发电机的安全运行极限与P—Q曲线..
发电机的p-q曲线
发电机的p-q曲线发电机的P-Q曲线是描述发电机在不同负载条件下，输出有功功率P和无功功率Q之间关系的曲线。
P-Q曲线显示了机组在不同功率输出和功率因数下的运行特性。
首先，我们来看发电机在顺时针负载的情况下的P-Q曲线。
当负载为零时，发电机处于空载运行状态，即没有输出功率。
随着负载的增加，发电机开始输出有功功率，并且无功功率也开始增加。
在低于额定功率的负载范围内，P-Q曲线呈现上升趋势，表示发电机的输出功率和无功功率都在增加。
当负载达到额定功率时，发电机的输出功率达到最大值。
此时，发电机的功率因数为1，即全部输出功率为有功功率。
继续增加负载，发电机的输出功率继续保持不变，但无功功率开始增加。
这种情况下，P-Q曲线上的点保持水平，表示发电机在额定功率范围内保持满负荷运行。
当负载继续增加超过额定功率时，发电机开始发生过励现象。
过励是指发电机输出功率超过其额定功率的能力。
在过励运行状态下，发电机的输出功率可以增加，但无功功率也同时增加。
P-Q曲线上的点开始向下倾斜，表示发电机输出功率的增加是以无功功率的增加为代价的。
接下来，让我们来看发电机在逆时针负载的情况下的P-Q曲线。
当负载从零开始增加时，发电机的输出功率保持不变，无功功率开始减小。
这种情况下，发电机处于电动发电状态，即输出功率以消耗无功功率的代价增加。
随着负载的继续增加，发电机的输出功率继续保持不变，但无功功率开始减小到最低值。
此时，发电机的功率因数为0，即全部输出功率为无功功率。
继续增加负载，发电机的输出功率保持不变，但无功功率开始增加。
P-Q曲线上的点保持水平，表示发电机在逆时针负载下保持满负荷运行。
总结来说，发电机的P-Q曲线描述了发电机在不同负载条件下的运行特性。
负载增加时，发电机的输出功率和无功功率都会增加。
在顺时针负载下，随着负载的增加，发电机的输出功率增加更多，无功功率也增加。
而在逆时针负载下，发电机的输出功率保持不变，无功功率减小到最低值，然后再逐渐增加。
P-Q图的绘制方法及在汽轮机在线监测中的应用
P-Q图的绘制方法及在汽轮机在线监测中的应用李国胜;华泽玺;苗轶如【摘要】By modeling and solving the Turbine operating limits boundary function, we can find a computer graphics method, which can monitor the turbine perfectly. Combined with VC + + , it can be drawn accurately and used to turbine condition monitoring system. Finally , the graphics of different turbine operating conditions are given, it shows that the system has a good effect.%通过对汽轮机运行极限边界进行函数建模与求解,给出一种能够用于汽轮机监测的计算机绘图方法,并结合VC++将其准确绘制并应用于汽轮机运行状态在线监测系统中,最后给出汽轮机不同运行工况下的图形,结果表明系统具有良好的效果.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2012(031)003【总页数】4页(P91-94)【关键词】P-Q图;同步发电机;计算机绘图【作者】李国胜;华泽玺;苗轶如【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM306P-Q图又称安全运行极限图，在分析同步发电机运行状态时常会用到P-Q图，发电机组的PQ图能很好的描述它的实时运行点。
利用P-Q图，结合常用的稳定性指标可分析冲击负荷对发电机稳态运行的影响［1］，及发电机组参与无功服务的能力，帮助发电公司分析发电机组在无功辅助服务市场中确定竞价策略，从而为电厂投标无功支撑服务提供重要的技术数据［2-3］。
发电机的p-q曲线
发电机的p-q曲线
发电机的P-Q曲线，也叫运行特性曲线，是一条表示发电机功率特性的曲线。
它展示了发电机在不同负荷下功率的变化。
P-Q曲线中P指发电机输出功率，Q指发电机输出的功率因数。
