2020大型燃气-蒸汽联合循环发电设备与运行：电气分册.docx

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1、大型燃气- 蒸汽联合循环发电设备与运行： 电气分册目录其技术规范36第二节 变压器的运行与维护37第一章发电机1一、 变压器中性点运行方式及规定 37第一节 发电机系统介绍1二、 变压器的绝缘规定38一、 发电机的基本原理1三、 220kV 变压器有载调压分接开关操作二、 发电机的分类和特点1的有关规定38三、 发电机的结构组成2四、 变压器无载调压抽头有关规定 39四、 发电机的监测系统8五、 油浸式变压器早期故障在线监测仪第二节 发电机的运行与维护9有关规定39一、 发电机的正常运行方式9六、 主变冷却器的运行方式和规定 39二、 发电机投运前的准备和检查11七、 变压器正常运行中的监视与

2、维护 40三、 发电机的同期并列12八、 变压器投入运行前的准备41四、 发电机运行中的检查监视13第三节 变压器的倒闸操作42第三节 发电机出口断路器14一、 变压器的操作与并列运行的一般一、 发电机出口断路器概述14规定42二、 GCB 的构成14二、 变压器停送电倒闸操作的一般规定 43第四节 自动发电量控制及一次调频 18三、 主变和厂高变停电的典型操作 44一 、 概述18四、 主变和厂高变受电的典型操作 45二 、 AGC 系统18第四节 变压器异常运行及事故处理 46三、 一次调频系统19一、 变压器应立刻停止运行的几种情况 46四、 调频过程分析21二、 变压器常见异常和故障处

3、理46五、 一次调频的投退规定22第五节 运行经验分享50第五节 运行经验分享23一、 两班制联合循环电厂主变冷却器的一、 轴承测点异常23控制系统 PLC 节能改造经验50二、 发电机漏氢事件23二、 强油循环风冷变压器冷却器故障三、 发电机端部振动模态试验不合格 24处理51四、 发电机出口断路器油泵起动频繁 24三、 电网直流偏磁导致主变运行声音五、 谐波干扰造成发电机出口 PT 烧毁或一次异常51熔丝熔断25四、 利用红外热成像仪发现主变引线接头六、 发电机直阻变大处理 26松动52七、 GCB 冷却风扇工作异常 26第三章发变组保护及启备变保护 53八、 一次调频动作不合格事件 26

4、第 一 节 概述53第二章变压器 28一、 发电机及变压器故障类型及保护第一节 电力变压器概述28简介53一、 变压器的工作原理与结构28二、 发变组保护装置介绍55二、 干式变压器35三、 启备变保护装置介绍55三、 惠州 LNG 电厂配置的主要变压器及第二节 保护配置55大型燃气- 蒸汽联合循环发电设备与运行： 电气分册一、 发变组保护配置二、 启备变保护配置 55 59第五节 运行经验分享104一、 多次选择、 复归1 SFC 时发生第三节 保护原理及判据 60故障104一、 发电机保护二、 变压器保护 60 71二、 SFC 逻辑设置缺陷导致机组选择失败106三、 发变组其他保护76三

5、、 转子位置传感器引起 SFC 故障 107第四节 保护装置运行与维护78四、 励磁变低压侧开关拒动导致SFC 选择不成一、 发变组保护装置运行与维护 78功109二、 启备变保护装置运行与维护79第五章励磁系统110第五节 压板投退清单80第一节 励磁系统概述110一、 发变组保护装置压板投退清单二、 启备变保护装置压板投退清单 80 83一、 励磁的主要作用110二、 励磁方式的分类110三、 压板投入前的规定85三、 励磁系统的组成110第六节 运行经验分享85四、 励磁系统的软件功能112一、 转子两点接地保护动作85第二节 励磁系统的运行与维护114二、 1 厂高变压力释放保护动作导

