下，且負(fù)載的單機(jī)容量不大于發(fā)電機(jī)容量的10﹪，否則應(yīng)增大電容。③輔助電容器可由若干組小容量電容器并聯(lián)組成，且應(yīng)裝設(shè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，以便調(diào)節(jié)容量，主電容器可以是固定式的。④在為動(dòng)力負(fù)載供電時(shí)，輔助電容器的電容量在此情況下應(yīng)適當(dāng)增加。 與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)A. 基本方程式在前面提出的感應(yīng)發(fā)電機(jī)的基本方程式（23），適合于各種轉(zhuǎn)差率s的值。我們這里研究轉(zhuǎn)差率s0的情況，基本方程式現(xiàn)重寫(xiě)如下： （315）B. 相量圖畫(huà)三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)的相量圖時(shí)，相量、等于轉(zhuǎn)差率s無(wú)關(guān)，只是定、轉(zhuǎn)子電流、與s有關(guān)。轉(zhuǎn)子電流 (316)式中， 為轉(zhuǎn)子有功電流折合值； 為轉(zhuǎn)子無(wú)功電流折合值。當(dāng)三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)，s0，轉(zhuǎn)子有功電流可寫(xiě)成 (317)可見(jiàn)，相量與電動(dòng)勢(shì)反相位。轉(zhuǎn)子無(wú)功電流滯后時(shí)間電角度。根據(jù)式（315）和式（316）可畫(huà)出s0時(shí)三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)的相量圖，如圖34所示。從圖34可以看出，在s0運(yùn)行狀態(tài)下，定子電壓與電流之間的夾角的變化范圍為，為負(fù)值，定子功率，說(shuō)明這種狀態(tài)三相異步發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)發(fā)出有功功率，從而使發(fā)電狀態(tài)。機(jī)械功率，由于s0，說(shuō)明三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)由原動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械功率。原動(dòng)機(jī)輸入的功率為，減去機(jī)械損耗和附加損耗，即為機(jī)械功率。機(jī)械功率再減去轉(zhuǎn)子銅損耗，變?yōu)殡姶殴β?。電磁功率減去定子銅損耗和鐵損耗，則為三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)定子向電網(wǎng)輸出的電功率。即 （318）根據(jù)式（318）可以畫(huà)出三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)功率流程圖，如圖35所示。圖35 三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)功率流程圖并網(wǎng)運(yùn)行的三相感應(yīng)發(fā)電機(jī)，運(yùn)行中要從電網(wǎng)吸收較大的滯后性無(wú)功功率，這是它的很大缺點(diǎn)之一。D. 并網(wǎng)時(shí)的過(guò)渡過(guò)程a. 并網(wǎng)時(shí)的沖擊電流同步發(fā)電機(jī)由于采用同步裝置，在電壓、頻率和相位與系統(tǒng)一致時(shí)，才并網(wǎng)運(yùn)行，故可以不考慮并網(wǎng)時(shí)的沖擊電流。但在感應(yīng)發(fā)電機(jī)的場(chǎng)合，是在轉(zhuǎn)速上升到超過(guò)同步轉(zhuǎn)速，并在一定的滑差S內(nèi)利用速度繼電器和系統(tǒng)并網(wǎng)，由于發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)本身無(wú)電壓，故電機(jī)和系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)必須伴隨一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，流過(guò)5—6倍額定電流的沖擊電流。感應(yīng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)的沖擊電流為： (319)式中 正常交流分量； 瞬時(shí)交流分量； 瞬時(shí)直流分量； 時(shí)間常數(shù)，； 定子漏抗； 轉(zhuǎn)子漏抗（換算值）； 轉(zhuǎn)子電阻（換算值）； 、相位差。 b. 三相短路電流 感應(yīng)發(fā)電機(jī)如果在運(yùn)行狀態(tài)下定子側(cè)發(fā)生三相突然短路，則流過(guò)的過(guò)渡電流的大小基本上和并網(wǎng)時(shí)的沖擊電流相等。突然短路時(shí)的電流計(jì)算公式為： (320) 感應(yīng)發(fā)電機(jī)發(fā)生三相突然短路時(shí)，由于磁通消失，故無(wú)持續(xù)短路電流流過(guò)。 感應(yīng)發(fā)電機(jī)降壓運(yùn)行及效率分析感應(yīng)發(fā)電機(jī)降壓運(yùn)行方式不但能夠提高電機(jī)運(yùn)行效率和功率因數(shù)，而且可以避免發(fā)電機(jī)組電動(dòng)運(yùn)行，增加了發(fā)電量。它對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)的應(yīng)用具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。A. 