P-Q曲线可分为三段:上升段，平衡段和下降段。
上升段是以P为横坐标，Q为纵坐标的曲线。
该段表示从低功率到高功率时发电机输出功率与功率因数的变化，通常在该段功率因数比较大，具有很强的负载能力。
平衡段是Q=constant的直线，表示发电机在不断变化的负荷条件下，功率因数保持恒定。
该段的功率因数比较小，但功率能够增加。
下降段是P在功率因数不变的情况下，随P的减小而往下走的曲线，该段表示发电机功率以负载变化不大的情况下，随P的减小而下降的情况。
通常发电机P-Q曲线是一条曲线，其中上升段和下降段是一级斜率，表示发电机有较强的功率响应能力；而平衡段是一条水平线，表示发电机的功率在负荷变化不大的情况下，功率因数保持稳定。
此外，发电机的P-Q曲线还可以改变，当发电机的运行特性发生变化时，P-Q曲线也会受到影响。
例如，发电机负载增加或发电机效率降低，都会导致P-Q曲线的变化。
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发电厂集控运行技术考试：发电厂集控运行技术考试考试考试题 考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。
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发电机的p-q曲线
发电机的p-q曲线
发电机的P-Q曲线是一种结构图，用于表示发电机的功率和功率因素之间的关系。
发电机的P-Q曲线是以发电机的功率输出为横轴（P），功率因素为纵轴（Q），表示发电机在不同功率输出值下的功率因素之间的变化关系。
其中，发电机的最大功率输出Pmax为该曲线的最高点，发电机功率因素对应的正值和负值分别为Q1和Q2。
在特定情况下，当发电机功率增加时，功率因素也会随之增加。
在P - Q曲线上，这种变化关系可以表示为P-Q曲线从左下方向右上方逐渐增长。
另外，如果发电机出现负载变化，将使发电机功率因素出现变化。
在P - Q曲线上，这种变化关系可以表示为P-Q曲线向左右两侧延伸，并且有功率变化的程度有所不同。
功率因素的变化是由发电机本身的环境，速度，负载和电网特性等因素引起的。
将这些因素结合起来，可以得出发电机的P-Q曲线，在发电机运行中可以指导发电机的变化，从而确定发电机的效率，安全及稳定性。
总之，发电机的P-Q曲线是一个描述发电机功率输出与功率因素之间变化关系的结构图，在发电机运转和控制中有重要的意义。
电气运行工题库
电气运行工题库一、名词解释（25题）1、励磁涌流变压器励磁涌流是变压器全电压充电时在其绕组中产生的暂态电流。
2、重合闸后加速：当线路发生故障后，保护有选择地动作切除故障，重合闸进行一次重合以恢复供电，若重合于永久性故障时，保护装置即不带时限无选择性的动作断开断路器，这种方式称为重合闸后加速.3、异步振荡：发电机因某种原因受到较大的扰动，其功角在0—360°之间周期性地变化，发电机与电网失去同步运行的状态。
在异步振荡时，发电机一会工作在发电机状态，一会工作在电动机状态。
4、电力系统稳定运行：当电力系统受到扰动后，能够自动恢复到原来的运行状态，或凭借控制设备的作用过度到新的稳定状态运行，即所谓电力系统稳定运行。
5、自动重合闸：将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。
6、低频振荡并列运行的发电机间在小干扰下发生的频率为0.2—2.5HZ范围内的持续震荡现象叫低频振荡。
7、变压器分级绝缘：指变压器绕组靠近中性点部位的主绝缘水平比绕组端部的绝缘水平低。
8、高频闭锁保护：利用距离保护的启动元件和距离方向元件控制收发信机发出高频闭锁信号，闭锁两侧保护的原理构成的高频保护。
9AGC：自动发电控制的英文缩写，他是能量管理系统的重要组成部分，按照电网调度中心的控制目标将指令发送给有关发电厂或机组，通过电厂或机组的自动控制调节装置，是对发电机功率的自动控制。
9、主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择的切除被保护设备和线路故障的保护的环路。
10、电力系统的静态稳定是指电力系统受到小的干扰后不发生非周期性失步，自动恢复到起始运行状态。
