汽轮发电机失磁

汽轮发电机失磁是指在运行过程中，由于某些原因导致发电机失去励磁，从而无法维持正常的同步运行状态。这种情况会对发电机本身和整个电力系统造成一定的影响，因此对失磁故障的研究具有重要的实际意义。

失磁后的物理过程

失磁后，汽轮发电机会经历几个阶段的物理过程。最初阶段是失磁到失步的过程，随后进入异步运行阶段，最后是再同步过程。在失磁过程中，励磁回路的电流和电压、定子电流和电压、有功功率和无功功率都会发生变化，同时转子损耗也会增加2。

失磁异步运行的条件

汽轮发电机允许失磁异步运行的条件包括：系统能够提供足够的无功功率以避免电压严重下降，以及降低发电机有功功率的输出，以保持较小的转差率8。

数学模型分析

对于汽轮发电机失磁异步运行的分析，有多种数学模型可以应用，包括Park模型、计及实心转子涡流的定参数模型、d轴三绕组变参数模型和d轴两绕组变参数模型等5。

转子端部漏抗和涡流损耗的计算

准确计算失磁异步运行时转子端部漏抗和结构件中的涡流损耗是分析发电机异步运行性能的基础。这可以通过三维有限元法来实现，以建立大型汽轮发电机异步运行工况下的转子端部模型6。

失磁保护方案

在失磁故障时，机端阻抗和功率输出的变化是分析失磁保护方案的关键。比较了阻抗原理和逆无功原理两种失磁保护方案，以确定更适合的保护方式7。

结论

汽轮发电机失磁故障的分析对于继电保护的整定和辅助装置的研制提供了有效的分析工具，有助于提高电力系统的稳定性和安全性1。通过对失磁后的物理过程、数学模型、转子损耗计算以及失磁保护方案的深入研究，可以更好地理解和应对失磁故障，确保电力系统的可靠运行。

汽轮发电机失磁故障对电力系统稳定性的影响是什么？

汽轮发电机失磁故障对电力系统稳定性的影响主要表现在以下几个方面：首先，失磁故障会导致发电机从同步状态转入异步状态运行，这会使得发电机无法正常发出无功功率，反而从电网中吸收大量无功功率，从而可能引起电力系统的电压降低，影响电力系统的稳定运行910。其次，失磁故障还可能导致发电机失步，进而影响并联运行的发电机组间的正常运行25。此外，失磁故障还可能对电力系统造成其他危害，如引起系统功率波动、增加系统的暂态和动态不稳定风险等910。

汽轮发电机失磁后，如何进行有效的继电保护整定？

汽轮发电机失磁后，进行有效的继电保护整定需要考虑以下几个方面：首先，需要根据发电机的结构、所带负荷以及系统连接阻抗等因素，合理选择失磁保护的动作特性，如异步边界阻抗圆、静稳边界阻抗圆等1216。其次，需要对机端测量阻抗元件、转子低电压元件、系统低电压元件等进行合理整定，以确保失磁保护的准确性和可靠性1215。此外，还可以采用基于R-X坐标的失磁阻抗判据，以及考虑发电机失磁后的动态过程和参数变化，进行失磁保护的整定计算和校验1415。

在汽轮发电机失磁异步运行过程中，转子损耗的计算方法有哪些？

在汽轮发电机失磁异步运行过程中，转子损耗的计算方法主要包括以下几种：一是利用解析方法，通过建立发电机的电磁场模型和电路方程，计算失磁过程中转子回路的电流和电压变化，进而得到转子损耗2。二是采用有限元方法，通过数值计算分析失磁异步运行时转子端部漏抗和结构件中的涡流损耗，这种方法可以更准确地模拟转子的电磁场分布和损耗特性633。三是结合实验测试和仿真分析，通过测量失磁过程中转子的温度变化等参数，反推转子损耗的大小23。

汽轮发电机失磁后，如何通过仿真方法分析其动态过程？

汽轮发电机失磁后，可以通过以下仿真方法分析其动态过程：首先，可以利用Matlab/Simulink等仿真软件，建立汽轮发电机的数学模型，模拟失磁故障后的电气量变化和动态响应2530。其次，可以采用有限元分析软件，如ANSYS，对失磁过程中的电磁场进行数值计算，分析电机内部的电磁场分布和变化规律3338。此外，还可以结合场、路、运动直接耦合的时步有限元分析模型，联立求解电机的电磁场方程和定转子的等效电路方程，以更全面地模拟失磁故障后的动态过程38。

大型汽轮发电机失磁运行分析中，有限元方法的应用是什么？

在大型汽轮发电机失磁运行分析中，有限元方法主要应用于以下几个方面：一是用于计算和分析失磁过程中电机内部的电磁场分布，包括端部动态涡流场、电动力等参数的数值分析3338。二是用于计算转子损耗，通过三维有限元法建立转子端部的模型，分析失磁异步运行时转子端部漏抗和结构件中的涡流损耗6。三是结合场-路-运动耦合模型，进行失磁故障发生后的时步有限元分析，以更准确地模拟电机的动态响应和运行状态38。此外，有限元方法还可以用于优化电机的设计，提高失磁异步运行能力3637。