发电机运行与控制及低频振荡简析培训教材

1、发电机运行与控制及低频振荡简析培训教材第一节 发电机的启动与并列发电机在额定工作状态下能长期连续运行，属于正常运行状态。但长期连续运行时的允许出力，主要受机组的允许发 热条件限制。对于大容量发电机组，自动化程度已经达到很 高的水平，各种操作及保护均已实现微机化，在运行中，通 过对各种参数变化的监控与调整，使发电机稳定运行在最佳 工况。一、启动前的准备二期采用的发电机是东方发电机有限公司生产的，型号为QFSNk 600- 2-22静态励磁，冷却方式为水氢氢。在结束和 机组直接有关的工程后，具备所需要的全部照明和局部重点 照明，结束发电机组的主、辅设备及其一、二次线路系统（及 仪表电气设备）的安装

2、工作后，并且汽机系统已经具备启动 条件后，运行人员在机组启动前应做以下的准备工作：1. 一、二次系统恢复并符合启动条件。2. 有关电气测量及试验完毕。3. 投入密封油系统并运行正常。4. 投入氢气控制系统并运行正常。5. 投入内冷水系统并运行正常。简要说明：（一）一二次系统的恢复：1. 拆除有关接地线，将发变组转热备用。包括常设遮拦的 恢复，变压器的油位、油色、分接头位置指示正常，外壳接 地良好，冷却装置投入运行等。2. 检查二次回路。包括继电保护，测量仪表，自动装置， 监察及信号，电压互感器，电流互感器的二次回路及交直流 控制回路，及有关保护压板的投入等。3. 检查励磁系统。包括励磁变，碳刷

3、，灭磁开关、励磁调 节装置完好正常等。（二）有关电气测量及试验：1. 定、转子及有关绝缘电阻的测量。除了干燥情况下测量 外，还应在定子线圈通水后再次测量。2. 发变组保护联锁试验。对大修后或新投运的变压器应 进行核相工作和全电压冲击试验，确认差动保护不误动。3. 配合检修做定子冷却水系统、，密封油系统的保护及 联锁试验。4. 氢气系统的严密性试验。5. 发电机的空载短路试验。6. 励磁系统空载特性和带负荷试验。包括：AVR的自动切换试验、AVF± 10%阶跃试验、过励磁、逆变灭磁、转子过负荷保护、无功调节、电流和限制器试验等。7. 必要的其它试验。（三）密封油系统的投运：1. 启动密

4、封油泵，调整密封油压比发电机氢压大 0.056MPa。2. 备用油泵均投入自动联锁。3. 在初次投运时要进行轴承和密封油装置通油清洗工 作，这一冲洗最好持续两个月并确认进出油已达到合格状 态。同时，应检查轴瓦，密封瓦内有无杂物所造成的磨损和 划伤现象。（四）氢气控制系统的投运：1. 发电机充氢到额定压力，纯度达98%以上。充氢必须采用中间介质置换法。所用氢气，二氧化碳或氮气必须符合有 关标准的要求。2. 各信号报警装置、压力表、氢气纯度指示器、报警组 件、直流电源等正常。3. 氢气冷却器通水，控制冷氢温度在允许范围内。注意 排气防止气堵，同时，调节回水阀门使循环水压达到运行压 力。（五）内冷水

5、系统的投运：1. 确认定子冷却水箱水位正常，并化验内冷水质合格。2. 控制内冷泵出口压力在规定范围内。3. 严格控制水温和氢温，为防止机内湿度过高，氢气进 风温度3546C,内冷水温在 4050C4. 按有关操作说明使定子绕组冷却水压力，温度和导电率等指标达到规定值。二、启动过程中的检查：发电机启动过程是随着原动机同时进行的，在升速过程中，应再次对发电机做仔细检查，主要项目如下：1. 冲转前，检查发电机自动准同期装置具备并列条件。2. 检查密封油系统，内冷水系统，氢气系统运行正常， 包 括循环水情况。3. 轴承与油密封装置的回油温度及轴瓦温度应正常。4. 发电机碳刷无卡涩、跳动或接触不良的现象

6、。5. 发电机各部温度指示正常，表计指示正常。6. 灭磁开关、自动励磁调节器具备投入条件。7. 在发电机转子盘车、 冲转、升速过程中，必须监测轴承 振动情况，并注意内部有无动静部件碰撞声、磨擦声或其他异常声音。如发现异常，应立即停机检查消除。8. 发电机转子转速的增长速度由汽轮机的启动条件决定， 但必须注意不得在临界转速附近停留。三、发电机的升压：1. 零启升压，在发电机转速等于额定转速后，投入AVR发出合上灭磁开关的命令，先由启励电源提供励磁电流。2. 当发电机定子电压上升到 1530%®定电压左右时，自并励励磁系统一起参与调节。当发电机电压上升到40%额定电压时，励磁系统发出命令

