1000MW發(fā)電機(jī)講稿

1、 同步發(fā)電機(jī)及其運(yùn)行 概述 同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 同步發(fā)電機(jī)非正常運(yùn)行 同步發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行 同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理 同步發(fā)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 第一節(jié) 概 述 第二節(jié)第二節(jié) 同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) QFSN-1000-2型汽輪同步發(fā)電機(jī)系哈爾濱電機(jī) 廠引進(jìn)東芝技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品 定子鐵芯定子鐵芯 機(jī)座機(jī)座 端蓋端蓋 定子線圈定子線圈 護(hù)環(huán)護(hù)環(huán) 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子 氫冷器氫冷器 碳刷架碳刷架 軸承軸承 出線端子出線端子 u定子結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 鐵芯特點(diǎn): 軸向分段,徑向通風(fēng)槽 臥式彈簧板隔振結(jié)構(gòu) 有效隔離定子鐵芯振 動(dòng)傳到定子機(jī)座和基 礎(chǔ)上，避免產(chǎn)生共振 鐵芯疊片鐵芯疊片 鐵芯疊片鐵芯疊片 時(shí)

2、采用了分段時(shí)采用了分段 多次加壓，最多次加壓，最 后一次熱壓后后一次熱壓后 用整體壓圈夾用整體壓圈夾 緊，形成一個(gè)緊，形成一個(gè) 剛性圓柱形鐵剛性圓柱形鐵 芯，兩邊端采芯，兩邊端采 用粘接結(jié)構(gòu)，用粘接結(jié)構(gòu)， 在鐵芯裝壓后在鐵芯裝壓后 加熱使其粘接加熱使其粘接 成一個(gè)牢固的成一個(gè)牢固的 整體整體。 已經(jīng)完工的定子鐵芯 定子繞組 1.繞組的構(gòu)成:三相對(duì)稱、雙層、短距、整 數(shù)槽、分布、600相帶、a=2（YY）、疊繞 組。 2.定子繞組為水內(nèi)冷繞組。 3.線棒由空心銅管和扁銅條組合而成。 4.單流并聯(lián)水路連接與水電接頭 定子線圈 定子線圈的槽內(nèi)固定 定子線圈水電接頭 定子端部的處理 1.鐵心:呈階梯狀

3、 2.繞組端部固定: 受電磁力作用 要求其徑向、切向的剛度大,軸向有良好 的彈性和伸縮性 定子線圈端部結(jié)構(gòu) 定子線圈出線氫冷風(fēng)路 u轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 正在加工的轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子下線 轉(zhuǎn)子阻尼繞組 發(fā)電機(jī)氫氣冷卻系統(tǒng)發(fā)電機(jī)氫氣冷卻系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)的輔機(jī)系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的輔機(jī)系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)氫氣冷卻系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)的功能 發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)的功能發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)的功能 用于冷卻發(fā)電機(jī)的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子。發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)采用閉式氫氣循 環(huán)系統(tǒng)，熱氫通過發(fā)電機(jī)的氫氣冷卻器由冷卻水冷卻。 氫氣的特點(diǎn)：氫氣的特點(diǎn)： 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，

4、發(fā)電機(jī)通風(fēng)損耗的大小取決于冷卻介質(zhì)的質(zhì)量，質(zhì) 量越輕，損耗越小。氫氣在氣體中密度最小，有利于降低損耗； 氫氣的傳熱系數(shù)是空氣的5倍，換熱能力好； 氫氣的絕緣性能好，控制技術(shù)相對(duì)較為成熟。 氫氣最大的缺點(diǎn)是一旦與空氣混合后在一定比例內(nèi)（4%74%） 具有強(qiáng)烈的爆炸特性，所以發(fā)電機(jī)外殼都設(shè)計(jì)成防爆型，采用二氧化 碳作為置換介質(zhì)。 置置 序號(hào) 名 稱 型式 數(shù) 量 單 位 備 注 1 發(fā)電機(jī)機(jī)殼內(nèi)最大氫氣壓力 0.45 MPa(g) 2 氫氣壓力允許變化范圍 0.20.45 MPa(g) 3 發(fā)電機(jī)機(jī)殼內(nèi)額定氫氣純度 98 % 4 發(fā)電機(jī)機(jī)殼內(nèi)最小氫氣純度 92 % 報(bào)警值 5 氫氣總補(bǔ)充量保證值（