6、致1主变、 1 厂高变跳闸86三、 发电机- 变压器保护的部分非电气量一、 励磁系统的操作114二、 励磁系统的控制模式116三、 励磁系统运行中的监视和维护117保护装置出口由跳闸和发信改为只第三节 AVC118发 信 86一 、 概述118四、 1 主变受电过程中保护动作跳开其二、 工作原理118高压侧开关 87第四节 励磁系统事故处理120五、 增加主变高压侧开关失灵保护联跳厂高变低压侧开关及发电机出口开关的一、 发电机励磁系统不能正常升压 120二、 发电机组失磁120保 护 87第五节 运行经验分享121第四章静态变频器 （ SFC） 系统 88一、 励磁系统功率柜风扇电源切换继电器

7、第一节 SFC 系统介绍 88异常， 造成励磁系统故障121一、 SFC 系统作用二、 SFC 系统结构 88 88二、 励磁变三相绕组温度偏差大121三、 系统电压异常导致机组无法并网121三、 SFC 启动发电机接线图89四、 AVC 误调节引起 SFC 故障122四、 SFC 系统主要参数89第六章220kV 电气主接线系统 123五、 SFC 系统工作原理90第一节 220kV 电气主接线介绍123六、 SFC 运行时需要投入的保护96一 、 概述123第二节 SFC 系统运行方式97二、 惠州 LNG 电厂电气主接线的接线一、 SFC 起动过程二、 SFC 控制方式 97 98方式1

8、23第二节 惠州 LNG 电厂 220kV GIS 的基本第三节 SFC 系统运行监视98参数和结构原理125一、 SFC 系统起动98一、 220kV GIS 的基本参数125二、 SFC 系统运行监视100三、 SFC 系统停运101第四节 SFC 系统事故处理101一、 SFC 故障处理原则101二、 SFC 常见故障处理103二、 220kV GIS 的结构原理127第三节 SF6 气体特性141一 、 概述141二、 成分指标141三、 技术参数141目录四、 安全防范措施142第四节 220kV GIS 的典型操作142一、 220kV GIS 操作的基本原则142二、 220kV

9、 GIS 典型操作143三、 220kV GIS 操作的注意事项144第五节 220kV GIS 的运行与维护145一、 220kV 电气主接线系统的日常巡视检查145二、 220kV GIS 异常情况处理146第六节 运行经验分享149三、 UPS 运行操作175四、 UPS 运行规定177第四节 UPS 系统事故处理178一、 UPS 系统常见故障178二、 UPS 系统故障处理179第五节 运行经验分享180一、 某电厂在给 UPS 恢复送电过程中UPS 主机无法起动180二、 UPS 板卡元件故障181三、 集控楼并机 UPS 的蓄电池充电时，一、 线路重合闸频繁动作149两台 UPS

10、 主机故障停电182二、 线路避雷器泄漏电流值异常超标 149第九章直流系统183三、 三工位隔离开关和接地开关设计150第一节 直流系统概述183一、 直流系统的作用和主要设备183第七章220kV 线路保护及母差保护 151二、 惠州 LNG 电厂重要直流系统的接线第一节 220kV 线路保护介绍151一、 220kV 线路保护配置原则及情况151二、 220kV 线路保护的相关定义151三、 220kV 线路保护原理简介151四、 220kV 线路重合闸152第二节 220kV 母线保护153一、 母线保护的配置153二、 母线保护原理介绍154三、 母线保护装置的运行与维护160第三节

11、 220kV 线路保护及母线保护压板投退清单163一、 220kV 线路保护压板投退清单163二、 220kV 母线保护压板投退清单165第四节 运行经验分享167一、 重合闸装置的单重时间和三重时间方式和主要负载183三、 蓄电池的结构和工作原理184四、 整流充电设备的工作原理188五、 直流系统的监控模块和绝缘监测仪、电池巡检仪189第二节 直流系统运行方式191一、 惠州 LNG 电厂直流系统正常运行方式及运行规定191二、 直流系统正常运行的检查193三、 直流系统的倒闸操作193第三节 直流系统事故处理194第四节 运行经验分享196一、 直流系统接地故障196二、 直流正极、 负

12、极接地运行的危害实例196必须分开整定167第十章厂用电系统198二、 沟通三跳压板的功能167三、 关于 220kV 继电保护的一些规定168第一节 厂用电的接线方式和运行方式概述198第八章UPS 系统169一 、 概述198第一节 UPS 系统介绍169一、 UPS 系统概述169二、 UPS 系统主要设备简介171第二节 UPS 系统运行方式172一、 单机运行方式172二、 并机运行方式172第三节 UPS 系统操作与维护173二、 厂用电的接线方式199三、 厂用电的运行规定200第二节 6kV 厂用电系统201一、 6kV 厂用电快切装置201二、 VD4 型 6kV 真空小车开