11、变压器压器是一种变换交流电压的设备，它和电动机不同，电动机是把电能转换成机械能，而变压器则是一种不能旋转转动，专门改变交流电压（升高或降低）的电器，所以我们把它叫做变压器。
12、谐振过电压电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路，在一定的能源作用下，会产生串联谐振现象，导致系统某些元件出现严重点过电压，这种现象叫做谐振过电压13、综合命令凡不需要其他单位配合仅一个单位的单项或多项操作，可采用综合命令。
发电机正常运行
发电机正常运行一、额定工况运行汽轮发电机根据设计和制造所规定的条件长期连续工作，称为额定工况。
这一运行工况的电压、电流、出力、功率因数、冷却介质温度和氢压等，称为发电机的额定参数。
发电机额定参数如下：额定容量667MVA额定功率600MW最大连续输出容量728MVA（在额定氢压0.414MPa 和冷却水温度33℃下，功率因数0.9）额定功率因数0.9（滞后）额定电压22kV额定电流17495A额定转速3000r/min周波50Hz相数 3极数 2定子线圈接法YY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承担负序能力：稳态I2（标么值）≥10%暂态22I≥10s发电机在长期连续运行时的允许出力，主要受机组的允许发热条件限制。
发电机带负荷运行时，其绕组和铁芯中都有能量损耗，引起各部分发热。
在一定冷却条件下运行时，发电机各部分的温升与损耗及其所产生的热量有关。
发电机负荷电流越大，损耗就越大，所产生的热量也越多，温升就越高。
汽轮发电机的额定容量，是在一定冷却介质的温度和氢压下，在定子绕组、转子绕组和定子铁芯的长期允许发热温度的范围内确定的。
发电机的绕组和铁芯的长期发热运行温度，与采用的绝缘等级有关。
我公司的600MW汽轮发电机采用F/F级绝缘（温度按B级考核），发电机温度限额规定如下：定子绕组出水温度：≤85℃（埋设检温计）定子绕组温度：≤120℃（埋设检温计）定子铁芯允许最高温度：≤120℃（埋置检温计）转子绕组温度：≤115℃（电阻法）定子端部结构件温度：≤120℃（埋置检温计）集电环温度：≤120℃（温度计法）轴瓦温度：≤90℃（检温计法）轴承和轴封回油温度：≤70℃（检温计法）除了转子绕组的温度采用电阻法测量、集电环温度采用红外线温度计法测量外，其余的温度测量采用埋设检温计法。
发电机绝缘在运行过程中会逐渐老化。
发电机的安全运行极限与P—Q曲线共40页
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆
发电厂电气部分第九章 同步发电机的运行
Pmax
EqU xd xs
（9-8）
由上式可知，若发电机 Xd 值越大，而电网Xs值相对较小(即线路不长)时，静态 稳定极限功率越小，故阻抗增大，导致静态定储备降低。一般采用励磁控制的方
法(包括应用各种类型的自动电压调节器)，改善大型发电机参数所带来的不利影响。
发电厂变电所电气主系统
13
当电压低于95％以下运行时，定子电流不应超过额定值的5％。此时发电机要降
低出力，否则，定子绕组的温度要超过允许值。发电机运行电压的下限，可根据稳 定要求确定，一般不应低于额定值的90％。
发电厂变电所电气主系统
9
第一节 同步发电机的参数及其额定值
发电机运行电压高于额定值，升高到105％以上时,其出力须相应降低。因为电压 升高，铁心内磁密度增加，铁耗增加，引起铁心温度和定子绕组温度增高。除此之
能有所降低，但总的来说，此时发电机的效率是下降的。
运行频率比额定值低，转速下降，使两端风扇鼓进的风量降低，使发电机的冷却 条件变坏，各部分温度升高；频率降低，为了维持额定电压不变，就得增加磁通，
如同电压增高时的情况一样，由于漏磁增加会产生局部过热；频率降低还可能使汽
轮机叶片损坏，使厂用机械出力受到严重影响。
发电厂变电所电气主系统
8
第一节 同步发电机的参数及其额定值
(二）端电压不同于额定值时，发电机的运行
发电机正常运行的端电压，允许在额定电压±5％范围内变动，此时发电机可保 持额定出力不变。当定子电压降低5％时，定子电流可增加5％；当电压升高5％时， 电流也就降低5％。在这样的变化范围内，定子绕组和转子绕组的温度不会超过允 许值。
