发电机的安全运行极限与P—Q曲线共38页
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发电机正常运行一、额定工况运行汽轮发电机根据设计和制造所规定的条件长期连续工作,称为额定工况。
这一运行工况的电压、电流、出力、功率因数、冷却介质温度和氢压等,称为发电机的额定参数。
发电机额定参数如下:额定容量667MVA额定功率600MW最大连续输出容量728MVA(在额定氢压0.414MPa 和冷却水温度33℃下,功率因数0.9)额定功率因数0.9(滞后)额定电压22kV额定电流17495A额定转速3000r/min周波50Hz相数 3极数 2定子线圈接法YY额定氢压0.414MPa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)≥98.95%短路比(保证值)≥0.58承担负序能力:稳态I2(标么值)≥10%暂态22I≥10s发电机在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。
发电机带负荷运行时,其绕组和铁芯中都有能量损耗,引起各部分发热。
在一定冷却条件下运行时,发电机各部分的温升与损耗及其所产生的热量有关。
发电机负荷电流越大,损耗就越大,所产生的热量也越多,温升就越高。
汽轮发电机的额定容量,是在一定冷却介质的温度和氢压下,在定子绕组、转子绕组和定子铁芯的长期允许发热温度的范围内确定的。
发电机的绕组和铁芯的长期发热运行温度,与采用的绝缘等级有关。
我公司的600MW汽轮发电机采用F/F级绝缘(温度按B级考核),发电机温度限额规定如下:定子绕组出水温度:≤85℃(埋设检温计)定子绕组温度:≤120℃(埋设检温计)定子铁芯允许最高温度:≤120℃(埋置检温计)转子绕组温度:≤115℃(电阻法)定子端部结构件温度:≤120℃(埋置检温计)集电环温度:≤120℃(温度计法)轴瓦温度:≤90℃(检温计法)轴承和轴封回油温度:≤70℃(检温计法)除了转子绕组的温度采用电阻法测量、集电环温度采用红外线温度计法测量外,其余的温度测量采用埋设检温计法。
发电机绝缘在运行过程中会逐渐老化。
P-Q图的绘制方法及在汽轮机在线监测中的应用李国胜;华泽玺;苗轶如【摘要】By modeling and solving the Turbine operating limits boundary function, we can find a computer graphics method, which can monitor the turbine perfectly. Combined with VC + + , it can be drawn accurately and used to turbine condition monitoring system. Finally , the graphics of different turbine operating conditions are given, it shows that the system has a good effect.%通过对汽轮机运行极限边界进行函数建模与求解,给出一种能够用于汽轮机监测的计算机绘图方法,并结合VC++将其准确绘制并应用于汽轮机运行状态在线监测系统中,最后给出汽轮机不同运行工况下的图形,结果表明系统具有良好的效果.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2012(031)003【总页数】4页(P91-94)【关键词】P-Q图;同步发电机;计算机绘图【作者】李国胜;华泽玺;苗轶如【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM306P-Q图又称安全运行极限图,在分析同步发电机运行状态时常会用到P-Q图,发电机组的PQ图能很好的描述它的实时运行点。
利用P-Q图,结合常用的稳定性指标可分析冲击负荷对发电机稳态运行的影响[1],及发电机组参与无功服务的能力,帮助发电公司分析发电机组在无功辅助服务市场中确定竞价策略,从而为电厂投标无功支撑服务提供重要的技术数据[2-3]。
发电机的励磁限制与保护的配合整定§1发电机运行功率圆与限制发电机运行功率圆又称“安全运行极限”或“P、Q图”,下面图1为ABB励磁厂家说明书的发电机功功率图,经常用到的三个限制:1)转子发热限制;2)定子发热限制;3)低励限制。
图1 ABB励磁说明书中的发电机功功率图实际发电机的运行功率极限图下图所示:图2 某600MW汽轮机组功率图§1.1转子发热限制§1.1.1同步发电机的相量图同步发电机的电动势相量图如图3所示U E qjδφ图3 同步发电机的电动势相量图对△oab 的每条边分别乘以U /X q ,得功率三角形△OAB ,并以O 点为原点,引入直角坐标系,如图3所示。
从图上可看出有以下关系成立:图4 功率三角形1) φ— OA 与纵轴的夹角即为功率因数角;2)δ— 发电机功角; 3) 直角坐标系的第一象限是发电机的迟相(过励)运行区,第二象限是发电机的进相(欠励)运行区。
4) 发电机机端电压U 保持不变,X d 为发电机同步电抗为常数, BA 的长度正比于发电机电势,也正比于励磁电流I fn 。
以B 点为圆心,以BA 为半径作圆弧,此圆弧即为转子发热极限曲线。
对应图1中的“最大励磁电流限制器”。
运行分析:汽轮发电机额定运行时,定子电流I 与励磁电流均为额定值,一般其额定功率因数cos φ为0.85—0.9。
此时,当欲调整发电机的运行参数,降低其功率因数(φ角增大)时,IB增发无功,励磁电流I会增加,发电机的运行受到转子发热极限的限制。
为了使转子不过热,则需降低定子电流,使发电机沿曲线AD运行,定子绕组未得到充分利用。
反之,欲提高其功率因数( 角减小)时,定子电流会超过额定值,发电机的运行受到定子发热极限的限制,即图1中的“欠励、过励侧定子电流限制器”,又称“定子发热限制”。
§1.1.2 ABB励磁系统最大励磁电流限制器原理限制器有两个限制值:一个是强励顶值电流限制值,另一个是连续运行允许的过热限制值。