13、关结构和原理204三、 6kV 母线的保护配置分析207一、 主机柜操作 173第三节 380V 常用开关结构原理209二、 旁路柜操作 175一、 380V MT 型空气断路器结构大型燃气- 蒸汽联合循环发电设备与运行： 电气分册原理209二、 塑壳式断路器210第四节 厂用电动机211三、 电气开关切忌野蛮操作235四、 柴油发电机蓄电池老化导致柴油发电机起动失败235一、 电动机分类211第十一章变频器236二、 型号及主要参数214三、 电动机保护配置215四、 电动机测绝缘的标准219第五节 保安电源系统220第六节 厂用电机械联锁装置225一 、 概述225二、 6kV 380V

14、干式变压器接地机械联锁系统226三、 6kV 母线接地机械联锁系统226四、 6kV 电动机开关柜机械联锁系统226五、 220kV 主变接地机械联锁系统226六、 220kV 启备变接地机械联锁系统227七、 发电机机端接地机械联锁系统227八、 备用钥匙和特殊钥匙说明227第七节 厂用电的事故处理227一、 厂用电系统故障处理的一般原则227二、 常见的厂用电系统故障及其处理方法228第八节 运行经验分享234一、 6kV 接地故障的处理实例234二、 热力配电段失电可能引起热控保护动作235第一节 变频器介绍236一、 变频器的工作原理236二、 变频器的基本组成236三、 变频器的主要

15、类型236第二节 惠州 LNG 电厂应用的变频器介绍237一、 高压变频器的结构组成238二、 变频器的性能特点239三、 冷却方式239第三节 变频器的运行与维护240一、 变频器的正常运行方式240二、 变频器正常运行时的监视和检查维护240第四节 变频器的常见故障处理241第五节 运行经验分享243一、 功率模块故障造成1 机凝结水泵 A变频装置跳闸243二、 集装箱式变频室冷却系统243三、 节能改造设计思路244参考文献245第一章发电机第一节发电机系统介绍一、 发电机的基本原理转子绕组通以直流励磁电流， 建立励磁磁场， 当转子旋转时， 磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组， 由于

16、定子绕组与励磁磁场之间的相对切割运动， 定子绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交流电源。二、 发电机的分类和特点（ 一） 发电机的分类发电机的分类方法有很多。1） 按工作原理不同进行分类， 可分为同步发电机和异步发电机。 异步发电机较少使用， 目前被广泛使用的大型发电机都是同步发电机。2） 按原动机不同进行分类， 可分为汽轮发电机、 水轮发电机、 燃气轮发电机、 柴油发电机等。3） 按冷却介质不同进行分类， 可分为空冷发电机、 氢冷发电机和水冷发电机。 水冷发电机冷却效果最好， 但运行要求高。以惠州 LNG 电厂为例， 该厂三台机组均采用了 QFR-400-2-20 型发电机，

17、为全氢冷同步汽轮发电机， 额定功率为 400MW。（ 二） 全氢冷发电机的特点用氢气作为冷却介质的氢内冷发电机或常规氢外冷发电机有如下优点：1） 氢气的密度比空气小， 氢冷发电机可降低风摩损耗和通风损耗， 这是因为风摩损耗和通风损耗与冷却气体的密度成比例。2） 氢气有更大的导热系数和表面散热系数， 因此氢冷发电机单位体积的有效材料的输出功率比空冷大， 发电机的最大有效输出功率也更大。3） 氢冷发电机定子机座是密封结构， 氢气在机内循环， 这样避免了灰尘和水汽进入发电机内部， 降低了检修和维护费用。4） 由于与氧气和水汽隔绝， 发电机绝缘系统更不容易发生电晕， 同时一旦发生电晕， 也不会产生臭氧