按转子电流允许增大的倍数来提高出力，此时定子绕组温度不会超过允许值。 虽然各台发电机的温升数据不尽相同，但图9-2所表明的基本特性，即冷却介质 温度比额定值每低1℃所能增加的电流倍数，较之冷却介质比额定值每高1℃所应降 低的电流倍数小。这个原则对一般外冷发电机都适用。 发电机运行规程中规定的电流允许变化，便是依据这一原则确定的。不过，规 程从普遍安全考虑，规定的数据较严。对于具体某台发电机，可以根据其温升试验 曲线，计算出在不同冷却介质温度(进口气温)下的允许电流值。
发电机PQ运行曲线
一、发电机的安全运行极限在稳态运行条件下，发电机的安全运行极限决定于下列四个条件：1.原动机输出功率极限。
即原动机（汽轮机）的额定功率一般都稍大于或等于发电机的额定功率而选定。
2.发电机的额定容量，即由定子绕组和铁芯发热决定的安全运行极限。
在一定电压下，决定了定子电流的允许值。
3.发电机的最大励磁电流，通常由转子的发热决定。
4.进相运行时的稳定度。
当发电机功率因数小于零（电流超前电压）而转入进相运行时，E和U之间的夹角增大，此时发电机的有功功率输出受到静态稳定条件的限制。
此外，对内冷发电机还可能受到端部发热限制。
上述条件，决定李发电机工作的允许范围。
二、发电机的P-Q曲线在电力系统中运行的发电机，必须根据系统情况，调节有功功率和无功功率，在一定的电压和电流下，当功率因数下降时，发电机的无功功率增大，有功功率减小；而当功率因数上升时，则要减少无功功率、增大有功功率，以达到输出容量不超过允许值。
所以运行人员必须掌握功率因数变化时发电机的允许运行范围。
发电机P-Q曲线图就是表示其在各种功率因数下，允许的有功功率P和无功功率Q的关系曲线，又称为发电机的安全运行极限。
发电机的P-Q曲线，是在发电机端电压和冷却介质温度一定，不同氢压条件下绘制的。
发电机在额定电压、额定氢压和额定冷却介质温度下的运行范围图是P-Q曲线的基础。
汽轮发电机的P-Q曲线，如下图，表明了发电机运行受定子长期允许发热（决定了定子额定电流）、转子绕组长期允许发热（决定了额定励磁电流）、原动机功率、稳定极限等几方面的限制。
电压、电动势、功率都以标幺值表示的。
作P-Q曲线的基本步骤：1.以O点为圆心，以定子额定电流I N（即图中OC线段）为半径画出圆弧；2.在横轴O点左侧，取线段OM等于U N/X d，它近似等于发电机的短路比K C，正比于空载励磁电流3.以M点为圆心，以E q/X d为半径（即图中MC线段，它正比于额定励磁电流）画出圆弧4.以汽轮机额定功率画一平行于横坐标的水平线HBG，表示原动机输出限制5.以M点画一垂直于横坐标的直线MH，相应σ=900，表示理论上的静态稳定极限6.考虑到发电机有突然过负荷的可能，实际静稳定限制，应留有适当储备，以便在不改变励磁电流的情况下，能承受突然性的过负荷。
汽轮发电机的P-Q曲线
汽轮发电机的P-Q曲线汽轮发电机在稳定运行条件下，有功功率P和无功功率Q之间的关系曲线称为发电机的安全运行极限图，又称运行容量特性曲线（检称P-Q曲线）。
该曲线能够角完整表达发电机在不同运行方式下的容量极限，并且可以清楚反映cosp变化会电机出力的影响和限制。
下面讨论汽轮发电机允许运行范围的P-Q曲线的绘制及运行在不计铁芯的饱和影响时，可按发电机的相量图来绘制P-Q曲线。
汽轮发电机P-Q曲线的组成，如图12-3所示，去OP为有功功率坐标轴，OQ为无功功率坐标轴，根据发电机额定有功及无功功率确定工作点，如图12-3中A点所示，在P-Q坐标平面上，A为额定运行点。
OA在P轴及轴上的投影AC、AD，即为发电机的额定有功功率和额定无功功率。
发电机功率因数cosp不等于额定功率因数cospN运行时，以定子电流（即视在功率）不超过额定值作为条件，运行点应限制在以O点为圆心，以OA为半径的圆弧以内；以励磁电流不超过额定值作为条件，则运行点应限制在以B点为圆心，以BA为半径的圆弧AN之内；以不超过额定有功功率PN为条件，运行点应在水平线HCA以下；以不小于最小允许功率Pmin为条件，则运行点应在水平线GFN以上。
同时考虑上诉四个条件，并在滞后COSP≤1时，P和Q的允许运行范围FN-NA-AC-CF所包围的面积。
汽轮发电机在功率因数cosp超前而转入进相运行时，定子和励磁绕组的额定电流已不再是限制的因素，除了受额定有功功率和最小允许有功功率限制外，首先受定子端部发热的限制。
汽轮发电机进相运行的另一个限制因素时系统运行稳定性。