5、在額定氫壓下） 10 Nm3/24h 6 氫系統(tǒng)裝置制造廠/國(guó)別 東電 7 氫系統(tǒng)裝置型式 集裝 8 氫系統(tǒng)裝置尺寸（長(zhǎng)寬高） 10801050 480 mm 氫氣系統(tǒng)參數(shù)表 1. 對(duì)供給發(fā)電機(jī)的氫氣要求 a.壓力不高于3.2MPa, b.純度不低于99.5%, c.露點(diǎn)溫度-21， 2.發(fā)電機(jī)充氫容積117立方米。 氫氣與空氣的混合物當(dāng)氫氣含量在4-74.2%范圍內(nèi)，均為可爆性氣體。與 氧接觸時(shí)，極易形成具有爆炸濃度的氫、氧混合氣體。因此,在向發(fā)電機(jī)內(nèi)充 入氫氣時(shí)，應(yīng)避免氫氣與空氣接觸。為此，必須經(jīng)過中間介質(zhì)進(jìn)行置換。中 間介質(zhì)一般為惰性氣體CO2。 1.機(jī)組啟動(dòng)前，先向機(jī)內(nèi)充入20-30k

6、Pa的壓縮空氣，并投入密封油系統(tǒng)。 2.利用 CO2瓶提供的高壓氣體，從發(fā)電機(jī)機(jī)殼下部引入，驅(qū)趕發(fā)電機(jī)內(nèi)的 空氣，當(dāng)從機(jī)殼頂部原供氫管和氣體不易流動(dòng)的死區(qū)取樣檢驗(yàn)CO2的含量超 過85（均指容積比）后，停止充CO2。 3.保持氣體壓力不變。開始充氫，氫氣經(jīng)供氫裝置進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)頂部的匯流 管向下驅(qū)趕CO2。當(dāng)從底部原CO2母管和氣體不易流動(dòng)的死區(qū)取樣檢驗(yàn)，氫 氣純度高于96，氧含量低于時(shí)，停止排氣，并升壓到工作氫壓。升壓 速度不可太快，以免引起靜電。 機(jī)組排氫時(shí)，降低氣體壓力至20-30KPa，降壓速度不可太快，以免引起靜 電。然后向機(jī)內(nèi)引入CO2用以驅(qū)趕機(jī)內(nèi)氫氣。當(dāng)CO2含顯超過95時(shí)，方可 引

7、入壓縮空氣驅(qū)趕CO2，當(dāng)氣體混合物中空氣含量達(dá)到95%,才可終止向發(fā)電 機(jī)內(nèi)輸送壓縮空氣。 氫 氣 置 換 氫氣系統(tǒng)冷卻器 發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)的冷卻發(fā)電機(jī)氫冷系統(tǒng)的冷卻 為閉式氫氣循環(huán)系統(tǒng)，熱氫通過發(fā)電機(jī)的 氫氣冷卻器由冷卻水冷卻。 發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器采用繞片式結(jié)構(gòu) 。冷卻 器按單邊承受0.8MPa壓力設(shè)計(jì)。 氫冷卻器冷卻水直接冷卻的冷氫溫度一般 不超過46。氫冷卻器冷卻水進(jìn)水設(shè)計(jì)溫 度38。 氫氣冷卻器共設(shè)四組，兩側(cè)氫氣冷卻器冷 卻水流量分別由兩個(gè)閥門分路控制，氫氣 冷卻器進(jìn)出水管路應(yīng)對(duì)稱布置。本系統(tǒng)在 發(fā)電機(jī)的四角上布置了四組冷卻器，停運(yùn) 一組冷卻器，機(jī)組最高可帶80%額定負(fù)荷。 冷卻介質(zhì)為閉式

8、水，回水母管上設(shè)一調(diào)節(jié) 伐門，通過水量的調(diào)節(jié)可控制合適的冷氫 氣溫度在4046。 本系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)的四角上布置了四組 冷卻器，停運(yùn)一組冷卻器，機(jī)組最高 可帶80%額定負(fù)荷。冷卻介質(zhì)為閉式 水，回水母管上設(shè)一調(diào)門，通過水量 的調(diào)節(jié)可控制合適的冷氫氣溫度在 40-46。 定子冷卻水管路 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷間 發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng) 采用徑向多流式密閉循環(huán)通風(fēng)，定子鐵芯沿軸向分為采用徑向多流式密閉循環(huán)通風(fēng)，定子鐵芯沿軸向分為13 個(gè)風(fēng)區(qū)，個(gè)風(fēng)區(qū)，6個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)和個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)和7個(gè)出風(fēng)區(qū)相間布置。轉(zhuǎn)子采用氣隙個(gè)出風(fēng)區(qū)相間布置。轉(zhuǎn)子采用氣隙 取氣斜流式。采用該通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：溫度均勻，不需高取氣斜流式。采用該通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

