同步发电机讲解ppt课件.ppt

《同步发电机讲解ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同步发电机讲解ppt课件.ppt（74页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 同步发电机及其运行概述同步发电机结构特点同步发电机励磁系统同步发电机非正常运行同步发电机正常运行同步发电机运行原理同步发电机主要技术参数第一节 概述第二节 同步发电机结构特点定子铁芯定子铁芯机座机座端盖端盖定子线圈定子线圈护环护环转子转子氢冷器氢冷器碳刷架碳刷架轴承轴承出线端子出线端子u定子结构特点卧式弹簧板隔振结构有效隔离定子铁芯振动传到定子机座和基础上，避免产生共振铁芯特点: 轴向分段,径向通风槽铁芯叠片铁芯叠片 铁芯叠片铁芯叠片时采用了分段时采用了分段多次加压，最多次加压，最后一次热压后后一次热压后用整体压圈夹用整体压圈夹紧，形成一个紧，形成一个刚性圆柱形铁刚性圆柱形铁芯，两边端采芯，

2、两边端采用粘接结构，用粘接结构，在铁芯装压后在铁芯装压后加热使其粘接加热使其粘接成一个牢固的成一个牢固的整体整体。已经完工的定子铁芯定子线圈定子线圈的槽内固定定子线圈水电接头定子线圈端部结构定子线圈出线氢冷风路u转子结构特点正在加工的转子转子下线转子阻尼绕组发电机氢气系统发电机氢气系统发电机密封油系统发电机密封油系统发电机定子冷却水系统发电机定子冷却水系统发电机通风系统发电机通风系统其它主要结构系统其它主要结构系统发电机氢气系统发电机氢冷系统的功能 发电机氢冷系统的功能是用于冷却发电机的定子铁芯和转子，并采用二氧化碳作为置换介质。发电机氢冷系统采用闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由

3、冷却水冷却。运行经验表明，发电机通风损耗的大小取决于冷却介质的质量，质量越轻，损耗越小，氢气在气体中密度最小，有利于降低损耗；另外氢气的传热系数是空气的5倍，换热能力好；氢气的绝缘性能好，控制技术相对较为成熟。但是最大的缺点是一旦于空气混合后在一定比例内（4%74%）具有强烈的爆炸特性，所以发电机外壳都设计成防爆型，气体置换采用CO2作为中间介质。 氢气冷却器共设四组，采用绕片式结构，两侧氢气冷却器冷却水流量分别由两个阀门分路控制，氢气冷却器进出水管路应对称布置。本系统在发电机的四角上布置了四组冷却器，停运一组冷却器，机组最高可带80%额定负荷。冷却介质为闭式水，回水母管上设一调门，通过水量的

4、调节可控制合适的冷氢气温度在4046。气体置换检测装置气体置换检测装置油水泄漏开关油水泄漏开关气体置换装置气体置换装置置换用空气置换用空气氢气干燥装置氢气干燥装置氢纯度分析器氢纯度分析器供氢供氢供二氧化碳供二氧化碳氢气控制系统氢压氢压表表 序号 名 称 型式 数 量 单 位 备 注 1 发电机机壳内最大氢气压力 0.45 MPa(g) 2 氢气压力允许变化范围 0.20.45 MPa(g) 3 发电机机壳内额定氢气纯度 98 % 4 发电机机壳内最小氢气纯度 92 % 报警值 5 氢气总补充量保证值（在额定氢压下） 10 Nm3/24h 6 氢系统装置制造厂/国别 东电 7 氢系统装置型式 集

5、装 8 氢系统装置尺寸（长宽高） 10801050480 mm 氢气系统参数表 1. 对供给发电机的氢气要求 a.压力不高于3.2MPa, b.纯度不低于99.5%, c.露点温度-21， 2.发电机充氢容积117立方米。 氢气与空气的混合物当氢气含量在4-74.2%范围内，均为可爆性气体。与氧接触时，极易形成具有爆炸浓度的氢、氧混合气体。因此,在向发电机内充入氢气时，应避免氢气与空气接触。为此，必须经过中间介质进行置换。中间介质一般为惰性气体CO2。 机组启动前，先向机内充入20-30kPa的压缩空气，并投入密封油系统。然后利用 CO2瓶提供的高压气体，从发电机机壳下部引入，驱赶发电机内的空