但是稳定性问题不仅与该发电机的运行状态有关，还与整个系统的结构、参数、其他各台发电机运行状态以及发电机自动电压调节器性能等密切相关，所以发电机进相运行的运行范围不如相位滞后运行那样十分确定。
图12-3给出的只是进相运行的大概范围。
按相量图绘制的P-Q曲线，说明了发电机输出功率与有关参量的变化关系，但由于作图设计及饱和的影响，因而所得曲线不能准确反映发电机说我出力限制。
发电机库题库
一、填空题1. 同步发电机的种类按原动机不同可分为________________和___________________（汽轮发电机，水轮发电机，）f2. 并网后的发电机转子的转速与频率和发电机的 ____________有固定的关系，其表达式pn为____________ 。
（极对数，60 ）3. 利用发电机的空载特性在实际工作中可判断发电机 ___________有无故障。
（励磁绕组及定子铁芯）4. 利用发电机的短路特性可判断励磁绕组有无 _____________的故障。
（匝间短路）5. 发电机的负载特性是发电机_________与_____________之间的关系曲线。
（电压，励磁电流）6. 利用发电机的调整特性可使电力系统的 _____________分配更为合理。
（无功功率）7.大型发电机由于有效材料利用率提高，采用的是直接冷却系统，致使机组的__________和____________增大，___________减小，所以总的趋势是阻抗增大，机械时间常数降低。
（线负荷，极距，气隙长度）8. 发电机定子主要由_______、_______、_______、________等部分组成。
（机座，定子铁芯，定子绕组，端盖）9. 从机械应力和发热方面来看，汽轮发电机最关键的部件是___________ ，转子是由高_______、高________的合成钢煅制而成。
（转子，强度，导磁）10. 当冷却器的进水温度高于制造厂的规定值时，应_______发电机出力，减小的原则是：使绕组和铁芯的温度不超过在额定方式运行时的_____________。
（减小，最大监视温度）11. 发电机在额定功率因数下，电压变化范围为 ______ ，频率变化范围为时______ ，能连续输出额定功率。
（±5%，±2%）12. 同步发电机的励磁系统主要由___________和___________两大部分组成。
第九章 同步发电机的运行.
发电机进相运行时各电磁参数仍然是对称的，并且发电机仍然保持同 步转速，因而是属于发电机正常运行方式中功率因数变动时的一种运行 工况，只是拓宽了发电机通常的运行范围。同样，在允许的进相运行限 额范围内，只要电力系统需要发电机是可以长时间进相运行的。
第三节 同步发电机的非正常运行
同步发电机的非正常运行属于只允许短时运行的工作状态。
最常见的非正常工作状态： 有过负荷 异步运行 不对称运行等。
一、发电机的允许过负荷 (1)短时 (2)不允许经常 (3)过负荷允许值和时间由厂家规定！
第三节 同步发电机的非正常运行
Hale Waihona Puke 二、异步运行导致发电机产生过热！
常见原因：励磁系统故障 误切励磁开关而失去励磁 由于短路使发电机失步等。
2.影响电力系统的暂态稳定主要因素有：发电机和系统的阻抗、机 械时间常数、励磁上升速度、强励倍数、短路切除时间等。系统中 发生对称或非对称短路时，发电机的最大电磁转矩几乎和发电机的 暂态电抗和次暂态电抗成反比，阻抗增大，将促使最大电磁转矩降 低，因而使暂态稳定性能降低。如保持同样的极限角，则机械时间 常数几乎和临界切除时间的平方成正比，机械时间常数减小一半， 临界切除时间将缩短到原值的1／4。
图9-14端部漏磁通与发电机 输出功率的关系
第四节 同步发电机的特殊运行方式
②当发电机由迟相转入进相运行 时，随着功率因数的降低，发电 机允许的输出功率剧烈下降。如 图9-15所示。
图9-15功率因数变化时发电机的允许 有功功率和允许无功功率
第四节 同步发电机的特殊运行方式
四、过励磁 1．过励磁的定义 当电压上升到一定范围，或者频率 下降到一定范围，或者两者变化到一 定范围，发电机磁通量急剧上升，使 发电机机铁心进入饱和的现象。
PQ图课件
V形曲线的定义
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
