当发电机组在运行过程中出现电压异常波动时,可能的故障点有以下几个方面:
一、发电机内部因素
励磁系统故障
励磁绕组短路或断路会影响磁场强度,从而导致电压波动。例如,励磁绕组的绝缘层损坏,可能使部分绕组短路。这样一来,励磁电流的路径发生改变,磁场强度无法稳定维持,进而使发电机输出电压产生波动。
自动电压调节器(AVR)出现问题也是一个重要因素。AVR 的作用是根据发电机输出电压的变化自动调整励磁电流,以保持电压稳定。如果 AVR 的控制电路出现故障,如元件损坏、参数漂移等,它可能无法正确调节励磁电流,导致电压波动。
发电机绕组故障
定子绕组或转子绕组出现匝间短路会改变电机的电磁特性。以定子绕组为例,当某一相绕组发生匝间短路时,该相绕组的电感和电阻发生变化,三相输出电压的对称性被破坏,导致电压波动。而且,随着短路程度的加重,电压波动幅度可能会变大。
二、外部负载因素
负载突变
当连接到发电机组的负载突然大幅增加或减少时,发电机的输出电压会受到影响。例如,在一个工厂中,如果多台大型设备同时启动(负载突然增加),发电机需要提供更大的电流。由于发电机内部存在内阻,根据欧姆定律(,其中是端电压,是电动势,是电流,是内阻),电流变大时,内阻上的压降变大,端电压就会下降,从而出现电压波动。
相反,当大量负载突然停止工作(负载突然减少),发电机输出电流瞬间减小,端电压会因为内阻压降的减小而升高,也会造成电压波动。
负载不平衡
如果三相负载严重不平衡,例如在三相四线制系统中,某一相负载过重或过轻,会导致三相电压不对称。这种不对称会使发电机的三相绕组中的电流分布不均匀,影响磁场的平衡,进而引起电压波动。而且,不平衡的负载还可能导致发电机的损耗增加,进一步影响电压的稳定性。
三、其他因素
原动机转速不稳定
对于以柴油机、汽油机等为原动机的发电机组,原动机的转速不稳定会影响发电机的输出电压频率和电压幅值。因为发电机的输出电压与转速和磁场强度有关(,其中是感应电动势,是频率,是绕组匝数,是磁通)。如果原动机转速忽高忽低,会导致频率和电压波动。
输电线路问题
输电线路的接触不良、短路或者线路老化等问题也可能引起电压波动。例如,线路连接点松动,会使接触电阻变大,在电流通过时产生较大的压降,导致发电机输出端到负载端的电压下降,而且这种电压下降可能会随着电流的变化而波动。线路短路则会使电压急剧下降,甚至可能损坏发电机。线路老化会使线路的电阻、电容等参数发生变化,影响电能传输的稳定性,导致电压波动。