18、损害绝缘， 因此延长了定子线棒的寿命。5） 氢气密度小， 同时采用密闭通风系统， 可降低发电机噪声。6） 氢冷发电机可方便地用于室外布置。（ 三） 同步发电机的基本特性同步发电机的基本特性有五种： 空载特性、 短路特性、 负载运行特性、 外特性和调整特9第一章 发 电 机性。 其中表征同步发电机性能的主要是空载特性、 短路特性和负载运行特性， 利用它们可以测定发电机的基本参数， 是电机设计、 制造的主要技术数据。1. 空载特性发电机不接负载时， 电枢电流为零， 称为空载运行。 此时电机定子的三相绕组只有励磁电流 If 感生出的空载电动势 E0 （ 三相对称）， 其大小随 If 的增大而增大。

19、但是， 由于发电机磁路铁心有磁饱和现象， 所以两者不成正比。 反映空载电动势 E0 与励磁电流 If 关系的曲线称为同步发电机的空载特性曲线， 如图 1-1 所示。利用空载特性曲线可以判断转子绕组有无匝间短路， 也可判断定子铁心有无局部短路， 如有短路， 该处的涡流去磁作用也将使得励磁电流增大。2. 短路特性发电机在额定转速下， 定子三相稳态短路时， 电枢短路电流 Ik 与励磁电流 If 之间的关系曲线称为同步发电机的短路特性曲线， 如图 1-2 所示。图 1-1 同步发电机的空载特性曲线图 1-2 同步发电机的短路特性曲线如图 1-2 所示短路特性为一条直线， 利用它可以判断转子绕组有无匝间

20、短路， 若存在短路， 由于匝数的减少， 短路特性曲线也会降低。 此外， 发电机的同步电抗、 短路比计算都需要利用短路特性。3. 负载运行特性当电枢电流 I 及功率因数 cos 均为常数时， 端电压 U 与励磁电流 If 之间的关系曲线称为负载特性曲线。三、 发电机的结构组成发电机通常由定子、 转子、 端盖、 机座及轴承等部件构成。 同步发电机剖面图如图 1-3所示。（ 一） 发电机的定子发电机的定子由机座、 定子铁心、 定子绕组、 端盖等部件组成。1. 定子通风定子采用单风区全径向通风。冷却气体在铁心两端从定子线棒端部和转子护环之间进入气隙， 再沿径向经过铁心风道流入铁心背部。图 1-3 同步

21、发电机剖面图冷却气体冷却铁心和定子线棒后进入沿轴向布置在机座顶部的冷却器， 冷却后由转轴两端的轴流风扇鼓入发电机内部再次循环。2. 定子机座、 隔振结构和端盖定子机座的主要作用是支撑和固定定子铁心和定子绕组， 机座材料采用轧制焊接钢板， 机座外皮采用大尺寸的整板下料以减少焊缝， 使机座具有良好的气密性同时能够承受氢爆产生的压力， 在结构上还要满足发电机的通风和密封要求。为了防止转子磁极和定子铁心之间的磁拉力所导致的铁心倍频振动传递到机座和基础 上， 定子铁心和机座间采用弹性隔振结构。弹性隔振结构在铁心径向具有一定的柔性， 在切向可以支撑铁心的重量和承受短路力矩。 弹性隔振由 8 块立式弹簧板构

22、成， 弹簧板上部与内定子把合， 下部与机座焊接， 如图1-4所示。图 1-4 同步发电机弹性隔振结构3. 定子铁心定子铁心采用低损耗硅钢片。 将扇形片冲制和涂漆后叠压成定子铁心， 如图 1-5 所示。定子铁心由外圆的定位筋和铁心中部的穿心螺杆压紧成牢固的整体。4. 定子线圈发电机的定子线圈为单匝线圈， 为了降低涡流损耗， 线棒由多股双玻璃丝包扁铜线构成， 股线进行罗贝尔换位， 如图 1-6 所示。 股线胶化成形后， 表面包主绝缘。图 1-5 同步发电机定子铁心图 1-6 同步发电机定子线圈5. 出线套管在机座下方有 6 个出线套管， 其中 3 个出线端， 3 个中性点。 定子电流在发电机集电环