9、溫度均勻，不需高 壓風(fēng)扇，通風(fēng)損耗小。壓風(fēng)扇，通風(fēng)損耗小。 發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng) 密封油系統(tǒng)的功用: 1.軸密封 2.軸承潤(rùn)滑 3.軸承冷卻 4.軸電流的絕緣 發(fā)電機(jī)采用氫氣冷卻，為防止運(yùn)行 中氫氣沿轉(zhuǎn)子軸向外漏，引起火災(zāi) 或爆炸，機(jī)組配置了密封油系統(tǒng)， 向轉(zhuǎn)軸與端蓋交接處的密封瓦循環(huán) 供應(yīng)高于氫壓的密封油。本機(jī)組的 密封油路只有一路，分別進(jìn)入汽輪 機(jī)側(cè)和勵(lì)磁機(jī)側(cè)的密封瓦，經(jīng)中間 油孔沿軸向間隙流向空氣側(cè)和氫氣 側(cè)，形成了油膜起到了密封潤(rùn)滑作 用。然后分兩路（氫側(cè)、空氣側(cè)） 回油。 密封油系統(tǒng)原理簡(jiǎn)介 發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng) 油系統(tǒng)的裝置為集裝式，方便檢修 。 密封瓦結(jié)構(gòu)為單流環(huán)式。 主

10、油源來自汽機(jī)軸承潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油回油管上 裝設(shè)視流窗，以便觀察回油 。 油氫差壓由差壓調(diào)節(jié)閥自動(dòng)控制，并提供差壓 和壓力報(bào)警信號(hào)接點(diǎn)。 油溫在汽機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)得到調(diào)節(jié)。 2臺(tái)100%容量的交流密封油泵和1臺(tái)100%容量 的直流密封備用油泵 , 1臺(tái)100%容量的再循環(huán) 油泵 。 發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)原理簡(jiǎn)圖 密封油系統(tǒng)運(yùn)行方式 氫側(cè)回油經(jīng)擴(kuò)大槽后進(jìn)入浮子油箱，該油箱的作 用是使油中的氫氣進(jìn)一步分離。浮子油箱內(nèi)部裝 有自動(dòng)控制油位的浮球閥，以保證該油箱中的油 位保持在一定的范圍之內(nèi)。浮子油箱外部裝有手 動(dòng)旁路閥和液位視察窗，以使必要時(shí)人工操作控 制油位。氫氣經(jīng)分離又回到擴(kuò)大槽，油流入空氣 析出箱。由于浮

11、子的控制作用，油箱內(nèi)始終維持 一定的油位，從而避免氫氣進(jìn)入空氣析出箱。 發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)的定子繞組采用水內(nèi)冷方式。 水冷的效果是氫冷的50倍。 水內(nèi)冷繞組的導(dǎo)體既是導(dǎo)電回路又是通水回路， 每個(gè)線棒分成若干組，每組內(nèi)含有一根空心銅管和 數(shù)根實(shí)心銅線，空心銅管內(nèi)通過冷卻水帶走線棒產(chǎn) 生的熱量。到線棒出槽以后的末端，空心銅管與實(shí) 心銅線分開，空心銅管與其它空心銅管匯集成型后 與專用水電接頭焊好由一根較粗的空心銅管與絕緣 引水管連接到總的進(jìn)（或出）匯流管。 冷卻水由一端進(jìn)入線棒，冷卻后由另一端流出， 循環(huán)工作不斷地帶走定子線棒產(chǎn)生的熱量。采用并 聯(lián)單流水路連接方式。 發(fā)

