當發電機組在運行過程中出現電壓異常波動時,可能的故障點有以下幾個方面:
一、發電機內部因素
勵磁系統故障
勵磁繞組短路或斷路會影響磁場強度,從而導致電壓波動。例如,勵磁繞組的絕緣層損壞,可能使部分繞組短路。這樣一來,勵磁電流的路徑發生改變,磁場強度無法穩定維持,進而使發電機輸出電壓產生波動。
自動電壓調節器(AVR)出現問題也是一個重要因素。AVR 的作用是根據發電機輸出電壓的變化自動調整勵磁電流,以保持電壓穩定。如果 AVR 的控制電路出現故障,如元件損壞、參數漂移等,它可能無法正確調節勵磁電流,導致電壓波動。
發電機繞組故障
定子繞組或轉子繞組出現匝間短路會改變電機的電磁特性。以定子繞組為例,當某一相繞組發生匝間短路時,該相繞組的電感和電阻發生變化,三相輸出電壓的對稱性被破壞,導致電壓波動。而且,隨著短路程度的加重,電壓波動幅度可能會變大。
二、外部負載因素
負載突變
當連接到發電機組的負載突然大幅增加或減少時,發電機的輸出電壓會受到影響。例如,在一個工廠中,如果多臺大型設備同時啟動(負載突然增加),發電機需要提供更大的電流。由于發電機內部存在內阻,根據歐姆定律(,其中是端電壓,是電動勢,是電流,是內阻),電流變大時,內阻上的壓降變大,端電壓就會下降,從而出現電壓波動。
相反,當大量負載突然停止工作(負載突然減少),發電機輸出電流瞬間減小,端電壓會因為內阻壓降的減小而升高,也會造成電壓波動。
負載不平衡
如果三相負載嚴重不平衡,例如在三相四線制系統中,某一相負載過重或過輕,會導致三相電壓不對稱。這種不對稱會使發電機的三相繞組中的電流分布不均勻,影響磁場的平衡,進而引起電壓波動。而且,不平衡的負載還可能導致發電機的損耗增加,進一步影響電壓的穩定性。
三、其他因素
原動機轉速不穩定
對于以柴油機、汽油機等為原動機的發電機組,原動機的轉速不穩定會影響發電機的輸出電壓頻率和電壓幅值。因為發電機的輸出電壓與轉速和磁場強度有關(,其中是感應電動勢,是頻率,是繞組匝數,是磁通)。如果原動機轉速忽高忽低,會導致頻率和電壓波動。
輸電線路問題
輸電線路的接觸不良、短路或者線路老化等問題也可能引起電壓波動。例如,線路連接點松動,會使接觸電阻變大,在電流通過時產生較大的壓降,導致發電機輸出端到負載端的電壓下降,而且這種電壓下降可能會隨著電流的變化而波動。線路短路則會使電壓急劇下降,甚至可能損壞發電機。線路老化會使線路的電阻、電容等參數發生變化,影響電能傳輸的穩定性,導致電壓波動。