调度员电厂PPT课件.ppt

九同步发电机的运行 用煤 包括油和天然气 为燃料的发电厂 一 火力发电厂的主要电气设备简介一次设备 生产和分配电能的设备1 生产和转换电能的设备 2 接通或断开电路的开关电器 3 限制故障电流和防御过电压的电器 4 接地装置5 载流导体 1 二次设备 对一次设备进行测量 控制 监视和保护的设备 仪用互感器 测量仪表 继电保护及自动装置 直流设备电气主接线 2 二 发电机的功率调整与电能质量 同步电机的功率平衡 效率 P2 P1水轮发电机 96 98 5 汽轮发电机 94 98 5 3 功率调整与电能质量工作原理简介 外特性 同步发电机在额定转速下 保持励磁电流和功率因数不变时 端电压 与负载电流 之间的关系 调整特性 同步发电机在额定转速下 端电压 与负载功率因数不变时 励磁电流与负载电流 之间的关系 4 功角特性 功角的概念 同步发电机在电网上稳态运行时 发电机的电磁功率与功角的关系 曲线 5 功率平衡与电能质量频率 有功 机械能电压 无功 励磁电流 6 有功功率调整与静态稳定的概念有功功率不平衡 影响频率方法 调整汽门物理过程 原动机转矩增大 转子加速 功角增大 当原动机转矩与发电机转矩相互平衡时 功角稳定 进入新平衡静态稳定 7 注意 当 常数时 发电机的输出功率具有静态稳定极限 为确保一定的静态稳定功率储备 在增加有功负荷时 相应的要增加励磁电流 对无功功率的影响 频率下降 输出有功功率不足 开大汽门 增加有功输出 提高频率 8 励磁电流调整 无功功率调整 方法 励磁电流调整无功功角特性 第二项与电势和功角无关 代表发电机维持一定的端电压所需要的无功功率 发电机供给电网的无功等于主磁通转换的无功功率减去电枢绕组电感的无功损耗 对有功功率无影响 9 注意 型曲线正常励磁过励欠励 10 电枢电流随励磁电流变化的关系表现为一个V形曲线 V形曲线是一簇曲线 每一条V形曲线对应一定的有功功率 V形曲线上都有一个最低点 对应cosj 0的情况 将所有的最低点连接起来 将得到与cosj 0对应的曲线 该线左边为欠励状态 功率因数超前 右边为过励状态 11 通过调节励磁电流可以达到调节同步发电机无功功率的目的 当从某一欠励状态开始增加励磁电流时 发电机输出的超前的无功功率开始减少 电枢电流中的无功分量也开始减少 达到正常励磁状态时 无功功率变为零 电枢电流中的无功分量也变为零 此时 如果继续增加励磁电流 发电机将输出滞后性的无功功率 电枢电流中的无功分量又开始增加 12 小结 功角特性 f 反映了同步发电机的电磁功率随着功角变化的情况 稳态运行时 同步发电机的转速由电网的频率决定 恒等于同步转速 即 发电机的电磁转矩和电磁功率之间成正比关系 电磁转矩与原动机提供的动力转矩相平衡其中为空载转矩因摩擦 风阻等引起的阻力转矩 13 要改变发电机输送给电网的有功功率 就必须改变原动机提供的动力转矩 这一改变可以通过调节水轮机的进水量或汽轮机的汽门来达到 14 当功角090度时 随着的增大 反而减小 电磁功率无法与输入的机械功率相平衡 发电机转速越来越大 发电机将失去同步 故在这一区间发电机不能稳定运行 15 当发电机的励磁电流不变时 的变化也使无功功率的变化 无功功率随着有功功率的增加而减少 甚至可能导致无功功率改变符号 这是应尽可能避免的 因此如果只要求改变发电机所承担的有功功率时 应该在调节发电机有功功率的同时适当调节发电机的无功功率 16 三 发电机的运行方式1 进相运行运行 迟相运行 进相运行 低负荷时 采用部分发电机低励磁运行以吸收无功功率 进行电压调整的运行方式 影响进相运行能力的主要因素 1 静态稳定性降低 2 定子铁心端部发热 17 2 调相运行调相运行 只输出无功功率 不输出有功功率的运行方式 为同步电动机状态 方法类型 汽轮机无蒸汽运行 可按电力系统的要求只发有功或只发无功 设备改动较小 操作简单方便 发电机与汽轮机的连轴节拆开 仅电动机运行 注意事项 18 四 失磁运行与自励磁1 失磁运行同步发电机因某种原因失去励磁后 仍输出一定的有功功率 此时转子转速略高于同步转速 与电网并列运行的一种非正常运行方式 失磁的原因 1 励磁回路 励磁装置及其电源发生故障 2 励磁机故障 3 转子回路故障 4 灭磁开关误动作 5 误操作 19 失磁运行的物理过程 1 从失磁到失步 2 异步运行阶段 3 再同步 4 失磁后观察到的现象转子电流表指示为零或接近与零 定子电流表摆动且指示增大 无功功率指示负值 转子各部分温度升高 20 失磁的后果 1 对系统而言 发电机不能向系统供应无功 还要从系统吸收无功 引起系统电压下降 2 失磁进入异步运行 转子过热损坏 3 母线电压下降严重时 引起系统失去稳定而造成大面积停电 21 失磁异步 失磁瞬时发电机轴上出现剩余转矩 转子加速 出现转差 转子绕组中感应交流电流 产生脉动磁场的这一过程 22 自励磁 发电机接上容性负荷后 在系统参数谐振条件下 即当线路的容抗小于或等于发电机和变压器感抗时 在发电机剩磁和电容电流作用下 发生发电机端电压与负荷电流同时上升的现象 23 物理过程 设发电机励磁为零 仅有剩磁 该剩磁产生空载电势 在此电势下产生空载电流向容性负荷充电 同时输出容性电流 该电流在发电机中起助磁作用 使发电机电势进一步升高 又输出一个更大的电流 如此循环使发电机电压不断上升 直到发电机电压的直线UF ICXC上升与空载特性曲线相交为止 24 发生自励磁的条件 当 0不发生自励当发生自励 25 避免自励磁的方法 在系统并联采用并联电抗器 在线路末端连接变压器或改变运行方式 以改变系统参数 使之满足不发生自励磁条件 0 26 五 发电机的并列运行电网供电比单机供电有许多优点 提高了供电的可靠性 一台电机发生故障或定期检修不会引起停电事故 提高了供电的经济性和灵活性 例如水电厂与火电厂并联时 在枯水期和旺水期 两种电厂可以调配发电 使得水资源得到合理使用 在用电高峰期和低谷期 可以灵活地决定投入电网的发电机数量 提高了发电效率和供电灵活性 提高了供电质量 电网的容量巨大 27 准同期并列运行条件 待并发电机与系统相序一致 并列断路器两侧的电压大小相同 并列断路器两侧的频率相同 并列断路器两侧的相位相同 28 发电机并列方法 准同期自同期在相序一致的情况下将励磁绕组通过适当的电阻短接 再用原动机把发电机拖动到接近同步速 相差2 5 在没有接通励磁电流的情况下将发电机接入电网 再接通励磁并调节励磁强弱 依靠定子