水轮发电机组变速技术.docx

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1、水轮发电机组变速技术水轮发电机组变速技术指的是：对并入电网运行的水轮发电机组，转变主轴的机械旋 转速度而仍能保持电网及机组平安稳定运行的技术。水轮发电机组的变速方式主要有:变极变速、双转子双定子变速、定子变频变速、转子 变频沟通励磁变速。变极变速是通过转变定子极数和转子极数使机组转速得以转变的变速方式.一般为两 档。定、转子极数转变时，仍要使它们的极数相同。双转子双定子变速采纳同轴的双套发 电机定子和转子，各对应一个转速。定子变频变速是在发电机出口设容量相当的变频器， 使机组转速能在肯定范围内连续变化的变速方式。转子变频沟通励磁变速是在发电机转子 三相绕组回路设变频器，变频器输出频率在肯定范围

2、内变动的沟通电进入转子，使机组转 速能在肯定范围内连续变化的变速方式。恒速水轮机效率是随水头和负载变化的，随着水轮机效率的降低，恒速运行还会引起 尾水管脉动和空性恶化，若保持水轮机的高效率运行则需转变转速。因此，从20世纪40 年月起就有专家提出水轮机变速运行的设想。抽水蓄能电站一般库容不大，发电水头和抽 水扬程的变化范围较宽，为了满意抽水蓄能机组在较大水头（扬程）变化范围内运行的要求, 首先在抽水蓄能机组上采纳了变速技术。变极变速是最早应用于发电电动机的变速方式， 随后经受了双转子双定子变速肯定子变频变速一转子变频沟通励磁变速的进展过程。转子 变频沟通励磁变速技术在70年月开头进行工业试验，

3、80年月末技术上已经成熟并逐步得 到应用。这种变速方式除能适应水头和负载的变化提高水轮机效率，拓宽水轮机运行范围, 削减振动和空蚀外，还能有效地改善电力系统的平安稳定运行状况。此外还可通过调整转 子沟通励磁电流实现有功功率的快速调整。对抽水蓄能机组水泵工况.通过调整转速，可转变其输人功率，实现电网频率自动掌握。目前世界上已投运的大容量转子变频沟通励磁变速机组是日本大河内电站395 MV-A 抽水蓄能机组，日本方案在东京电力公司的葛野川电站单机容量为412 MV-A的3、4号 机采纳转子变频沟通励磁变速机组，德国1997年开头兴建的金星抽水蓄能电站采纳两台 变速抽水蓄能机组（单机容量为265 M

4、W）,估计在2002 - 2003年投产。转子变频沟通励 磁变速技术先进，是一种有进展前途的变速方式，目前还主要应用在抽水蓄能机组上。转 子变频沟通励磁变速方式的原理是基于并网运行的变速机组对电力系统电气同步的特性, 转子变频沟通励磁变速机组掌握简单.可调整量多，如转速踢是可调整量，沟通励磁电流 的频率、相位均可调整。此外就是调整的方式多。以并网运行发电工况为例，恒速机组只 通过调整导叶开度的方法来调节发出的有功功率，而变速机组则既可采纳调整导叶开度 的方法来调整发出的有功功率，也可通过调整交流励磁电流来实现。变速机组的转速既可 通过调整导叶开度的方法来实现，也可通过调整沟通励磁电流的频率来实现。基于上述 缘由，变速机组需要采纳高牢靠性的高速数字掌握系统。中国的岗南抽水蓄能电站Q968 年第一台机组投运）、密云抽水蓄能电站Q973年第一台机组投运）、响洪甸抽水蓄能电站 （2000年第一台机组投运）均采纳了变极变速机组，潘家口抽水蓄能电站的发电电动机组采 纳了变极与定子变频联合变速的方案.1991年该电站第一台抽水蓄能机组投运。