发电厂电气运行检修培训_项目2_同步发电机运行

第一节 发电机运行方式
7/12/2014
电气运行
发电机按制造厂铭牌额定参数运行的方式， 称为额定运行方式。发电机的额定参数是制 造厂对其在稳定、对称运行条件下规定的最 合理的运行参数。当发电机在各相电压和电 流都对称的稳态条件下运行时，具有损耗小、 效率高、转矩均匀等性能。所以一般情况下， 发电机应尽量保持在额定或接近额定工作状 态下运行。
电气运行
课程:电气运行
同步发电机的运行
哈尔滨工程大学核科学与技术学院
电气运行

第一节 发电机运行方式 第二节 同步发电机的启动、升压和并列 第三节 发电机接带负荷和运行中负荷的调整 第四节 发电机解列、停机操作步骤 第五节 同步发电机的励磁与灭磁 第六节 同步发电机的进相运行 第七节 同步发电机的异常与事故
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电气运行
2）使定子铁芯温度升高。定子铁芯的温升一 方面是定子绕组发热传递的；另一方面是定 子铁芯本身的损耗发热引起的。当定子端电 压升高时，定子铁芯的磁通密度增高，铁芯 损耗明显上升，使定子铁芯的温度大大升高。 过高的铁芯温度会使绝缘漆烧焦、起泡。
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3）可能使定子结构部件出现局部高温。由于 定子电压过多升高，定子铁芯磁通密度增大， 使定子过度饱和，因而会造成较多的磁通逸 出轭部并穿过某些结构部件，如机座、支撑 筋、齿压板等，形成另外的漏磁磁路。过多 的漏磁会使结构部件产生较大涡流，可能引 起局部高温。 4）对定子绕组绝缘造成威胁。在正常情况下， 定子绕组的绝缘能耐受1.3倍额定电压。但对 运行多年、绝缘已老化或本省有潜伏性绝缘 缺陷的发电机，升高电压运行，定子绕组的 绝缘可能被击穿。 7/12/2014
主要内容

10/12/2023
大板热电培训 电气
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解列操作步骤
n得到值长“可以解列”的通知后，运行人员可按 下列步骤进行解列操作。
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n (一)调节发电机有、无功负荷至零
n 实际执行时，无功负荷应保留5Mvar左右。
n (1)防止在调节过程中发生进相运行导致失磁保护 误动；(2)主变压器高压侧断路器均为220kV或以上 电压的分相操作断路器，为及早发现解列后是否三相 全部断开，保留的5Mvar无功负荷可在三相定子电流 表上反映，如果拉开断路器前有、无功负荷均降至零 的话，就不易及时发现并可能造成意外情况。
)。 n (3)机组发生需要停机的异常情况时，解列，并视抢修的具体时
间确定是否停机。 n (4)由于系统或本身发生故障、继电保护动作跳闸，或热机设备
故障，紧急停机或停炉后联锁使发电机跳闸时，已自动解列、停机。
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正常解列前的准备工作
n (包括切换厂用备用电源)，首先应降低机组 的有功负荷，随着有功负荷的降低，无功负荷 和定子电压将相应升高。运行人员应严密监视 表计，根据定子电压和无功负荷的上升情况逐 步降低励磁电流，在有功负荷降至一定数值后， 由值长通知，进行解列操作。
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n 二、发电机异常处理
n (一)发电机过负荷
n 发电机过负荷后，出现过负荷信号，定子、转子电流超过过负荷 保护动作值引起保护过负荷后，一般视情况降低有功、无功出力 直至过负荷消失。如因自动调整励磁装置引起，可切至手动感应 调压器运行。如因系统事故引起过负荷，应立即汇报值长，按事 故过负荷处理。
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E0 (Ixt U sin )2 (U cos )2
tan Ixt U sin
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U cos
二、凸极同步发电机
1、电磁过程
其结构特点是气隙沿电枢圆周不均匀。 考虑到凸极电机气隙的不均匀性，把电枢反
应分成直轴和交轴电枢反应分别来处理。 （双反应理论）
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二、凸极同步发电机
④直轴（d轴）：主磁极轴线（纵轴）； ⑤交轴（q轴）：转子相邻磁极轴线间的中
心线为交轴（横轴）
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三、电枢反应
电枢反应的性质：（增磁、去磁或交磁） 与负载的性质和大小有关，主要取决于 电枢磁动势和励磁磁动势在空间的相对 位置。分析表明，此相对位置取决于空 势电动势E0和定子电流 I 之间的相角差 ψ 。电枢反应的性质可通过时空矢量图 来反映。
采用发电机惯例，以输出电流作为电枢电流 的正方向时，定子任一相的电动势方程为：
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二、凸极同步发电机
不计磁饱和时
E
和
ad
E
可以用相应的负电抗压降来表示
aq
其中：
xad —直轴电枢反应电抗 41 xaq —交轴电枢反应电抗
二、凸极同步发电机
综上，有凸极同步发电机的电动势平衡方程 式：
23-900~00 d、q轴 Fad Faq
电枢 反应 性质
交轴
直去
直增 交、 直去 交、 直增
影响
Ψ≈φ
负载
F U N(f) 性质
波形 畸变
不变
下降
R
削弱 下降 不变 L
增强 增大 不变 C
削弱 下降 下降 R、L
增强 增大 下降 R、C
三、电枢反应
说明：