降壓運(yùn)行的基本理論和實(shí)現(xiàn)當(dāng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)輕載時(shí)輸出功率較小，同時(shí)轉(zhuǎn)子銅耗隨之降低，但鐵耗基本不變，此時(shí)電機(jī)損耗主要為鐵耗。由于勵(lì)磁電流未變，定子銅耗降低不多，因此電機(jī)效率和功率因數(shù)大為降低。如果輕載時(shí)適當(dāng)降低電機(jī)輸出電壓，則電機(jī)鐵耗差不多隨電壓平方而下降，是定子銅耗減小，從而降低了總損耗，使效率和功率因數(shù)得以提高，這就是感應(yīng)發(fā)電機(jī)輕載降壓運(yùn)行提高效率的基本原理。用電力電子元件可以容易地實(shí)現(xiàn)降壓運(yùn)行。例如；可以用雙向晶閘管作為并網(wǎng)開(kāi)關(guān)和降壓元件。根據(jù)輸出功率，通過(guò)控制晶閘管的觸發(fā)角來(lái)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)、解列和降壓運(yùn)行。雙向晶閘管具有降壓作用，并且當(dāng)其導(dǎo)通時(shí)電壓近似為零；當(dāng)其關(guān)斷時(shí)電流為零；雙向晶閘管可以用電感等效，因?yàn)橄耠姼幸粯樱p向晶閘管的基波電流落后基波電壓，而且只有發(fā)電機(jī)電流、電壓的基波分量產(chǎn)生力矩和功率。通過(guò)改變晶閘管的觸發(fā)角，可以改變等效感抗X的關(guān)系如圖35所示。因?yàn)檗D(zhuǎn)差率S是隨著負(fù)荷變化的量，所以，（）角與電機(jī)轉(zhuǎn)差率s有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，據(jù)此可以得出S與X的變化關(guān)系如圖36所示。晶閘管等效感抗與發(fā)電機(jī)阻抗串聯(lián)，電網(wǎng)電壓減去晶閘管電壓降就是發(fā)電機(jī)的端電壓，它與S的關(guān)系也一同畫(huà)在圖36中。從該圖可以看出，通過(guò)改變觸發(fā)角可以控制發(fā)電機(jī)的端電壓，從而改變轉(zhuǎn)差率。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組從S=+，當(dāng)S=，機(jī)端電壓等于電網(wǎng)電壓；在S=+，發(fā)電機(jī)處于降壓運(yùn)行狀態(tài)。B. 運(yùn)行效率分析感應(yīng)發(fā)電機(jī)的輸入功率減去損耗等于輸出功率，降低損耗增加了有功功率輸出。增加的有功功率輸出可用下式計(jì)算： （321）式中 發(fā)電機(jī)的空載損耗；額定效率；額定功率；負(fù)載率（輸出功率于額定功率之必）；降壓系數(shù)（機(jī)端電壓與額定電壓之比）；=(4極電機(jī))或=（極數(shù)大于4的電機(jī)）。因此，感應(yīng)發(fā)電機(jī)降壓運(yùn)行的效率為： （322）式中 額定電壓運(yùn)行、輸出功率為P時(shí)的效率電壓降低還減少了感應(yīng)發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率： （323）式中 發(fā)電機(jī)空載無(wú)功功率 額定功率因數(shù) 本小節(jié)提出感應(yīng)發(fā)電機(jī)降壓運(yùn)行的方式，主要是以感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為例說(shuō)明的。此種運(yùn)行方式可以實(shí)現(xiàn)感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低輸出功率時(shí)的降壓運(yùn)行，提高運(yùn)行效率；同時(shí)可以完全按照“發(fā)電就并網(wǎng)，不發(fā)電則與電網(wǎng)解列的原則”對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，大大改善了感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率，此種運(yùn)行方式對(duì)感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有很高的理論和實(shí)用價(jià)值。 感應(yīng)發(fā)電機(jī)并車(chē)及運(yùn)行注意事項(xiàng)A. 感應(yīng)發(fā)電機(jī)并車(chē)運(yùn)行條件：(1)附近有區(qū)域性電網(wǎng)，可將感應(yīng)發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)，向系統(tǒng)輸送有功功率。這種運(yùn)行方式可以簡(jiǎn)化運(yùn)行，保證頻率和電壓穩(wěn)定。感應(yīng)發(fā)電機(jī)解列時(shí)，其主電容器組和副電容器組可仍和電網(wǎng)接通，以改善電網(wǎng)功率因數(shù)。(2)當(dāng)附近電站有同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，可將感應(yīng)發(fā)電機(jī)并入運(yùn)行，分擔(dān)同步發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷。在感應(yīng)發(fā)電機(jī)解列時(shí)，其主電容器組和副電容器組可根據(jù)同步發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷情況，部分或全部退出運(yùn)行。(3)容量較大的幾臺(tái)感應(yīng)發(fā)電機(jī)，如原動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，則可并列運(yùn)行。