6、气，当从机壳顶部原供氢管和气体不易流动的死区取样检验CO2的含量超过85（均指容积比）后，停止充CO2。期间保持气体压力不变。开始充氢，氢气经供氢装置进入机壳内顶部的汇流管向下驱赶CO2。当从底部原CO2母管和气体不易流动的死区取样检验，氢气纯度高于96，氧含量低于时，停止排气，并升压到工作氢压。升压速度不可太快，以免引起静电。 机组排氢时，降低气体压力至20-30KPa，降压速度不可太快，以免引起静电。然后向机内引入CO2用以驱赶机内氢气。当CO2含显超过95时，方可引入压缩空气驱赶CO2，当气体混合物中空气含量达到95%,才可终止向发电机内输送压缩空气。氢 气 置 换置换空气流程置换空气流

7、程氢气系统冷却器 发电机氢冷系统的冷却发电机氢冷系统的冷却 为闭式氢气循环系统，热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。 发电机氢气冷却器采用绕片式结构 。冷却器按单边承受0.8MPa压力设计。 氢冷却器冷却水直接冷却的冷氢温度一般不超过46。氢冷却器冷却水进水设计温度38。 本系统在发电机的四角上布置了四组冷却器，停运一组冷却器，机组最高可带80%额定负荷。冷却介质为闭式水，回水母管上设一调门，通过水量的调节可控制合适的冷氢气温度在40-46。定子冷却水管路发电机励磁碳刷间发电机密封油系统发电机密封油系统发电机采用氢气冷却，为防止运行中氢气沿转子轴向外漏，引起火灾或爆炸，机组配置了密封油系统

8、，向转轴与端盖交接处的密封瓦循环供应高于氢压的密封油。本机组的密封油路只有一路，分别进入汽轮机侧和励磁机侧的密封瓦，经中间油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气侧，形成了油膜起到了密封润滑作用。然后分两路（氢侧、空气侧）回油。密封油系统原理简介发电机密封油系统 油系统的装置为集装式，方便检修 。 密封瓦结构为单流环式。 主油源来自汽机轴承润滑油，润滑油回油管上装设视流窗，以便观察回油 。 油氢差压由差压调节阀自动控制，并提供差压和压力报警信号接点。 油温在汽机润滑油系统得到调节。 2台100%容量的交流密封油泵和1台100%容量的直流密封备用油泵 , 1台100%容量的再循环油泵 。发电机密封油系统原

9、理简图密封油系统运行方式 氢侧回油经扩大槽后进入浮子油箱，该油箱的作用是使油中的氢气进一步分离。浮子油箱内部装有自动控制油位的浮球阀，以保证该油箱中的油位保持在一定的范围之内。浮子油箱外部装有手动旁路阀和液位视察窗，以使必要时人工操作控制油位。氢气经分离又回到扩大槽，油流入空气析出箱。由于浮子的控制作用，油箱内始终维持一定的油位，从而避免氢气进入空气析出箱。发电机定子冷却水系统发电机定子冷却水系统 发电机的定子绕组采用水内冷方式，水冷的效果是氢冷的50倍。水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水回路，每个线棒分成若干组，每组内含有一根空心铜管和数根实心铜线，空心铜管内通过冷却水带走线棒产生的热量。

10、到线棒出槽以后的末端，空心铜管与实心铜线分开，空心铜管与其它空心铜管汇集成型后与专用水接头焊好由一根较粗的空心铜管与绝缘引水管连接到总的进（或出）汇流管。冷却水由一端进入线棒，冷却后由另一端流出，循环工作不断地带走定子线棒产生的热量。发电机定子冷却水的作用对发电机定子冷却水水质的特殊要求 冷却水应当透明、纯洁、无机械杂质和颗粒；冷却水的导电度正常运行中应当小于0.5us/cm。过大的导电度会引起较大的泄漏电流，从而使绝缘引水管老化，还会使定子相间发生闪络；为防止热状态下造成冷却管内壁结垢，降低冷却效果，甚至堵塞。应当控制水中的硬度，不大于10ug/L；NH3浓度越低越好，以防腐蚀铜管；PH值要