23、侧经定子引线、 出线套管、 离相封闭母线到变压器。 定子出线套管为氢内冷瓷套管。以每个出线瓷套端子为中心， 从出线盒向下吊装着若干组穿心式电流互感器 （ Cuvrent Transformer， 简称 CT）， 分别提量给测量仪和继电保护使用。（ 二） 发电机的转子发电机的转子主要由转子铁心、 励磁绕组 （ 转子线圈）、 护环、 风扇等组成。1. 转子通风冷却气体从中心环和转轴之间的空隙进入护环下的区域。 一部分进入由端部垫块形成的S 形风道表面冷却转子线圈端部， 经大齿甩风槽进入气隙。转子铜线底部设有轴向风道， 气体从转子本体两端进入槽底风道后沿轴向向转子中部流动， 经铜线径向风孔冷却铜线后

24、进入气隙， 再进入定子铁心径向风道。 同步发电机转子通风结构见图 1-7。2. 转轴转轴由 Ni- Cr- Mo- V 合金钢整体锻造而成。 如图 1-8 所示， 在转轴本体大齿中心沿轴向均匀地开了多个横向月形槽， 又在励端轴柄的小齿中心线上开有两条均衡槽， 以均衡磁极中心线位置的两条磁极引线槽。 这些都是为了均匀转轴上正交两轴线的刚度， 从而降低倍频振动。 在大齿上开有阻尼槽， 使发电机在不平衡负载时可以减少在横向槽边缘处的阻尼电流和由此引起的在尖角处的温度急剧升高， 有效地提高了发电机承受负序的能力。图 1-7 同步发电机转子通风结构图3. 转子绕组图 1-8 转轴本体转子绕组采用具有良好

25、机械性能和抗蠕变性能的含银铜线。 转子绕组匝间垫条和绕组主绝缘分别采用环氧玻璃布板和玻璃坯布NOMEX 纸槽衬。 转子绕组端部运行时承受很大的离心力， 同时负载变化时铜线发生轴向伸缩， 护环内壁装有在高温下具有良好机械性能和绝缘性能的绝缘筒， 端部绕组匝间垫有高机械强度的绝缘垫条。 转子绕组在槽内用高强度的合金钢和铍青铜槽楔固定， 见图1-9。4. 护环护环对转子绕组端部起着固定、 保护、防止变形的作用， 承受着转子的弯曲应力、图 1-9 转子绕组热套应力和绕组端部及本身的巨大离心力。 护环如图 1-10 所示。图 1-10 护 环护环热套在转轴上， 用环键固定。 转子绕组端部被套在护环下，

26、保证运行时绕组端部与直线部分间的径向相对变形最小。护环绝缘内表面与铜线接触的部分设有滑移层， 这种结构允许转子绕组在轴向无约束地热膨胀， 避免附加应力。为了减少转子端部的漏磁损耗， 护环采用非磁性材料。5. 风 扇转轴两端设有两个轴流式风扇。风叶材料为耐腐蚀铝合金， 按相关规范对风叶作全部可靠性检测， 如 X 光探伤等。 风叶固定在风扇座环上， 风扇座环材料为 Ni- Cr- Mo 合金钢， 热套在转轴上。 风扇及风扇座如图 1-11所示。（ 三） 端盖、 轴承、 集电环和氢冷器1. 端盖图 1-11 风扇及风扇座端盖采用焊接结构， 把合在定子机座上。 端盖径向焊有筋板， 具有足够的刚性。 端

27、盖中装有轴承、 挡油盖、 油密封等部件。 为防止气体泄漏， 端盖与机座的把合面上有密封条。 端盖如图 1-12 所示。2. 轴承发电机采用可倾瓦轴承， 保证运行时轴承具有较高的稳定性和较低的瓦温。轴瓦下半部分由带球面座的下瓦套组成， 下瓦套内圆垂线中心线两侧位置有两个可倾斜的瓦块。 下瓦套的球面座可使轴承具有自调心功能。下半瓦由铜质瓦块和钢制瓦座把合而成， 瓦块内圆浇钨金以支撑轴颈。 上半瓦设有泄油沟， 结构与常规椭圆轴承相同。轴颈表面要求超精加工， 可增加轴承承载能力， 维持可靠的润滑。 轴承如图 1-13 所示。图 1-12 端盖图 1-13 轴 承3. 轴电流保护装置为了防止轴电流， 在