在有功功率保持不变时，表示定子电流和
励磁电流之间关系的曲线I=f（If），由于其形
状像字母“V”，因此常称其为V形曲线。对 应不同的有功功率，有不同的V形曲线，当1输 出功率值越大时，曲线越往上移。
水轮发电机V形图的绘制
可能使机组运行不稳定，甚至引起发电机组的损坏。
水轮发电机P-Q图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
水轮发电机V形曲线的绘制
前言
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
电网的负载包含有功功率和无功功率，因 此，同步发电机与电网并联后，不但要向电网 供给有功功率，而且还要对电网进行无功功率 的交换。
曲线F体现了励磁绕组温升对机组运行的约束。励磁绕组 温升取决于励磁绕组电流，也就是取决于发电机的空载电势， 亦即不同运行方式下，发电机的空载电势不得大于其额定值 E0N，而所谓的不同运行方式即指的是不同功率角。也就是说 运行点不得越出以圆弧F的范围。
水轮发电机P-Q图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
前言
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
当发电机与无穷大电网并联时，调节励磁 电流的大小，就可以改变发电机输出的无功功 率，不仅能改变无功功率的大小，而且能改变 无功功率的性质。当过励时，电枢电流是滞后 电流，发电机输出感性无功功率，当欠励时， 发电机输出容性无功功率，电枢电流是超前电 流。
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三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用 2、氢压变化时的监视
对于水氢氢冷的发电机，因为定子绕组 的热量是被定子线棒内的冷却水带走，所 以，提高氢压并不能加强定子线棒的散热 能力，故发电机的允许负荷也就不能增大。 当氢压降低时，由于氢气的传热能力减弱， 必须降低发电机的允许负荷。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
图1中分别画出了氢压为0.1 MPa、0.2 MPa、0.25 MPa 不同氢压下的三条限制线。 如果因氢气系统的原因发电机不能达到额 定氢压，而必须降低氢压运行时，图中能 使值班人员方便地看出由于降低氢压而发 电机有功负荷必须相应地降低时发电机的 运行点。例如：氢压为0.1 MPa时 （COSφ=0.85）负荷不能超过200MW；氢压 为0.2MPa时（COSφ=0.85）负荷不能超过 270MW。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
2）转子线圈温度的监视
大型发电机转子线圈的温度及温升的监视， 目前主要靠监视发电机冷、热氢的温度来实现， 即冷氢温度在35～46℃，热氢温度≤65℃。通 过图1的显示能够使值班人员随时看到并熟知图 中AB 圆弧即为励磁线圈温升限制线，发电机在 功率因数低于0.85（滞后）运行时，其运行点 不应超出此圆弧的限制线。通过图形配合监视 发电机冷、热氢的温度能更好地监视转子线圈 温度。
发电机的安全运行极限 与P—Q曲线在生产中的应用
河北大唐国际 唐山热电有限责任公司
摘要
将发电机P—Q
曲线图通过DCS 系统做成 监视画面，使运行人员能及时、方便、准 确地了解发电机的运行状况，及时做出调 整，确保机组的稳定运行。
摘要
本文重点阐述了将发电机的P—Q
曲线图在 DCS 系统上做成监视画面后，使运行人员 多了一种直观、方便的监视手段，从而达 到在各种运行工况下，都能给值班人员提 供即时、准确的参考信息。此项工作在实 际实施过程中还需要热控人员的大力配合， 共同探讨，使监视画面发挥其最大效用。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用 1、运行监视方面
1）电压监视
机组正常运行额定功率因数为0.85（迟相）， 发电机通过做进相试验，具备在额定功率因数为 0.85（迟相）～0.95（进相）范围内连续调整的 能力，目前我公司严格执行调度局下发的季度电 压曲线，即高峰时段为223KV～230KV，平谷时段 223KV ～ 228KV。