12、電機(jī)定子冷卻水的作用 對(duì)發(fā)電機(jī)定子冷卻水水質(zhì)的特殊要求 冷卻水應(yīng)當(dāng)透明、純潔、無機(jī)械雜質(zhì)和顆粒； 冷卻水的導(dǎo)電度正常運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)小于0.5us/cm。過 大的導(dǎo)電度會(huì)引起較大的泄漏電流，從而使絕緣引水 管老化，還會(huì)使定子相間發(fā)生閃絡(luò)； 為防止熱狀態(tài)下造成冷卻管內(nèi)壁結(jié)垢，降低冷卻效 果，甚至堵塞。應(yīng)當(dāng)控制水中的硬度，不大于10ug/L； NH3濃度越低越好，以防腐蝕銅管； PH值要求為中性規(guī)定在78之間； 為防止發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)露，對(duì)應(yīng)于氫氣進(jìn)口溫度，定 子水溫也應(yīng)當(dāng)大于一定值。一般規(guī)定在4046。 工作流程 補(bǔ)充水 補(bǔ)水過濾器 樹脂攔截器 離子交換器 水箱 水泵 冷卻器 溫度調(diào)節(jié)閥 壓力調(diào)節(jié)閥 發(fā)電

13、機(jī)定子線圈 Y型攔截器 流量孔板 主水過濾器 定子冷卻水系統(tǒng)原理簡(jiǎn)圖 冷卻水系統(tǒng) 系統(tǒng)水箱與管道布置 冷卻水流量及水溫調(diào)節(jié) 冷卻水物化處理系統(tǒng) 防止冷卻水氣化措施 防漏報(bào)警 斷水保護(hù) 定子冷卻系統(tǒng)供發(fā)電機(jī)定子繞組冷卻，采用閉式獨(dú)立 水系統(tǒng)并采用集裝式結(jié)構(gòu)，冷卻器冷卻水進(jìn)水設(shè)計(jì)溫 度為38。 定子線圈內(nèi)的冷卻水的進(jìn)水溫度范圍為4050、進(jìn) 水溫度設(shè)有自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，冷卻水溫度波動(dòng)范圍3， 出水溫度不得大于85。 水質(zhì)應(yīng)透明純凈，無機(jī)械混雜物，在水溫為20時(shí)： 電導(dǎo)率 0.51.5S/cm（定子線圈獨(dú)立水系統(tǒng)） PH值 7.08.0 硬度 2微克當(dāng)量/L（2gE/L） 含氨（NH3） 微量 定子冷卻

14、水系統(tǒng)水溫、水質(zhì) 額定流量：1530 L/min 進(jìn)水壓力（計(jì)算值）：196kPa 進(jìn)水溫度：453 最大連續(xù)出力時(shí)線圈出水溫度（計(jì)算值）：73 水的電導(dǎo)率：不高于0.5S/cm 離子交換器額定處理流量：250 L/min 進(jìn)水溫度高報(bào)警值：49 出水溫度高報(bào)警值：73 出水溫度高保護(hù)動(dòng)作值：78 進(jìn)水壓力低報(bào)警值：110 kPa 進(jìn)水流量低報(bào)警值：1200 L/min 進(jìn)水流量低保護(hù)動(dòng)作值：1050 L/min 定子冷卻水系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) 第三節(jié) 同步發(fā)電機(jī)技術(shù)參數(shù) 額定容量額定容量 667MVA667MVA 額定功率額定功率 1000MW1000MW 最大連續(xù)輸出容量最大連續(xù)輸出容量 728M

15、VA728MVA （額定氫壓（額定氫壓0.414MPa0.414MPa，冷卻水溫度，冷卻水溫度 3333， 功率因數(shù)功率因數(shù) 0.90.9下與氣輪機(jī)功率相匹配）下與氣輪機(jī)功率相匹配） 發(fā)電機(jī)最大連續(xù)輸出容量能力發(fā)電機(jī)最大連續(xù)輸出容量能力 755MVA755MVA ( (額定氫壓額定氫壓0.414MPa0.414MPa，冷卻水溫度，冷卻水溫度 2727， 功率因數(shù)功率因數(shù) 0.9)0.9) 額定功率因數(shù)額定功率因數(shù) 0.90.9（滯后）（滯后） 額定電壓額定電壓 22kV22kV 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 3000r/min3000r/min 其他技術(shù)參數(shù) 周波周波 50Hz50Hz 相數(shù)相數(shù) 3 3