28、轴承顶部与端盖用镶块绝缘； 在轴承底部， 轴承套和轴承配合面之间装有绝缘板， 然后用绝缘螺栓固定。除此之外， 在所有可能导通轴电流部位都装有绝缘， 如集电环、 密封座与端盖之间， 密封座和油管之间， 油密封与端盖之间。 所有部件都有足够的爬电距离， 防止泄漏电流。 镶块绝缘如图1-14所示。4. 密封座密封座装在轴承内侧防止机座沿着转轴漏氢。图 1-14 镶块绝缘如图 1-15 所示， 当密封油的压力大于机座内的压力时， 密封油被压入密封瓦的槽里， 通过密封瓦与转轴的间隙流到氢侧 （ 机座内侧） 和空气侧 （ 机座外侧）， 这样就可以防止氢气从机内泄漏。5. 集电环集电环材料是工具钢， 表面螺

29、旋型凹槽可以使集电环与电刷均匀接触。 凹槽可以帮助空气逸出， 这样由于转轴高速运转而在集电环表面产生的高压气体就不会阻止电刷和集电环之间的良好接触。 转子中心孔两端被堵上， 但在集电环侧留有一个供实验用的孔， 这样就可以对导电螺钉做泄漏实验。风扇解决了集电环表面和密封罩里的通风和冷却问题。 集电环套在转轴上，图 1-15 密 封 座在两者之间有绝缘套筒。 集电环如图 1-16 所示。集电环与转子绕组之间通过导电螺钉以及中心孔里的导电杆连接。 导电螺钉有锥形螺纹与导电杆连接， 而螺纹部分被拧入导电杆体， 接触紧密。 两套导电螺钉配有合成橡胶垫圈可以防止机内气体通过中心孔泄漏。图 1-16 集 电

30、 环6. 氢冷器冷却器放在发电机顶部。 如图 1-17 所示， 冷却器由套片式的水管组成。 冷却器组成部分有前后水箱、 套片、 冷却水管和外壳。 套片材料是海军铜。四、 发电机的监测系统图 1-17 氢 冷 器发电机的监测包括温度测量、 振动测量、 氢气湿度测量和发电机局放监测等。（ 一） 定子铁心温度监测在定子边段铁心的齿顶和扼中、 压指及磁屏蔽上设置热电偶， 监视定子铁心温度。（ 二） 定子绕组温度监测在近汽端定子槽部上下层线棒之间埋置电阻测温元件， 监测定子绕组温度。（ 三） 氢冷器冷却水总进出水温监测在氢冷器的总出水管上设有热电偶元件， 其测量信号送至集散控制系统 （ Distribu

31、tedControl System， DCS） 。（ 四） 氢冷器的氢温监测在汽端和励端冷却器内冷氢侧和热氢侧各设置一个测温元件， 其测量信号送至 DCS。（ 五） 轴承温度监测在汽、 励两端的下半轴承可倾瓦块内各设有一个热电偶， 监视轴瓦温度； 在汽、 励两端的轴承回油管也设有热电偶检测实时温度； 这两个信号均送至 DCS。（ 六） 轴系振动监测在汽、 励两端的轴承外挡油盖上各设一个非接触式拾振器， 测量转子轴颈振动， 其测量数据均送至 DCS。（ 七） 机内氢气的参数发电机配备了一套氢气干燥器， 可以有效地控制发电机内氢气的湿度。 配置一套在线氢气纯度 露点仪， 可直观地反映机内氢气的纯度

32、和露点。第二节发电机的运行与维护一、 发电机的正常运行方式（ 一） 正常运行方式1. 额定运行方式发电机按照铭牌规定数据运行的方式， 称为额定运行方式。 发电机可以在这种方式下或在容量限制曲线的范围内长期连续运行。发电机额定方式下的长期运行， 主要是受机组的发热情况限制。 发电机各部分的允许温升规定见表 1-1。表 1-1 氢冷电机的温升限制氢冷电机的温升限制部件测量方法氢压 MPa冷氢温度 温升 温度限值 定子绕组埋置检温计0. 43664100转子绕组电阻法0. 43684120定子铁心热电偶0. 43674110注： 在氢压为 0. 4MPa 的情况下， 考虑到冷却水温和氢气冷却器尺寸将