11、求为中性规定在78之间；为防止发电机内部结露，对应于氢气进口温度，定子水温也应当大于一定值。一般规定在4046。定冷水系统原理简图工作流程 补充水 补水过滤器 树脂拦截器 离子交换器水箱 水泵 冷却器 温度调节阀 压力调节阀 发电机定子线圈 Y型拦截器 流量孔板 主水过滤器 定子冷却系统供发电机定子绕组冷却，采用闭式独立水系统并采用集装式结构，冷却器冷却水进水设计温度为38。 定子线圈内的冷却水的进水温度范围为4050、进水温度设有自动调节装置，冷却水温度波动范围3，出水温度不得大于85。 水质应透明纯净，无机械混杂物，在水温为20时：电导率 0.51.5S/cm（定子线圈独立水系统）PH值

12、7.08.0硬度 2微克当量/L（2gE/L）含氨（NH3） 微量定冷水系统水温、水质 额定流量：1530 L/min 进水压力（计算值）：196kPa 进水温度：453 最大连续出力时线圈出水温度（计算值）：73 水的电导率：不高于0.5S/cm 离子交换器额定处理流量：250 L/min 进水温度高报警值：49 出水温度高报警值：73 出水温度高保护动作值：78 进水压力低报警值：110 kPa 进水流量低报警值：1200 L/min 进水流量低保护动作值：1050 L/min定冷水系统技术参数发电机通风系统 采用径向多流式密闭循环通风，定子铁芯沿轴向分为采用径向多流式密闭循环通风，定子铁

13、芯沿轴向分为13个风区，个风区，6个进风区和个进风区和7个出风区相间布置。转子采用气隙个出风区相间布置。转子采用气隙取气斜流式。采用该通风系统的优点：温度均匀，不需高取气斜流式。采用该通风系统的优点：温度均匀，不需高压风扇，通风损耗小。压风扇，通风损耗小。 第三节 同步发电机技术参数 额定容量额定容量 667MVA667MVA 额定功率额定功率 600MW600MW 最大连续输出容量最大连续输出容量 728MVA728MVA （额定氢压（额定氢压0.414MPa0.414MPa，冷却水温度，冷却水温度 3333， 功率因数功率因数 0.90.9下与气轮机功率相匹配）下与气轮机功率相匹配） 发电

14、机最大连续输出容量能力发电机最大连续输出容量能力 755MVA755MVA ( (额定氢压额定氢压0.414MPa0.414MPa，冷却水温度，冷却水温度 2727， 功率因数功率因数 0.9)0.9) 额定功率因数额定功率因数 0.90.9（滞后）（滞后） 额定电压额定电压 22kV22kV 额定转速额定转速 3000r/min3000r/min其他技术参数 周波周波 50Hz50Hz 相数相数 3 3 极数极数 2 2 定子线圈接法定子线圈接法 YYYY 冷却型式：冷却型式： 水氢氢水氢氢 励磁方式：励磁方式： 静态励磁系统静态励磁系统 顶值电压顶值电压 2 2倍额定励磁电压倍额定励磁电压

15、 电压响应比电压响应比 3.583.58倍额定励磁电压倍额定励磁电压/s/s 允许强励持续时间允许强励持续时间 20s20s 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(计算值0.6034) 瞬变电抗Xd 0.3 超瞬变电抗Xd 0.18 承担负序能力稳态I2（标么值） 10%暂态I22t 10s其他技术参数 1.空载运行 2.负载运行: 电磁状态 电枢反应 电磁关系 3.运行特性 4.与大电网并列运行: 条件与方法 功角特性： 功率角 同步转矩 功角特性 功率调节： 有功功率调节