16、極數(shù)極數(shù) 2 2 定子線圈接法定子線圈接法 YYYY 冷卻型式：冷卻型式： 水氫氫水氫氫 勵(lì)磁方式：勵(lì)磁方式： 靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng) 頂值電壓頂值電壓 22倍額定勵(lì)磁電壓倍額定勵(lì)磁電壓 電壓響應(yīng)比電壓響應(yīng)比 3.583.58倍額定勵(lì)磁電壓倍額定勵(lì)磁電壓/s/s 允許強(qiáng)勵(lì)持續(xù)時(shí)間允許強(qiáng)勵(lì)持續(xù)時(shí)間 20s20s 額定氫壓 0.414MPa 漏氫（保證值） 10Nm3/24h （在額定氫壓下，折算為標(biāo)準(zhǔn)氣壓下） 效率（保證值） 98.95% 短路比（保證值） 0.58(計(jì)算值0.6034) 瞬變電抗Xd 0.3 超瞬變電抗Xd 0.18 承擔(dān)負(fù)序能力 穩(wěn)態(tài)I2（標(biāo)么值） 10% 暫態(tài)I22t 1

17、0s 其他技術(shù)參數(shù) 第四節(jié)第四節(jié) 同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理 1. 空載運(yùn)行： 主極（空載）磁場(chǎng)的建立及其特性 空載電勢(shì)及其特性 2. 負(fù)載運(yùn)行： 電樞反應(yīng) 電磁關(guān)系 . 同步發(fā)電機(jī)功率平衡同步發(fā)電機(jī)功率平衡 1. 功率平衡方程式功率平衡方程式 輸入功率：P1=Pem+pmec+pFe+pad 電磁功率：Pem=pcu+P2 功率平衡： P1=pmec+pFe+pcu+P2 在發(fā)電機(jī)中，定子銅耗是極小的一部分，為了分析 簡(jiǎn)單，常常忽略，因此： P Pem em= =P P2 2= =mUI mUIcoscos 第五節(jié) 同步發(fā)電機(jī)與大電網(wǎng)并列運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)與大電網(wǎng)并列運(yùn)行 一一 輸入功

18、率輸入功率 1 P 電磁功率電磁功率 em P 輸出功率輸出功率 2 P 定子銅耗定子銅耗 cu p 附加損耗附加損耗 ad p 鐵心損耗鐵心損耗 Fe p 機(jī)械損耗機(jī)械損耗 mec p 2. 2. 同步發(fā)電機(jī)有功功率的流程圖同步發(fā)電機(jī)有功功率的流程圖 l 發(fā)電機(jī)的電壓相序與電網(wǎng)的電壓相序相同（發(fā)電機(jī)相序決 定于原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，一般是固定的） 在合閘時(shí)，發(fā)電機(jī)的電壓相角與電網(wǎng)電壓的相角一樣 并聯(lián)投入時(shí)，避免產(chǎn)生大的電流沖擊和轉(zhuǎn)軸受到突然的扭矩。 并聯(lián)合閘必須滿足四個(gè)條件： 發(fā)電機(jī)頻率等于電網(wǎng)的頻率（各國(guó)電網(wǎng)頻率大致有兩種： 50Hz或60Hz，我國(guó)為50Hz） l 發(fā)電機(jī)的電壓幅值等于電網(wǎng)電壓的

19、幅值，且波形一致 1. 投入并聯(lián)的條件投入并聯(lián)的條件 二二. 同步發(fā)電機(jī)與大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)與大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行 2. 同步發(fā)電機(jī)投入并聯(lián)的方法 準(zhǔn)同期法 自整步法 三. 同步發(fā)電機(jī)的功角特性 1. 功角特性的定義 功角：功角：端電壓和勵(lì)磁磁勢(shì)之間的相位差，一般用端電壓和勵(lì)磁磁勢(shì)之間的相位差，一般用 表示，也有用表示，也有用 表示。表示。 功角特性：功角特性：發(fā)電機(jī)有功功率或無功功率與功角之間發(fā)電機(jī)有功功率或無功功率與功角之間 的關(guān)系稱為同步發(fā)電機(jī)的功角特性，的關(guān)系稱為同步發(fā)電機(jī)的功角特性，Pem=f()。 無功功率的功角特性：無功功率的功角特性： Q=f( ) 2. 功角的物理意義 在空間

