发电电动机是既可以作发电机使用

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发电电动机与常规水轮发电机的区别抽水蓄能机组起动快速,适用调节负荷范围广,不但能很好地完成调峰任务,改善电网运行,而且在提高水电效益,能源利用上都有明显功效,因而在世界各国,特别是在工业化国家发展迅速。与常规水轮发电机组相比,抽水蓄能机组在电力系统中主要起填谷调峰的作用,每天至少起停2次,有的蓄能电站则要求更为频繁,同时还需经常作调频、调相运行,工况的调整也很频繁,因而起动问题在蓄能机组的日常运行中占据非常重要的地位。

抽水蓄能电站用的一种三相凸极同步电机,又称发电电动机。在电力系统中可用于调节系统负荷。当系统中电力有多余时,抽水蓄能电机作为电动机运行,带动水泵(水轮机)把下游的水抽入水库,将电能转换成水的位能储存起来。当系统出现高峰负荷时,则水库放水,由水轮机带动抽水蓄能电机作发电机运行,把水库中水的位能转化成电能供给电网。而发电电动机是既可以作发电机使用,又可作为电动机使用的电机设备。主要用于抽水蓄电能电站. 按主轴位置分为卧式和立式两种。立式电机按推力轴承的位置可分为悬式和伞式两大类。推力轴承装在转子上方的称为悬式;装在转子下方的称为伞式。

一特点

1.双向旋转发电电动机主要用于抽水蓄能电站。由于可逆式水泵水轮机作水轮机和水泵运行时旋转方向是相反的,因此电动机也需相应地双向运转。为了实现同步电机双向运转,在电气上要求电源相序能够转换,这在电气主接线和开关设备的选择上可以实现;电机本身如何作双向旋转则要求通风冷却和轴承都能适应双向工作。

2.频繁起停抽水蓄能电站在电力系统中起填谷调峰的作用,要求起停较为频繁,同时还需经常作调频、调相运行,工况的调整也很频繁。发电电动机处于这样频繁变化的运行条件下,其内部温度变化自然十分剧烈,电机绕组将产生更大的温度应力和变形,也可能由于温度差在电机内部结露面影响绝缘。

3.需有专门起动措施由于转向相反,发电电动机运行时不能像作发电机那样利用水泵水轮机起动,必须采用专门的起动方法。目前绝大部分抽水蓄能电站采用SFC起动,

back-to-back作为备用起动方式。

4.过渡过程复杂抽水蓄能机组在工况转换中要经历各种复杂水力、机械和电气瞬态过程。在这些过程中将发生比常规水轮发电机组大得多的受力和振动,对于整个电机设计提出更严格的要求。

二抽水蓄能电站发电电动机调速方式

主要有变极调速变频调速交流励磁电机双转子双速电机变极与定子侧变频联合方式其中交流励磁调速交流励磁电机有他控式和自控式两种控制方式。

三磁极结构

(1)矩形磁极。极靴与极身的夹角为直角,极身两侧平行,线圈平行放置。磁极线圈在机组运行时对于离心力的作用会产生较大的侧向力。该类机组磁极线圈制造相对简单。

(2)弧形磁极。极靴和极身的夹角小于90。。相对于矩形磁极,弧形磁极对线圈的支撑要牢固些,但在机组运行时由于离心力的作用还是会产生一个相对较小的侧向力。

(3)塔形磁极。极靴与极身的夹角为直角,线圈的离心力方向垂直于极靴底面,平行于极身侧面,理论上讲在机组正常运行时不产生侧向力,铜排、绝缘、托板之间也无侧向滑动,不会对线圈产生损坏。塔形磁极的发电电动机,磁极线圈制造上较复杂,磁极线圈理论上不存在侧向分力,只是由于线圈制造或磁极安装偏差,在实际运行时线圈微弱受侧向分力。

四制动方式

发电电动机采用机械制动和电气制动两套制动系统。正常制动停机时,两套装置联合使用,并允许单独使用电制动或机械制动。正常制动时,当转速降至50%额定转速,投入电制动装置(如有需要,也允许在额定转速及以下的任何转速时投入),当转速降至5%额定转速时,投入机械制动装置,直至机组完全停机。在发电电动机发生电气故障时,或在电气制动装置发生故障时,应在20%额定转速时投入机械制动装置。电制动装置包括电制动断路器以及逻辑控制装置、制动励磁装置等。电制动停机时首先跳开发电机出口断路器及励磁开关,然后合上电制动断路器。当机组转速降至50%额定转速以下时,重新投入励磁,在定子绕组中感应出不大于1.1倍额定电流的感应电流,产生反向的制动力矩使机组转速下降。国内常见的机组机械制动装置~般采用在转子下部设制动环的结构,而ASLTOM采用的是类似于汽车刹车的盘式制动装置。在转轴的上部设有一个制动盘,采用螺栓固定在发电机上端轴上,通过两个制动钳作用在制动盘的两侧以产生制动力矩。机械制动系统包括一个交流油泵、~个蓄能器、过滤器、相关阀门、自动化元件、控制系统、制动盘及两个制动钳等。正常情况下,机械制动系统处于自动控制方式,蓄能器内始终保持一定压力,当该压力低于25bar时,油泵会启动加压,当压力达到30bar时,油泵停止。蓄能器内压力不低于23bar时,可以保证油泵故障时仍可以完成一次制动。

五冷却方式

推力轴承是机组的关键部件,发电电动机因为运行条件变化频繁,其推力轴承除应能适应正、反两个旋转方向的要求外,在短时间内推力变化大,会造成瓦温快速变化;为适应双向旋转推力瓦只能对称支撑,一般油膜较薄,油滑性能较常规机组差,因此抽水蓄能机组一般设有高压油顶起装置,以利于起动过程中形成油膜,减少电动工况时的摩擦转矩。推力轴承油的冷却通过油-水冷却器实现,按循环冷却方式分为内循环和外循环。内循环的冷却器布置在油槽内,设备相对集中,但拆卸推力瓦需先拆卸冷却器;外循环的油冷却器布置在油槽外,外循环有外加泵和自身泵两种形式,自身泵又分为镜板泵和导瓦泵两种,外循环的优点是拆卸推力瓦不需拆卸冷却器。从冷却效果看内循环和外循环没有明显的差异,但外循环方式有利于推力轴承和冷却器检修,因此只要空间允许,应优先采用外循环方式。

六发展方向

而随着我国新兴能源的大规模开发利用,抽水蓄能电站的配置由过去单一的侧重于用电负荷中心逐步向用电负荷中心、能源基地、送出端和落地端等多方面发展新能源的迅速发展需要加速抽水蓄能电站建设抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置,是新能源发展的重要组成部分。通过配套建设抽水蓄能电站,可降低核电机组运行维护费用、延长机组寿命;有效减少风电场并网运行对电网的冲击,提

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