失磁运行
? 失磁运行 是指发电机在运行中因失磁而处于异步状态
? (一 )引起失磁运行的原因
? (1)励磁变压器或励磁回路发生故障。
? (2)转子绕组或励磁回路开路，或转子绕组严重短路。
? (3)励磁调节器或副励磁机系统发生故障。
? (4)转子集电环电刷环火或烧断。
一、失磁过程分析
? 1、从失磁到失步
?s in0
t
em x
UmEP ?
? 励磁绕组为感性线
圈，磁链不能跃变
不能突变0E
emP
?
逐渐增大转子转速 n
? 原动机输入机械功
率来不及调整
? 当功率角 θ =90° 时，发电机 在剩余转矩的作用下，被加速
而超过同步速度导致失步。
逐渐增大功率角 ?
090 a? 同步
振荡
? 2、暂态异步运行
? 转子绕组切割定子三相
合成磁场，产生感应电
动势，频率为 f2,
1nnn ??? A X
B Z
C Y
n
602
nPf ???
? 在转子绕组中产生单相脉振
磁动势 F2,
? 分解为两个旋转磁动势,
? 转速
2F
2F
?2F ?2F
2n 2n
1n
P
fn 2
2
60?
? 正序磁动势 F2+,相对于定子
的转速
? 在定子绕组中感应电流,频率
为
? 使定子电流增大
? 负序磁动势 F2-,相对于定子
的转速
? 与定子绕组感应电流，频率
为
? F2-与定子旋转磁场相对静止,
? 相互作用,实现机电能量转换
? 发电机为 异步发电状态
2nn??
60
)2( 21 nnP ?
2nn?? 1n?
1
1
60 f
Pn ?
emP
?
090 a? 同步
振荡
1P
ybP
暂态异步运行 稳态异
步运行
二、失磁运行的现象
? (1)转子电流 指示近于零或等于零，具体由引起失磁的
原因而定。如转子回路断线时为零，如尚有回路使转子
构通者则可能近于零。
? (2)转子电压 指示异常。在发电机失磁瞬间，转子绕组
两端可能产生过电压；如励磁回路开路，则转子电压降
至零；如转子绕组两点接地短路，则指示降低；转子绕
组开路时，指示升高。
? (3)无功 负荷指示反向 (负值 ),有功负荷指示降低并摆动
? (4)定子电压 降低，定子电流升高并摆动。
? (5)功率因数 表指示进相。
(三 )失磁运行的影响
? 发电机失磁后，转子磁场消失，发电机从电网
吸取大量无功功率，定子合成磁场与转子磁场间的
,拉力, 减少，即发电机的电磁转矩减小。而此时
汽轮机的输入转矩没有改变，过剩转矩将使转子的
转速加快，并超出同步转速而产生相对速度，使发
电机失步而进入异步运行状态。此时，定子旋转磁
场以转差速度切割转子，在转子绕组或铁心表面感
应出交变电流，这个电流又与定子磁场作用产生了
转矩，即异步转矩。发电机转子在克服这个转矩的
过程中，继续向系统送出有功功率，即为异步功率。
当异步转矩等于汽轮机转矩时，产生了新的平衡。
实际上，由于转子速度的升高，在汽轮机调速系统
作用下，进汽量通常要减少。因此，失磁运行时的
异步功率要低于原来的有功功率。
? 在异步运行状态下，由于发电机由系统吸收大量无
功功率，供定子和转子产生磁场，定子电流将超过额
定值。在降低至额定值时，有功负荷约为额定值的 50
％～ 70％。另外，在转子表面流过的感应交变电流，
将产生损耗而发热，在某些部位还会产生局部高温。
所以，对大型汽轮发电机一般不允许无励磁运行。
? 上述原因引起的进相运行中，如由于设备原因不
能使发电机恢复正常时，应争取及早解列。因为在通
常情况下，机组进相运行时定子铁心端部容易发热，
对系统电压也有影响。但是，对制造厂允许的或经过
专门试验确定能够进相运行的发电机，如系统需要时，
在不影响电网稳定运行的前提下，可以将功率因数提
高到 1或在允许的进相状态下运行。此时，必须严密监
视机组的运行工况，防止发生失步，并尽早使机组恢
复正常运行。另外，对高压厂用母线电压也应保证其
安全性。
? 失磁运行 是指发电机在运行中因失磁而处于异步状态
? (一 )引起失磁运行的原因
? (1)励磁变压器或励磁回路发生故障。
? (2)转子绕组或励磁回路开路，或转子绕组严重短路。
? (3)励磁调节器或副励磁机系统发生故障。
? (4)转子集电环电刷环火或烧断。
一、失磁过程分析
? 1、从失磁到失步
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? 励磁绕组为感性线
圈，磁链不能跃变
不能突变0E
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逐渐增大转子转速 n
? 原动机输入机械功
率来不及调整
? 当功率角 θ =90° 时，发电机 在剩余转矩的作用下，被加速
而超过同步速度导致失步。
逐渐增大功率角 ?