20、上：合成磁場(chǎng)軸線與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在空間上：合成磁場(chǎng)軸線與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng) 軸線之間夾角。軸線之間夾角。 i N0 主磁極主磁極 氣隙合成磁場(chǎng)的磁極氣隙合成磁場(chǎng)的磁極 S 在時(shí)間上：端電壓和勵(lì)磁磁勢(shì)之間的在時(shí)間上：端電壓和勵(lì)磁磁勢(shì)之間的 相位差相位差 3. 隱極同步發(fā)電機(jī)的功角特性 U I 0 E S j IX em coscos() cos cossin sin PmUImUI mUImUI sincos s UIX sincos 0s IXUE 0 sin cos cos sin s s U I X EU I X M P 1 2 隱極同步電機(jī)的功角特隱極同步電機(jī)的功角特 性表達(dá)式性表達(dá)式 ，顯然，當(dāng)功，顯

21、然，當(dāng)功 角角=90=900 0 時(shí)，電磁功率達(dá)時(shí)，電磁功率達(dá) 到最大值。到最大值。 0 em sin s E U Pm X 最后：可得最后：可得 09001800090009001800 s em X UE mP 0 max 四. 有功功率的調(diào)節(jié)靜態(tài)穩(wěn)定概念 1. 有功功率的調(diào)節(jié)有功功率的調(diào)節(jié) 已知，在忽略銅耗的前提下， Pem=P2=mUIcos 而Pem和P1從功角特性可以看出是成正比關(guān)系的，所以， 想要增加電機(jī)輸出的有功功率，從功率平衡的觀點(diǎn)來 看，只有增加原動(dòng)機(jī)的輸入功率只有增加原動(dòng)機(jī)的輸入功率P P1 1。 靜態(tài)穩(wěn)定問題：發(fā)電機(jī)在某一穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，（即發(fā)電機(jī) 和電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，電壓

22、U和頻率f都為恒定值，勵(lì)磁電流If 不變，其輸入功率和輸出功率都不變的運(yùn)行狀態(tài)），如果 在電網(wǎng)或原動(dòng)機(jī)方面，突然發(fā)生一些微小干擾，在此小干 擾去掉后，發(fā)電機(jī)如能恢復(fù)到原來的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，即認(rèn) 為該發(fā)電機(jī)的運(yùn)行是靜穩(wěn)定的。 2. 同步發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定同步發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定 0900180009000900180009001800090009001800 T 1）在a點(diǎn)， P1=Pem，即輸入P1 和輸出Pem相等，電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 a 2）來一個(gè)干擾，假定使得P1 增加到P1 ， 顯然電機(jī)的轉(zhuǎn)速 將增大，因?yàn)楣呛娃D(zhuǎn)速成正 比關(guān)系變化，所以，功角也將 增大， 推出Pem也增大 ，這樣 一來，我們可以看

23、出在b點(diǎn)電 機(jī)將達(dá)到一個(gè)新的平衡點(diǎn)，從 而繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。 b P1T1n Pem 新的平衡點(diǎn)新的平衡點(diǎn)b 結(jié)論：對(duì)于同步發(fā)電機(jī)結(jié)論：對(duì)于同步發(fā)電機(jī) d 0 d em P 0 dT d 發(fā)電機(jī)是靜態(tài)穩(wěn)定的，發(fā)電機(jī)是靜態(tài)穩(wěn)定的， 或，或， 靜態(tài)穩(wěn)定。靜態(tài)穩(wěn)定。 d 0 d em P 0 dT d 發(fā)電機(jī)是靜態(tài)不穩(wěn)定的發(fā)電機(jī)是靜態(tài)不穩(wěn)定的 ， 或，或， 靜態(tài)不穩(wěn)定。靜態(tài)不穩(wěn)定。 時(shí)為靜態(tài)穩(wěn)定極限時(shí)為靜態(tài)穩(wěn)定極限 。 d 0 d em P maxmaxem m NN TP k TP 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 （或最大電磁功率（或最大電磁功率 ）與額定電）與額定電 磁轉(zhuǎn)矩磁轉(zhuǎn)矩 （或額定電磁功率（或額定電磁功率