水电厂电气一次设备维护与检修
培训材料
2009年
第一部分水电厂电气一次设备.........................................................................................2
一、电力系统概述.....................................................................................................................2
五、同步发电机的运行特性...................................................................................................9
六、水轮发电机维护与检修................................................................................................10
生短路故障时，一般应能提供1.8－2倍的强行励磁电流。
（2）应尽量避免励磁系统电源受外部电力网的影响，对半导体励磁系
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统，电源应可靠。
（3）当发电机的内部或外部发生短路故障时，能快速可靠灭磁。
（4）励磁系统对发电机由空载到满载的静态电压调节精度应不低于
2.5％，并列运行的发电机间无功负荷的分配精度应在±10％左右。
降低发电成本，最大限度地降低厂用电率及网损率。
（三）形成电力系统的优越性
形成大的电力系统，在技术上和经济上有许多好处，归纳起来有以下
几点：
（1）提高供电的可靠性和电能质量。

K1K2K3K4
励磁调节器总的放大倍数等于 各组成单元放大倍数的乘积
励磁调节器的基本特性
❖ 发电机励磁控制系统静态特性
IEFf IQ
发电机调节特性
励磁调节器的基本特性
❖ 励磁控制系统静态特性
UG
UG1
ΔUG
UG2
0
IQN
IQ
无功调节特性
在公共母线上并联运行的发电 机组间无功功率的分配，主要 取决于各台发电机的无功调节 特性。而无功调节特性是用调 差系数来表征的:
❖ 上式还说明，如果发电机无功电流Iq不变，改变IEF可以改变Eq，进而可以改 变UG或使UG保持恒定.
❖ 即发电机单机运行时，调节励磁电流可以改变发电机电压。
（2）当发电机并入电力系统运行时
❖ 发电机并入电力系统运行时，电力系统的电压水平由系统中无功电源发出 的无功功率总和与系统中负荷所消耗的无功功率总和之间的平衡关系决定。
电压损耗不大，单靠调节发电机的励磁来控制发电机的端电压就能满足负荷 对电压质量的要求。
❖ （1）单机运行时：
❖ 在正常运行时，励磁电流IEF在发 电机励磁线圈FLQ中建立磁场， 使定子绕组产生感应电势Eq，在 不考虑铁心饱和程度影响时，感 应电势的大小与励磁电流的大小 成正比，因此通过调整IEF的大小 就可使Eq发生相应的变化 .
❖ 同步发电机是系统重要的无功电源，其无功功率的输出是由它的励磁系统来 控制的
❖ 同步发电机励磁系统的任务主要有以下几个方面。 ❖ 1. 控制发电机端电压 ❖ 通过励磁系统来控制调节控制同步发电机的端电压是一种不需耗费投资而且
最直接的调压手段。 ❖ 在发电机不经升压直接向用户供电的简单系统中，若供电线路不长，线路上
系统无功电源所发出的无功功率偏 离系统在额定电压下的无功需求越 大，系统实际运行电压就偏离额定 电压越大，电网电能质量越差，有 可能使电网电压超出其允许范围。