发电机的灭磁时间常数测量

发电机在运转中，如发生突然短路或断路器跳闸甩负荷后，即进入暂态过程。此时定子电压、电流都按一定的规律变化。反应定子电压和电流的转子回路磁链也将按同一规律变化。通过发电机灭磁时间常数试验可以来研究和解析这种暂态变化规律，可以求取励磁绕组的时间常数和阻尼绕组的时间常数，试验策略比较简易易行。由于发电机各绕组都不是孤立存在的，相互间有互感，在确定时间常数时应采用考虑了互感危害后的有效电感。

在转子绕组转换至灭磁电阻的瞬间，根据磁链守恒机理，转子绕组中流过的电流等于原始状态（即灭磁前瞬间）时绕组中的电流IE0。如果忽略发电机磁路饱和的影响，并在无阻尼绕组的要素下，此电流将按指数函数规律衰减至零，即

转子绕组的灭磁步骤对应于定子绕组是开路还是短路可分为两种情形，定子绕组开路时的灭磁时间常数T0为

T’0= LE / RE + RM = TE0 （RE / RE + RM） ..................................... （公式2)

根据发电原理论，发电机的纵轴同步电抗为Xd＝Xσ十Xad，而发电机的暂态电抗为Xd＝Xσ十XEσ ? Xad／（XEσ十Xad），所以可得到

                              Tk =  T0 （Xd / Xd）.................................... （公式4）

因此，定子绕组开路灭磁时间常数T0就等于发电机开路灭磁时，其定子电压从其起始值U0降到0.368U0时所需的时间。

因此，定子绕组短路灭磁时间常数Tk就等于发电机短路灭磁时，其定子电流从起始值衰减到0.368倍所需的时间。

如果发电机有阻尼绕组，将使磁场的衰减变慢，灭磁时间常数相应变大，具体的理论和数学分析比较复杂，这里不再赘述。但从试验来求取灭磁时间常数的策略是一样的。

UEM= ⅠE0 × RE = UE0（RM / RE）

此电压与灭磁电阻成正比，并等于灭磁前转子电压的RM／RE倍。灭磁电阻越大，转子绕组上的过电压越高，但过电压的衰减也越快。实际上的过电压比理论计算值小，由于自动灭磁开关触头之间出现的电弧限制了过电压的升高。经验证明，灭磁电阻的大小应为热状态转子绕组电阻的4～5倍。在现场可采用双臂电桥来测定其直流电阻。

检测灭磁时间常数通常与发电机空载、短路特点试验一起进行，可采用光线示波器或其他数字式录波系统进行测量。

（2）发电机空载试验结束，将定子电压保持在额定值，并记录定子电压，励磁电流和励磁电流稳态值作为基准。

（3）先磨动光线示波器，随后跳开灭磁开关，录取发电机定子电压、励磁电压和励磁电流的衰减波形。

（4）检测结束，可从示波图上量得定子绕组灭磁时间常数。具体就是确定定子电压从UN衰减到0.368UN所需的时间。

（2）发电机短路试验结束后，将定子电流保持在额定值，并记录定子电流、励磁电流和励磁电压稳态值作为基准。

（3）先起动光线示波器，随后跳开灭磁开关，录取发电机定子电流、励磁电流和励磁电压的衰减波形。

（4）检测结束可从示波图上量得定子绕组短路灭磁时间常数。详细就是确定定子电流从ⅠN衰减到0.368ⅠN所需的时间。

负荷额定下三相机端短路。当发电发电机运行在额定负荷工况时，机端突然三相短路，因为为自并励励磁系统，故阳极电压也突然为0，然后延时0.1秒跳负载开关（短路点在负荷开关内侧），同时联跳灭磁开关进行灭磁。

在录取电压（电流）衰减波形后，可以用作图法来求取时间常数。按定子电压（或电流）的额定值作为基准，量取各时间间隔的定子电压（电流）值，将这些点画在坐标纸上，可得到一衰减曲线。

在纵坐标上取0.368UN（或0.368IN）得到C点，过C点作平行于横坐标的直线，与所画曲线相交于A点，再经A点作垂线，与横坐标相交于B点，则OB所代表的时间就是所求的灭磁时间常数T0（或TK0）。

3．试验数据                                                 环境温度：  ℃，湿度：   %

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