24、 ）之比稱為過載能力，）之比稱為過載能力， 用用 表示：表示： max T maxem P N T N P m k 3. 發(fā)電機(jī)的過載能力發(fā)電機(jī)的過載能力 m k 隱極機(jī)： 一般為1.52左右。 max 1 sin em m NN P k P 五五. . 無功功率的調(diào)節(jié)和V形曲線 1. 無功功率的調(diào)節(jié)無功功率的調(diào)節(jié) 有功功率的調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的輸入功率P1來 實(shí)現(xiàn)。若勵(lì)磁電流不變，改變發(fā)電機(jī)的有功功率，無 功功率也會(huì)改變。 發(fā)電機(jī)無功功率的調(diào)節(jié)通過改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流 來實(shí)現(xiàn)。 2 0 cos sin a em s PmUI UE Pm X 常數(shù) 或常數(shù) 0 cos sin a I E 常數(shù)

25、 常數(shù) 為簡(jiǎn)便起見，在調(diào)節(jié)無功功率時(shí)，假定發(fā)電機(jī)輸 出的有功功率不變，于是： 由于m、U、Xs 均是定值，所以 2. 發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)的V形曲線形曲線 當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出一定的有功功率并保持不變當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出一定的有功功率并保持不變 0 E U I S jIX A B C D E E0 0的變化必須滿足在的變化必須滿足在CDCD 直線，而相應(yīng)的直線，而相應(yīng)的I I的變化的變化 必須在必須在ABAB線上。線上。 E0sin=常數(shù) Icos=常數(shù) 0 m P 正常正常 勵(lì)磁勵(lì)磁 超前超前 欠勵(lì)欠勵(lì) 滯后滯后 過勵(lì)過勵(lì) cos0. 8cos1cos0. 8 不穩(wěn)定區(qū)不穩(wěn)定區(qū) 發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)的V V形曲線形曲線

26、 em P em P em P em P em P em P em P em P em P I f I 0 I f 0 第六節(jié)第六節(jié) 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行 1. 發(fā)電機(jī)在額定功率因數(shù)下，電壓變化范圍為發(fā)電機(jī)在額定功率因數(shù)下，電壓變化范圍為5%,頻率變頻率變 化范圍為化范圍為2%時(shí)，能連續(xù)輸出額定功率。發(fā)電機(jī)的最低運(yùn)時(shí)，能連續(xù)輸出額定功率。發(fā)電機(jī)的最低運(yùn) 行電壓一般不應(yīng)低于額定值的行電壓一般不應(yīng)低于額定值的90%（19.8KV）。發(fā)電機(jī)定）。發(fā)電機(jī)定 子電壓低于額定值的子電壓低于額定值的95%時(shí)（時(shí)（20.9KV)，定子電流不得超過，定子電流不得超過 額定值的額定值的105%（18369

27、.75A）。）。 2.當(dāng)氫氣冷卻器組中有當(dāng)氫氣冷卻器組中有1個(gè)冷卻器因故停用時(shí)，發(fā)電機(jī)能承個(gè)冷卻器因故停用時(shí)，發(fā)電機(jī)能承 擔(dān)擔(dān)80%額定功率連續(xù)運(yùn)行，而不超過允許溫升。額定功率連續(xù)運(yùn)行，而不超過允許溫升。 3.發(fā)電機(jī)氫氣壓力降低時(shí)，出力必須按發(fā)電機(jī)氫氣壓力降低時(shí)，出力必須按P-Q 曲線降低至對(duì)應(yīng)曲線降低至對(duì)應(yīng) 氫壓下所允許的范圍內(nèi)。氫壓下所允許的范圍內(nèi)。 4.在線監(jiān)測(cè)軸和軸承座的振動(dòng)情況，振動(dòng)值不應(yīng)超過其規(guī)定在線監(jiān)測(cè)軸和軸承座的振動(dòng)情況，振動(dòng)值不應(yīng)超過其規(guī)定 值。值。 5.監(jiān)視各軸承回油及金屬溫度變化監(jiān)視各軸承回油及金屬溫度變化 發(fā)電機(jī)的溫度監(jiān)視發(fā)電機(jī)的溫度監(jiān)視 定子繞組進(jìn)水溫度： 4050 定子繞組出水溫度： 85 定子水量： 91.5t/h 導(dǎo)電率： 0.51.5us/cm 進(jìn)氫溫度： 3546 氫氣冷卻器進(jìn)水溫度： 2038 氫氣冷卻器出水溫度： 45 定子繞組： 120 定子鐵芯允許最高溫度:120 轉(zhuǎn)子繞組溫度： 115 6.發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行 發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行極限 原動(dòng)機(jī)輸出功率極限