16、与静态稳定 无功功率调节与V形曲线 第四节 同步发电机运行原理第五节第五节 发电机正常运行发电机正常运行 1. 发电机在额定功率因数下，电压变化范围为发电机在额定功率因数下，电压变化范围为5%,频率变频率变化范围为化范围为2%时，能连续输出额定功率。发电机的最低运时，能连续输出额定功率。发电机的最低运行电压一般不应低于额定值的行电压一般不应低于额定值的90%（19.8KV）。发电机定）。发电机定子电压低于额定值的子电压低于额定值的95%时（时（20.9KV)，定子电流不得超过，定子电流不得超过额定值的额定值的105%（18369.75A）。）。2.当氢气冷却器组中有当氢气冷却器组中有1个冷却器

17、因故停用时，发电机能承个冷却器因故停用时，发电机能承担担80%额定功率连续运行，而不超过允许温升。额定功率连续运行，而不超过允许温升。3.发电机氢气压力降低时，出力必须按发电机氢气压力降低时，出力必须按P-Q 曲线降低至对应曲线降低至对应氢压下所允许的范围内。氢压下所允许的范围内。4.在线监测轴和轴承座的振动情况，振动值不应超过其规定在线监测轴和轴承座的振动情况，振动值不应超过其规定值。值。 5.监视各轴承回油及金属温度变化监视各轴承回油及金属温度变化发电机的温度监视发电机的温度监视定子绕组进水温度： 4050定子绕组出水温度： 85定子水量： 91.5t/h导电率： 0.51.5us/cm进

18、氢温度： 3546氢气冷却器进水温度： 2038氢气冷却器出水温度： 45 定子绕组： 120定子铁芯允许最高温度:120转子绕组温度： 1156.发电机的安全运行 发电机的安全运行极限 发电机的P-Q曲线发电机P-Q曲线7.同步发电机进相运行 发电机具有进相运行能力，当系统要求进相运行时，发电机能在进相功率因数（超前）为0.95时长期带额定有功连续运行（最终数据要经过进相运行试验确定）。此时，应加强对发电机的各部分温度的监视。 限制同步发电机进相运行的因素第六节第六节 发电机非正常运行发电机非正常运行 短时过负荷运行短时过负荷运行 不对称运行不对称运行 失磁运行失磁运行不对称运行 当发电机的

19、三相电流出现不平衡时，发电机将承受负序电流，发电机能承受的负序电流能力如下： 稳态负序能力I2 （标么值）10% 暂态负序能力 I22t10 s 限制发电机不对称运行的条件: 负荷最大一相电流不超过额定值 转子最热点温度不超过允许温度 机械振动不超过允许范围22I特殊运行 只有在安装、调整及试运行期间，发电机才允许短时在空气中运转，以便进行动态机械检查。空气中运转的前提条件如下：1）无励磁电流存在。2）机内空气必须干燥，相对湿度50，压力在30006000Pa（表压）之间，冷风温度2038。3）氢气冷却器通冷却水。4）定子绕组通冷却水。5）保证密封油的供油。6）切断氢气分析器、差压表、拆开供氢

20、管道。第七节 同步发电机励磁系统 概述 组成 作用 性能指标 调节特性与无功功率分配 同步发电机励磁方式 他励励磁方式 自励励磁方式 自并励励磁系统简介 发电机发电机PT断线断线 发电机断路器失灵发电机断路器失灵 逆功率逆功率 发电机过电压发电机过电压 发电机过激磁发电机过激磁 失步失步 低频低频 断水断水 转子一点接地转子一点接地(励磁系统带励磁系统带) 匝间保护（东方厂建议可不匝间保护（东方厂建议可不设设)附二：附二： 定子绝缘电阻测量定子绝缘电阻测量1.确认发电机已停运,出口闸刀已断开。2.确认发电机出口接地闸刀已断开。3.确认发电机出口PT已拉至隔离位,二次小开关已断开。4.确认发电机出口避雷器已拉至隔离位。5.确认发电机中性点接地闸刀已拉开。6.确认发电机已充氢。7.确认发电机定子冷却水水质合格。8.用2500V摇表测量定子绝缘不小于3兆欧。