33、基本的环境温度 （ 冷氢温度） 设定为 36 ，如果在实际运行中， 冷氢温度降低 5 ， 那么温升限制相应提高 5 。2. 发电机容量限制曲线0. 2下图 1-18 所示曲线是在冷却水温为 26 时画出的， 分别是氢压为 0. 4MPa、 0. 3MPa、MPa 时的发电机运行容量。发电机容量曲线给出了在不同功率因数条件下的负载限制， 其目的是为了控制定、 转子绕组及定子铁心中最热点的温度。在功率因数 0. 0 （ 过励） 至额定功率因数范围内运行是受转子绕组的温度限制， 相应于恒转子电流运行， 见图中 a 部分。27第一章 发 电 机图 1-18 发电机容量限制曲线功率因数在额定功率因数至

34、0. 95 （ 欠励） 范围内的负载是由定子绕组的温度所限制的。 在这段曲线区域内运行， 定子电流恒定不变， 转子电流将随负载及功率因数的变化而变化， 但其值始终小于额定励磁电流值， 见图中 b 部分。运行在功率因数 0. 95 （ 欠励） 至 0. 0 （ 过励） 范围内， 其限制条件为定子边端、 铁心端部结构件的发热及励磁系统对在低励时的稳定性要求。 见图中 c 部分。注意： 在正常运行时， 发电机不允许超过铭牌的额定数据运行。3. 电压、 频率允许的变动范围电压、 频率偏差范围如图 1-19 所示。图 1-19 电压、 频率偏差范围（ 二） 异常运行1. 短时过载能力在事故状态下， 发电

35、机允许定子绕组在短时内过载运行， 满足如下公式：（ I2 1） t = 37. 5s（1-1）式中 I定子额定电流的倍数 （ ）；t可允许过电流时间 （ s）。注： 在上述过电流工况下的定子温度将超过额定负载时的数值， 发电机定子过载每年不超过两次。2. 三相短路在额定容量、 额定功率因数和 105 定子电压条件下， 发电机具有承受突然短路的能力， 时间为 30s。3. 不平衡负载发电机三相负载不平衡或发生不对称短路时， 定子电流中便会出现负序电流， 因而产生负序旋转磁场， 并在转子上感生双倍频涡流， 使转子表面的附加损耗增大， 温度升高， 同时产生交变转矩， 使振动加大， 定子电压波形也受到

36、影响。若每相电枢电流均不超过额定值 IN ， 则持续不平衡负载 I2 与 IN 之比应满足 I2 IN 8 ； 在发生故障情况下， 发电机瞬态负序能力 （ I2 IN ）2 t8。4. 冷却器异常运行方式当两套氢气冷却器中有一套退出运行时， 在氢压和冷却水温度都正常的条件下， 发电机连续运行时所带负载不大于额定负载的 67 。 当两套氢冷器都退出运行时， 需将发电机停运。初次使用氢气冷却器时， 应排除冷却管内的空气。 如果冷却管内空气未排除完， 冷却器将不会正常运行， 甚至可能引起冷氢温度在左右侧的不平衡。 如果该情况在带负载运行时出现， 应及时检查冷却器内空气是否排尽。二、 发电机投运前的准

37、备和检查在发电机投运前应完成下列检查项目：1. 确认下列辅助系统处于良好状态1） 氢气系统；2） 密封油系统；3） 氢气冷却器闭式冷却水系统；4） 轴承润滑油系统；5） 顶轴油系统。2. 检查电气连接， 确认发电机的出口断路器及发电机励磁回路开关位置状态是否正确3. 确认发电机内氢气和氢气冷却器闭式冷却水系统应满足规定4. 确认定子绕组和转子绕组的绝缘电阻均合格1） 定子绕组 R绝缘 5M （2500V 绝缘电阻表）；2） 转子绕组 R绝缘 1M （500V 绝缘电阻表）。5. 其他安全注意事项1） 因为在运行中可能有少量氢气泄漏出来， 所以在发电机周围 10m 范围内应严禁烟火。2） 由于少

