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同步发电机及其运行 2006 4 15 同步发电机及其运行目录 概述 同步发电机结构特点 同步发电机励磁系统 同步发电机非正常运行 同步发电机正常运行 同步发电机运行原理 同步发电机主要技术参数 第一节概述 1 电机的能量转换过程以磁场为媒介 实现机电能量相互转换或传递电能的装置 功率流程2 电机的发热功率损耗发热的危害 绝缘热老化机械强度降低3 电机的冷却影响单机容量的主要因素冷却介质 空气氢气油水冷却方式 全空冷全氢冷 氢内冷 水氢氢冷水水氢冷 第二节QFSN 300 2型同步发电机结构特点 定子铁芯 机座 端盖 定子线圈 护环 转子 氢冷器 碳刷架 轴承 出线端子 发电机剖视图 1 机座 防护支承密封耐压防爆防振2 定子铁心 轴向分段径向通风端部呈阶梯型3 定子线圈水内冷 空心导体与实心导体组合而成定子线圈水内冷水路连接为并联单流水路水电接头 定子结构特点 卧式弹簧板隔振结构 有效隔离定子铁芯振动传到定子机座和基础上 避免产生共振 1 定子冲片涂带无机填料的绝缘漆铁心绝缘可靠 F级绝缘 2 铁芯端部采用整体压圈和全铜屏蔽端部温度降低 梯形 3 定子铁芯与机座间弹性支承良好的隔振动效果 铁芯特点 轴向分段 径向通风槽 铁芯叠片 铁芯叠片时采用了分段多次加压 最后一次热压后用整体压圈夹紧 形成一个刚性圆柱形铁芯 两边端采用粘接结构 在铁芯装压后加热使其粘接成一个牢固的整体 已经完工的定子铁芯 定子线圈 定子线圈的槽内固定 定子线圈水电接头 定子线圈端部结构 定子线圈出线氢冷风路 1 转子槽内斜流通风 端部两路半通风冷却均匀2 转子设有滑移层 铜线防磨损垫条适应调峰运行要求3 转子端部设半阻尼绕组提高负序能力 转子结构特点 正在加工的转子 转子下线 转子阻尼绕组 转子设有阻尼绕组提高承担不平衡负荷能力 发电机通风系统 采用径向多流式密闭循环通风 定子铁芯沿轴向分为13个风区 6个进风区和7个出风区相间布置 转子采用气隙取气斜流式 采用该通风系统的优点 温度均匀 不需高压风扇 通风损耗小 第三节Q 型同步发电机技术参数 额定容量353MVA额定功率300MW额定功率因数0 85 滞后 额定电压22kV额定转速3000r min 其他技术参数 周波50Hz相数3极数2定子线圈接法YY冷却型式 水氢氢励磁方式 静态励磁系统顶值电压 2倍额定励磁电压电压响应比 s允许强励持续时间10s 额定氢压 0 3MPa漏氢 保证值 10Nm3 24h 在额定氢压下 折算为标准气压下 效率 保证值 98 83 短路比 保证值 0 552瞬变电抗X d 0 2957超瞬变电抗X d 0 1618承担负序能力 稳态I2 标么值 10 暂态I22t 10s 其他技术参数 1 空载运行2 负载运行 电磁状态电枢反应电磁关系3 运行特性4 与大电网并列运行 条件与方法功角特性 功率角同步转矩功角特性功率调节 有功功率调节与静态稳定无功功率调节与V形曲线 第四节同步发电机运行原理 发电机的准同期并列 条件 电压差 10 频率差相等相位差不超过10 20 首次并列相序一致 发电机并网操作 确认发电机已恢复至热备用 发电机满足并网条件 合上发电机出口闸刀 确认发电机励磁调节器控制方式为 远方 自动控制 在发电机并网操作画面点击 励磁投退 在操作端中选择 投入 按 执行 确认发电机灭磁开关Q02合上 检查发电机出口电压升至20KV 检查发电机同期允许所有条件满足选择 同期投入 检查发电机出口开关同期并列成功带初始负荷正常 发电机并网操作注意事项 