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1、发电机正常运行参数变化与控制培训教材一、电压变化发电机正常运行的端电压，允许在额定电压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5，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
2、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汽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5，而温升不应超过允许限值。当发电机高于额定值情况下运行时，铁芯内磁密增加，铁损增大，铁芯温度相应增高，此时应密切注意：1.转子电流不得超过额定值。2.铁芯温度不得超过允许值120。且不得超过正常运行温度的8
3、10。3.定子绕组温度不得超过允许标准90。4.漏磁通的增加，应不使发电机端盖及端部结构件温度升高，应小于120。5.电压一般不超过5%，不低于5%，并密切注意定子电流不超允许值。二、频率变化当功率因数为额定值0.9时，频率变化范围不超过-3%2%时，发电机允许连续输出额定功率，但频率在-3%2%范围外，在-5%3%范围内，发电机也允许输出额定功率，每年不超过十次，每次不超过8小时。运行频率比额定值偏高较多时，由于发电机的转速升高，转子上承受的离心力增大，可能使转子的某些部件损坏，因此频率增高主要受转子机械强度的限制。同时，频率增高，转速增大时，通风摩擦损耗也要增多，虽然在一定电压下，磁通可以
4、小些，铁耗损也可能有所降低，但总的来说，此时发电机的效率是下降的。运行频率值比额定值偏低较多时，也有很多不利影响。例如：频率降低，转速下降，使发电机内风扇的送风量降低，其后果是使发电机的冷却条件变坏，各部分的温度升高。频率降低时，为维持额定电压不变，就得增加磁通，如同电压升高时的情况一样，由于漏磁增加而产生局部过热。频率降低还可能使汽轮机叶片损坏，厂用电动机也可能由于频率下降，使厂用机械出力受到严重影响。由于上述原因，不希望发电机在偏离频率额定值较多的情况下运行，在系统运行频率变化-3%2%的允许许范围内，发电机保持额定出力长期连续运行。 三、冷却条件变化对于600MW水氢氢冷却汽轮发电机，定
5、子绕组采用水内冷、转子绕组采用氢内冷、定子铁芯为氢冷。冷却条件变化主要是指氢和冷却水的有关参数的变化。1.氢气温度变化如果发电机的负荷不变，当氢气入口（或冷端）风温升高时，绕组和铁芯温度升高，会引起加速绝缘老化、寿命降低。这里所指的温度不是绕组的平均温度，而是最热点处的铜温，因为，只要局部绝缘遭到破坏，就会发生故障。根据上述温度变化与绝缘老化之间的关系可知，当冷却介质的温度升高时，为了避免绝缘的加速老化，要求减小汽轮发电机的出力，减小的原则是：使绕组和铁芯的温度不超过在额定方式下运行时的最大监视温度。对于水氢氢冷却汽轮发电机，冷端氢温不允许偏离制造厂的规定值35-48，热氢温度小于65，在这一
6、规定温度范围内，发电机可以按额定出力运行。当冷端氢温降低时，也不允许提高出力。这是因为定子的有效部分用不同介质冷却，定子绕组水内冷、铁芯氢冷。这些介质温度的降低，彼此间互不相依，如果按照两种介质不同温度的配合来规定允许温度，这是困难的，也使运行中出力的监视变得复杂，甚至可能由于一时注意不到，造成绕组的铜线与铁芯的温差超过允许范围。水氢氢冷却汽轮发电机，当氢气温度高于额定值时，按照氢气冷却的转子绕组温升条件限制出力。2.氢气压力变化随着氢气压力的提高，氢气的传热能力增强，氢冷发电机的最大允许负荷也可以增加。但当氢压低于额定值时，由于氢气传热能力的减弱，发电机的允许负荷亦应降低。氢压变化时，发电机
7、的允许出力由绕组最热点的温度决定，即该点的温度不得超过发电机在额定工况时的温度。当氢压高于额定值时，对水氢氢冷却发电机的负荷不允许增加，这是因为定子绕组的热量是被定子线棒内的冷却水带走的，所以，提高氢压并不能加强定子线棒的散热能力，故发电机允许负荷也就不能增大。当氢压低于额定值时，由于氢气的传热能力减弱，必须降低发电机的允许负荷。氢压降低时，发电机的允许出力，应根据制造厂提供的技术条件或容量曲线运行，以保证绕组温度不超过额定工况时的允许温度。3.氢气纯度变化在氧气和空气混合时，若氢气含量降到475，便有爆炸危险，所以在运行中，首先要保证发电机内的混合气体不能接近这个比例。一般都要求发电机运行时
8、的氢气纯度应保持在95以上，低于此值时应进行排污。从经济观点上看，氢气的纯度愈高，混合气体的密度就愈小，通风摩擦损耗就愈小。当机壳内氢气压力不变时，氢气纯度每降低1，通风摩擦损耗约增加11，这对于高氢压大容量的发电机是很可观的。所以应该多排几次污，以保证使运行时的氢气纯度不低于9798。特别要指出的是：氢冷发电机不允许在机壳内为空气或二氧化碳的介质中启动到额定转速甚至进行试验，以防止风扇叶片根部的机械应力过高。4.定子绕组进水量和进水温度变化水氢氢冷却汽轮发电机，用除盐水冷却定子绕组，用氢冷却定子铁芯和转子绕组。在额定条件下，定子绕组铜线和铁芯之间的温差并不大，约为1520，当冷却水量在额定值
9、的10范围内变化时，对定子绕组的温度实际上不产生多少影响。大量的增加冷却水量，会导致入口压力过分增大，在由大截面流向小截面的过渡部位可能发生气蚀现象，使水管壁损坏，故不建议提高流量。降低除盐水量，将使绕组入口和出口水温差增大，绕组出口水温度增高。这样会造成绕组温升极不均匀，是不允许的。在设计中，一般采用绕组进出口的水温差不超过3035，以便当入口水温度等于45时，相当于出口水温等于80，以防止出口处产生汽化。根据上述可知，采用调节定子绕组水量的方法，以保持定子绕组的水温是不适当的。关于绕组冷却水温度，在任何情况下，绕组出口的水温不应超过85，以免汽化。当绕组进水温度在额定值（多为4546）附近变化5以内时，可不改变额定出力。但不同发电机的技术规定可能与此有些差别。当绕组入口水温超过规定范围上限时，应减小出力，以保持绕组出水的温度不超过额定条件下的允许出水温度。入口水温也不允许低于制造厂的规定值4050，以防止定子绕组和铁芯的温差过大或可能引起汇水母管表面的结露现象。为防止水回路发生堵、漏，故除了对定子绕组温度进行监视外，还应监视层间测温元件的温差小于10，对于每根线棒，有一个单独出水支路的同层各水接头温差要进行控制，其最大、最小温差读数达8时报警，加强监视并查明原因。此时，一般采取降负荷来控制温差，如果温差达12或出水温度超过85时，应停机进行反冲洗，检查处理故障。