運(yùn)行中，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視其功率分配情況。 感應(yīng)發(fā)電機(jī)并車(chē)，無(wú)需整步設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，其并車(chē)方法及注意事項(xiàng)如下：(1)確定相序，其方法是將母線電源與感應(yīng)發(fā)電機(jī)接通，作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，觀察其旋轉(zhuǎn)方向，應(yīng)和用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向相同。如轉(zhuǎn)向相反，可將感應(yīng)發(fā)電機(jī)任意兩根相線對(duì)調(diào)即可。(2)功率較大的感應(yīng)發(fā)電機(jī)并入容量不大的電網(wǎng)應(yīng)注意，在并入電網(wǎng)時(shí)，其轉(zhuǎn)速應(yīng)略高于同步轉(zhuǎn)速，以免并車(chē)瞬間引起系統(tǒng)電壓波動(dòng)，并入系統(tǒng)后調(diào)整轉(zhuǎn)速帶有功負(fù)荷。(3)功率較小的感應(yīng)發(fā)電機(jī)，在并入系統(tǒng)時(shí)，其轉(zhuǎn)速應(yīng)等于或略低于同步轉(zhuǎn)速，以防止并入時(shí)就承擔(dān)較大的負(fù)荷，并入電網(wǎng)后再調(diào)整原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速帶有功負(fù)荷。(4)大小不同的兩臺(tái)感應(yīng)發(fā)電機(jī)并列時(shí)，應(yīng)以小的一臺(tái)感應(yīng)發(fā)電機(jī)作為待并機(jī)。待并機(jī)的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)合上并車(chē)開(kāi)關(guān)，然后再投入待并機(jī)的主電容器組和副電容器組。(5)他勵(lì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式（不配置勵(lì)磁電容器的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)），以略高于同步轉(zhuǎn)速并入電網(wǎng)運(yùn)行，從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率，稱作他勵(lì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)，可向電網(wǎng)輸送有功功率。但因感應(yīng)發(fā)電機(jī)所需無(wú)功功率較大，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行不利，一般不采用。B. 感應(yīng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行注意事項(xiàng)：(1) 感應(yīng)發(fā)電機(jī)應(yīng)在空載下將電壓升至額定值后再帶負(fù)荷，否則電壓很難建立起來(lái)。(2)帶負(fù)荷順序應(yīng)該是先起動(dòng)容量較大的電動(dòng)機(jī)，然后起動(dòng)較小容量的電動(dòng)機(jī)，最后是照明或其他負(fù)荷。(3)切除負(fù)荷時(shí)應(yīng)同時(shí)切除一部分電容器組，以防止過(guò)電壓。(4)當(dāng)轉(zhuǎn)子剩磁消失時(shí)，如當(dāng)?shù)赜须娫?，可通電將發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘；如無(wú)電源，可起動(dòng)前用6V蓄電池或一號(hào)電池四節(jié)串聯(lián)后加在任何一相定子繞組上充電幾秒鐘。有時(shí)轉(zhuǎn)子剩磁微弱，難以激發(fā)起電壓時(shí)，也可以提高原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，或投入更多的電容器，促使其激勵(lì)。(5)感應(yīng)發(fā)電機(jī)能長(zhǎng)時(shí)間承受較大的超速運(yùn)行，因此，對(duì)電源頻率要求不高的場(chǎng)合，可以用改變?cè)瓌?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)保持電壓，或以高于同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行，以減少電容器購(gòu)置費(fèi)用。(6)如起動(dòng)單機(jī)容量超過(guò)發(fā)電機(jī)容量15%以上的感應(yīng)發(fā)電機(jī)時(shí)，可在發(fā)電機(jī)側(cè)配置一組起動(dòng)電容器組，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)投入，起動(dòng)后斷開(kāi)，可以使感應(yīng)發(fā)電機(jī)順利起動(dòng)占本身容量40%的空載感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。(7)為防止因原動(dòng)機(jī)飛車(chē)或突然甩負(fù)荷引起過(guò)電壓擊穿發(fā)電機(jī)繞組絕緣，應(yīng)在發(fā)電機(jī)側(cè)安裝一組擊穿保險(xiǎn)。(8)當(dāng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)供電線路較長(zhǎng)時(shí)，避雷器應(yīng)良好接地，起接地電阻小于10。