并网前确认发电机中性点闸刀在合位 励磁系统投入前先复归RS触发器 具体做法在励磁系统画面上按 投 退 按钮点击 切除 复位信号 然后再进行励磁投入操作 空载励磁电压153V 电流1798A左右 如偏差较大 应立即灭磁 升压过程中注意监视发电机定子三相电压平衡 三相电流为0A 升压过程中注意监视发电机绝缘检测电压小于5V 异常升高应立即打闸 升压过程中注意监视发电机转子电流 防止PT断线误增励磁造成发电机过激磁 出现发电机PT断线 同期装置异常 DEH转速不稳时禁止并列 并网后注意调整厂高变分接头 保持6KV厂用电电压6 3KV 第五节发电机正常运行 1 发电机在额定功率因数下 电压变化范围为 5 频率变化范围为 2 时 能连续输出额定功率 发电机的最低运行电压一般不应低于额定值的90 19 8KV 发电机定子电压低于额定值的95 时 20 9KV 定子电流不得超过额定值的105 2 当氢气冷却器组中有1个冷却器因故停用时 发电机能承担80 额定功率连续运行 而不超过允许温升 3 发电机氢气压力降低时 出力必须按P Q曲线降低至对应氢压下所允许的范围内 4 在线监测轴和轴承座的振动情况 振动值不应超过其规定值 5 监视各轴承回油及金属温度变化 发电机的温度监视 定子绕组进水温度 45 定子绕组出水温度 65 定子水量 45t h导电率 0 5 1 5us cm进氢温度 35 46 氢气冷却器进水温度 20 38 氢气冷却器出水温度 45 定子绕组 80 定子铁芯允许最高温度 120 转子绕组温度 110 6 发电机的安全运行 发电机的安全运行极限发电机的P Q曲线 发电机P Q曲线 7 同步发电机进相运行 发电机具有进相运行能力 当系统要求进相运行时 发电机能在进相功率因数 超前 为0 95时长期带额定有功连续运行 最终数据要经过进相运行试验确定 此时 应加强对发电机的各部分温度的监视 限制同步发电机进相运行的因素 静稳定极限 同步发电机进相运行的概念 定子端部发热 第六节发电机非正常运行 短时过负荷运行不对称运行失磁运行 不对称运行 当发电机的三相电流出现不平衡时 发电机将承受负序电流 发电机能承受的负序电流能力如下 稳态负序能力I2 标么值 10 暂态负序能力I22t 10s限制发电机不对称运行的条件 负荷最大一相电流不超过额定值转子最热点温度不超过允许温度机械振动不超过允许范围 特殊运行 只有在安装 调整及试运行期间 发电机才允许短时在空气中运转 以便进行动态机械检查 空气中运转的前提条件如下 1 无励磁电流存在 2 机内空气必须干燥 相对湿度 50 压力在3000 6000Pa 表压 之间 冷风温度20 38 3 氢气冷却器通冷却水 4 定子绕组通冷却水 5 保证密封油的供油 6 切断氢气分析器 差压表 拆开供氢管道 第七节同步发电机励磁系统 概述组成作用性能指标 强励倍数响应比响应时间调节特性与无功功率分配同步发电机励磁方式 他励励磁方式自励励磁方式自并励励磁系统简介 附一 发电机配置的保护 发电机差动对称过负荷定时限对称过负荷反时限不对称过负荷定时限不对称过负荷反时限95 定子接地三次谐波定子接地保护发电机失磁保护突加电压发电机复合电压过流 发电机PT断线发电机断路器失灵逆功率发电机过电压发电机过激磁失步低频断水转子一点接地 励磁系统带 匝间保护 东方厂建议可不设 附二 定子绝缘电阻测量 确认发电机已停运 出口闸刀已断开 确认发电机出口接地闸刀已断开 确认发电机出口PT已拉至隔离位 二次小开关已断开 确认发电机出口避雷器已拉至隔离位 确认发电机中性点接地闸刀已拉开 确认发电机已充氢 确认发电机定子冷却水水