7、，使启励电源退出3. 升压过程中，操作应缓慢，谨慎，并密切注意三相定 子电流近于零且三相平衡，因为主变的励磁电流可能会使定 子电流有反应。当定子电压达额定后，应核对并记录转子额 定空载励磁电流、电压值。通过每一次的分析比较，可以判 断发电机转子有无匝间短路现象。4. 如果当启励命令发出后，在20s时间内发电机达不到额 定电压，励磁调节器将判断为励磁系统故障，发出跳开灭磁 开关的命令，同时发报警信号。5. 发电机的零启升压到额定电压的时间，可以通过微机终端来设置，实现快速启动和软启动两种方式，当设置快速启 动时，电压从零升到额定电压所需时间为5s ；设置为软启动方式时，所需时间为10s。四、发电

8、机的并网：1. 发电机采用自动准同期装置并入网中。2. 自动励磁调节器 AVR配有双通道，以及手动和自动两 种方式，正常情况在自动方式，一个通道运行，一个通道跟踪，通道切换应平滑无扰。3. 发电机并网后，应立即带35%负荷暖机，防止逆功率， 调节发电机的运行工况，防止发生进相运行，还应观察三相定子电流，确认三相均已合闸。并再次对发电机进行全面检 查，各控制系统均投入自动。4. 注意在定子绕组不通水或水质不合格的情况下，严禁励 磁升压及并网。五、发变组的并列条件1. 发电机的并列条件将发变组并入电网，必须满足一定的条件，否则会产生 很大的电流冲击而造成严重的后果，根据所定条件的不同， 并列方法可

9、分为准同期法和自同期法。对于自动准同期法，要在合闸时没有冲击电流和并列后 能保持稳定的同步运行，并列时要满足下列条件：（1）待并发电机的电压和电网电压大小相同；（2）待并发电机的电压和电网电压相位、相序相同；（3）待并发电机频率和电网频率相等。2.说明：如果电压大小不等，将在发电机和电网间出现无功性质 的环流，该环流将对电机绕组产生较大的作用力；如果相位 不一致，将会产生很大的冲击电流，造成很大的电动力，引 起发电机发热，此电流也将在发电机轴上产生冲击力矩；如 果频率不等，将使发电机振动，频差大时，难于将发电机拉 入同步，频差小时，通过自整步作用，可以将发电机拉入同 步；如果相序不同，其后果是

10、发电机永远不能拉入同步，在 并列时还会产生很大的相当于短路的环流，强大的电动力可 能使发电机遭受严重的损坏。在实际操作中，允许有一定的范围，即频率偏差不得大于0.2Hz，即并列时系统频率必须在49.850.2Hz的范围内；电压数值偏差不超过 5% （500KV 系统）；电压相位差允许在 10°以内。3.发电机的并列除了自动准同期外还有自同期法，对于 自同期法，其步骤是先将发电机转速升到额定值，在转子不 给励磁电流的情况下合上发电机主开关，即先并列后励磁。 它避免了可能因两个电压数值相加而造成的破坏性的巨大 冲击电流，但合闸瞬间的冲击电流还是不能完全避免。在冲 击瞬间，将造成母线电压降

11、低，因此，必须要求降低值和电 压恢复时间在允许范围内，在事故情况下可紧急采用。第二节发电机正常运行参数变化与控制一、电压变化发电机正常运行的端电压，允许在额定电压土5 %范围内变化，发电机允许连续输出额定功率。当电压升高5 %时，定子电流增加可达 1.05倍，此时定子绕组和铁芯的温升可 能高于额定值，实践证明，绕组和铁芯的温升不会超过额定 值5C,因而不会超过允许温升，但会引起励磁电流和发电 机的磁通密度显著增加。对于600MW发电机在正常运行时，其定子铁芯就已在比较高饱和程度下工作，所以，即使电压 继续升高不多，也会使铁芯进入过饱和，并导致定子铁芯温 度升高和转子及定子结构件中附加损耗增大。所以，必须适 当降低发电机的出力。发电机连续运行的最高允许电压，应 遵守制造厂的规定，最高不得大于额定电压值 105%。当电压低于95 %额定电压时，定子电流不应超过额定值 的5%，此时，发电机要减小出力，否则定子绕组的温度将 超过允许值。发电机的最低运行电压，应根据系统稳定运行 的要求来确定，一般不应低于额定值的 95%,因为电压过低 后，不仅会影响并列运行的稳定性，还会使发电厂厂用电动 机的运行情况恶化、转矩降低，从而使机炉的正常运行受到 影响。对600MW气轮发电机的技术要求：发电机在额定出力时， 允许电压偏差为土 5%,而温升不应超过允许限值。当发电 机高于额定值情况下