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振荡
? 2、暂态异步运行
? 转子绕组切割定子三相
合成磁场，产生感应电
动势，频率为 f2,
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? 在转子绕组中产生单相脉振
磁动势 F2,
? 分解为两个旋转磁动势,
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? 正序磁动势 F2+,相对于定子
的转速
? 在定子绕组中感应电流,频率
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? 使定子电流增大
? 负序磁动势 F2-,相对于定子
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? 与定子绕组感应电流，频率
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? F2-与定子旋转磁场相对静止,
? 相互作用,实现机电能量转换
? 发电机为 异步发电状态
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暂态异步运行 稳态异
步运行
二、失磁运行的现象
? (1)转子电流 指示近于零或等于零，具体由引起失磁的
原因而定。如转子回路断线时为零，如尚有回路使转子
构通者则可能近于零。
? (2)转子电压 指示异常。在发电机失磁瞬间，转子绕组
两端可能产生过电压；如励磁回路开路，则转子电压降
至零；如转子绕组两点接地短路，则指示降低；转子绕
组开路时，指示升高。
? (3)无功 负荷指示反向 (负值 ),有功负荷指示降低并摆动
? (4)定子电压 降低，定子电流升高并摆动。
? (5)功率因数 表指示进相。
(三 )失磁运行的影响
? 发电机失磁后，转子磁场消失，发电机从电网
吸取大量无功功率，定子合成磁场与转子磁场间的
,拉力, 减少，即发电机的电磁转矩减小。而此时
汽轮机的输入转矩没有改变，过剩转矩将使转子的
转速加快，并超出同步转速而产生相对速度，使发
电机失步而进入异步运行状态。此时，定子旋转磁
场以转差速度切割转子，在转子绕组或铁心表面感
应出交变电流，这个电流又与定子磁场作用产生了
转矩，即异步转矩。发电机转子在克服这个转矩的
过程中，继续向系统送出有功功率，即为异步功率。
当异步转矩等于汽轮机转矩时，产生了新的平衡。
实际上，由于转子速度的升高，在汽轮机调速系统
作用下，进汽量通常要减少。因此，失磁运行时的
异步功率要低于原来的有功功率。
? 在异步运行状态下，由于发电机由系统吸收大量无
功功率，供定子和转子产生磁场，定子电流将超过额
定值。在降低至额定值时，有功负荷约为额定值的 50
％～ 70％。另外，在转子表面流过的感应交变电流，
将产生损耗而发热，在某些部位还会产生局部高温。
所以，对大型汽轮发电机一般不允许无励磁运行。
? 上述原因引起的进相运行中，如由于设备原因不
能使发电机恢复正常时，应争取及早解列。因为在通
常情况下，机组进相运行时定子铁心端部容易发热，
对系统电压也有影响。但是，对制造厂允许的或经过
专门试验确定能够进相运行的发电机，如系统需要时，
在不影响电网稳定运行的前提下，可以将功率因数提
高到 1或在允许的进相状态下运行。此时，必须严密监
视机组的运行工况，防止发生失步，并尽早使机组恢
复正常运行。另外，对高压厂用母线电压也应保证其
安全性。