二、发电机的P—Q 曲线
发电机P—Q 曲线图就是表示其在各种功率因 数下，允许的有功功率P 和无功功率Q 的关系 曲线，又称为发电机的安全运行极限。
发电机的P—Q 曲线，是在发电机端电压和冷 却介质温度一定，不同氢压条件下绘制的。发 电机在额定电压、额定氢压和额定冷却介质温 度下的运行范围是P—Q 曲线的基础。
二、发电机的P—Q 曲线
图1为我公司安装的中国四川东方电机股份
有限公司300MW 水氢氢冷汽轮发电机的 P—Q 曲线。在发电机氢压0.25MPa、额定 电压20KV、功率因数0.85（滞后）时，其 铭牌额定容量为353MVA。在正常条件下运 行时，发电机的最大连续输出容量为 388MVA。如图1所示，表明了发电机运行受 定子长期允许发热（决定了定子额定电流 In ）、转子绕组长期允许发热（决定了额 定励磁电流）、原动机功率、稳定极限等 几方面的限制。
二、发电机的P—Q 曲线
在电力系统中运行的发电机，必须根据系统的 情况，调节有功功率和无功功率，在一定的电 压和电流下，当功率因数下降时，发电机的无 功功率增大，有功功率相应减少；而当功率因 数上升时，则要减小无功功率、增大有功功率， 以达到输出容量不超过允许值。因此运行人员 必须掌握功率因数变化时发电机的允许运行范 围。
概述
随着发电机组容量的不断增大，对机组各
运行参数的监视要求更准确、及时、全面， 目前DCS系统具备了上述要求的基本功能， 但尚需我们进一步开发、利用这一先进的 监视手段，使其发挥最大作用，服务于机 组的运行监视。
一、发电机的安全运行极限
在稳定运行的条件下，发电机的安全运行
极限决定于下列四个条件：
图一：
二、发电机的P—Q 曲线
发电机在欠励运行时，除了要保证并列运行的稳 定性之外，还要受定子端部铁心和定子端部构件 温升的附加限制。 发电机的安全运行极限还与发电机的端电压有关。 当发电机端电压比额定值大时，在图1上CD部分将 向右移。若发电机的端电压降低，CD 部分将向左 移。 如图1所示，因发电机的允许出力不受原动机的限 制，故P—Q 曲线的上面BC 部分不再是一水平的 直线段，而是由定子线棒容许的温升限制的圆弧。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
有了图1的图形范围和上述计算数据做参考，
值班人员可以准确调整发电机无功功率， 使其功率因数低于0.85运行，但此时发电 机的励磁电流不得超过额定值且应注意有 功功率与无功功率的配合，以满足随着随 着功率因数的降低，发电机的视在功率也 应相应地降低的条件。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
但实际运行中由于夜间电网系统方式的 变化，时常出现平谷时段电网电压低于 223KV，这就需要值班人员及时调整发电机 的无功功率，但随着功率因数的降低，发电 机的视在功率也应相应地降低。因此通过图 1 值班人员可以方便清晰地看到发电机此时 的运行点是否在允许范围内，并且通过图中 几个特殊的点可以计算出下列对应关系：
1)原动机输出功率极限。原动机（汽轮机）的额 定功率一般都稍大于或等于发电机的额定功率 而选定。 2)发电机的额定容量，即由定子绕组和铁心发热 决定的安全运行极限。在一定电压下，决定了 定子电流的允许值。
一、发电机的安全运行极限
3)发电机的最大励磁电流，通常由转子的发热决 定。 4)进相运行的稳定度。当发电机功率因数小于零 （电流超前电压）而转入进相运行时，Eq和U 之间的夹角增大，此时发电机的有功功率输出 受静态稳定条件的限制，此外，对内冷发电机 还可能受端部发热的限制。 上述条件，决定了发电机参数的允许运行范 围。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
功率 因数 1.0 0.9 0.85 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 COSφ
有功 22 功率 353 317 300 268 2 180 141 110 80 MW
53 26
无功 功率 MVAR
0
155 186 201
22 253 244 252 255 259 260 6