38、量氢气可能通过油密封混入轴承润滑油中， 所以润滑油系统中的抽油烟风机必须处于连续运行状态。3） 从发电机出线套管漏出的氢气可能在封闭母线中汇集起来， 平时巡检时需检查漏氢在线监测装置是否有报警。4） 当对发电机充氢或排氢、 或提取氢气样品时， 操作过程应严格按照操作规程进行。三、 发电机的同期并列发电机并列正常， 采用的是自动准同期并列方式。（ 一） 准同期并列将已加励磁的待投运发电机通过调节其转速和改变该发电机的励磁， 使其在和电网满足同期条件的瞬间进行合闸并列， 两者即可自动牵入同步运行。 准同期并列的优点是发电机没有冲击电流， 对系统影响较小。 但如果因为某些原因造成了非同期并列， 则冲

39、击电流很大。发电机与电网系统进行准同期并列时， 需满足以下几个条件： 1） 电压相等 （ 电压差小于 5 ）；2） 电压相位一致；3） 频率相等 （ 频率差小于 0. 1Hz）；4） 相序相同 （ 一般不考虑， 在安装和检修期间就应该核对清楚）。（ 二） 准同期并列的操作准同期并列可分为自动和手动并列两种。1. 自动准同期1） 确认发电机转速达 3000r min；2） 合上发电机出口隔离开关；3） 合上灭磁开关， 发电机自动升压至额定值；4） 在同期装置上将 “ 同期方式” 转换开关打到 “ 自动” 位置；5） 待同期条件自动调整满足后， 同期装置自动将发电机与电网并列。2. 手动准同期1）

40、 确认发电机转速达 3000r min；2） 合上发电机出口隔离开关；3） 合上灭磁开关， 发电机自动升压至额定值；4） 在同期装置上将 “ 同期方式” 转换开关打到 “ 手动” 位置；5） 手动调节机组频率及机端电压；6） 压差、 频差均满足条件， 观察整步表上指针位置， 当指针旋转至 12 点钟位置前某一合适时刻时， 手动操作合闸按钮进行并列。四、 发电机运行中的检查监视（ 一） 检查与监视1. 机内温度随时监测下列各种温度。 在任何工作条件下， 以下每个温度测量值都不应超过规定的最高值以及最低值。1） 定子铁心温度；2） 机内冷、 热氢温度；3） 轴瓦温度；4） 转子绕组温度。2. 轴承

41、振动在线监测轴振动和 或轴承座振动情况， 振动值不应超过其规定值。3. 氢气、 闭式冷却水和润滑油等介质的参数1） 氢气湿度和纯度等；2） 机内氢压；3） 密封油压力， 进、 出油温度等；4） 轴承润滑油油压力， 进、 出油温度等；5） 氢气冷却器的进、 出水温度等。密切监视机内氢压的变化， 如果发现不正常氢压下降， 应尽快找出原因， 采取补救措施， 并补入氢气使机内氢压恢复到额定值。机内氢压必须高于水压 0. 04MPa， 以防止在事故状态， 水进入机内。 保持密封油压高于氢压 （0. 056 0. 02） MPa， 以防止氢气外泄。随时检查机内湿度， 保持机内氢气湿度值低于规定值以便消除机

42、内结露和转子部件产生应力腐蚀的可能性。定期检查机内氢气纯度， 如果纯度降到了规定值， 应排出一些机内氢气， 然后再补充一些氢气来提高机内氢气纯度。 但每次置换的氢气量不应超过 10 的氢气总量， 以避免机内氢气温度变化太大。4. 发电机漏液检测装置定期检查位于机座下面的液位信号器中的液位状态。 若发现有油、 水， 应及时放尽， 并迅速找出原因， 加以消除。5. 电刷定期检查电刷的运行情况。 当出现火花时， 检查电刷压力是否分布均匀， 刷辫与刷块之间是否有松动现象等。 定期检查接地电刷与转轴的接触状况。（ 二） 相关记录发电机正常运行期间， 应记录以下参数：1） 所有电气数据， 包括有功功率、 无功功率、 功率因数、 电压、 电流、 频率等；2） 轴承振动；3） 上述所有温度值；4） 上述冷却介质及润滑介质的参数。第三节发电机出口断