发电机的安全运行极限与P—Q曲线 PPT
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。
PQ图课件
/xd
参数名称 单位 数值
额定电压UN kV Xd(不饱和值)
18 0.977
Xq(不饱和值)
0.703
计算结果 OO'= 331.63 Om= 460.88
水轮发电机P-Q图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
1、以O为原点，P为竖轴，Q为横轴作一个正交轴；
2、由于Om与OO’是确定的，作出m、O’点及两点的中
6、绘制发电机以超前功率因数运行时的温升及稳定性
限制曲线T。当发电机以超前功率因数运行（进相运 行）时，发电机受到定子端部温升、并列运行稳定 性等的约束。往往需要通过进相试验确定机组的进 相限制曲线。
水轮发电机P-Q图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
7、总结：
凸极式发电机组的运行极限体现为图中由线段OA、 AB、BC和虚线T所包围的面积。超出运行极限，将
仍然代表发电机的额定有功、无功功率。不同的是
由于此时空载电势相量ĖqN的端点不再在B点而在E 点。
水轮发电机P-Q图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
为解决这一问题，作直线经B点与O’E平行、交横轴 于m；再以mO’为直径、O’’为圆心，作半圆交mB于 n。则由于OB/OD=Om/OO’=xd/xq=常数，而OO’ 的长度代表不变的 /xUd，N2 因此m的位置也可确定。
V形曲 线的取得 一般是通 过实验方 法确定I 和If的关 系而绘制。
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
水轮发电机V形图的绘制
龙滩水力发电厂
第二章 汽轮发电机及运行技术PPT课件
定子水冷却器
定子线棒冷却水流量
t/h
45
每个冷却器百分比容量
%
100
定子冷却水进口水温
℃
40~48
定子冷却水THA工况下出 口水温
℃
61.8
≤85
定子冷却水T-MCR工况下 出口水温
℃
≤85
≤85
定子冷却水VWO工况下 出口水温
℃
≤85
≤85
定子冷却水导电率
μs/cm 0.5~1.5
定子冷却水压力P
四、发电机的电势方程、等值电路和相量图
E 0 U jI( X s X ) U jIX d
五、汽轮发电机的氢、油、水系统
1. 汽轮发电机的氢气系统
（1）汽轮发电机氢气系统的作用。 为冷却大容量汽轮发电机定子铁芯和转子绕组，要求建立 一套专门的氢气系统。氢气系统一方面通过氢气冷却器将循 环冷却氢气中的热量与冷却水交换，另一方面能保证给发电 机补氢和补漏气，能自动监视和自动维持发电机内的氢压稳 定，能自动维持氢气的纯度和冷却器端的氢温，能实现发电 机内的气体置换等功能。
型式 集装
数量 单位
240
l/min
3
m3
7.5
kW
7.5
kW
16
m3/h
0.8
Mpa
15.8
m3/h
0.8
Mpa
容量 位置
0.5
Mpa
Mpa
Mpa
kW
备注
单流环 进油合一回油分离 0.056±0.02 Mpa 不适用 不适用 不适用 见投标附图 不适用
（3）350MW汽轮发电机密封油系统的参数
密封油压大于氢压
第一节 汽轮发电机的基本知识
同步发电机的进相运行
一、发电机安全运行极限
E0
I
jIxt
U P
mE0U xt I f
mU 2 xd
I
mIU I S
Q
实际稳定极限
定子发热极限
P 原动机输出极限
B
G
A 转子发
热极限
F
隐极同步发电机安全运行极限图
DQ
I
cos 0.8 超前
cos 0
900
cos 0.8滞后 P2
P2
P2 0
超前
欠励
• 为了顺利地实行进相运行，可考虑厂用变压器采 用带负荷调压的变压器，或者把进相运ห้องสมุดไป่ตู้机组的厂 用电转由厂用高压备用变压器供给。
同步发电机的进相运行
• 进相运行的概念
• 发电机向电网输出有功功率和吸收无功功率
• 进相运行的意义
• 随着电力系统的不断发展，大型发电机组日益增 多，同时输电线路的电压等级越采越高，输电距离越 来越长，加之许多配电网络使用了电缆线路，从而引 起了电力系统电容电流的增加，增大了剩余无功功率。 尤其是在节假日、午夜等低负荷情况下，由线路引起 的剩余无功功率，就会使电网的电压上升，以致超过 容许的范围。过去一般是采用并联电抗器或利用调相 机来吸收此部分剩余无功功率，但有一定的限度，且 增加了设备投资。
正常励磁
滞后 I f
过励
E0 jIxt U
I
四、进相运行对厂用电压的影响
• 厂用电引自发电机出口或发电机电压母线。在进相 运行时，随着发电机电压的降低，厂用电电压也要 降低。
• 一般情况下，当发电机电压低于额定值的5％、厂 用电电压低于额定值的10％的条件下，应能保证厂 用大型电动机的连续运行。对于一个发电厂来说， 通常选作进相运行的发电机只是某一、两台，所以 可以保持机端电压在额定值的95％以上。需要特别 注意的是在进相运行时，厂用电支路又发生故障， 此时应能保证大型厂用电动机(例如给水泵电动机) 的自启动。此外也要考虑厂用低压电动机由于过电 流而引起的过热问题。
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］。
第九章_同步发电机的运行教育课件
只有在事故情况下，当系统必须切除部分发电机 或线路时，为防止系统静态稳定破坏，保证连续
供电，才能容许发电机短时过负荷。
技术研究
发电机经高电阻接地后，发电机单相接地故障时可限制健全 相的过电压不超过2.6倍额定相电压；限制接地故障电流不 超过10~15A；为定子接地保护提供电源，便于测量；发生 单相接地时，总的故障电流不宜小于3A，以保证接地保护 不带时限立即跳闸。
技术研究
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8、发电机的冷却方式
定子/转子绕组/定子铁芯 全氢冷 水氢氢 水水空 水水氢 全水冷
补偿后的单相电流小于1A，可不跳闸停机，仅作用 于信号，提高供电的可靠性。
技术研究
page21
经高电阻接地方式
适用于200MW及以上的大机组。
具体装置是将电阻R经单相接地变压器T0（配电变压器或电 压互感器）接入中性点，电阻接在变压器的二次侧。接地变 压器的一次电压取发电机的额定电压，二次电压可取100V 或220V。接地变压器的型式以干式单相配电变压器为宜 。 部分引进机组采用直接接入数百欧姆的高电阻 。
定子电压降低5% 定子电压增加5% 定子电压低于95% 定子电压高于105%
定子电流增加5% 定子电流降低5% 定子电流不超过额定值的5% 发电机降低出力
端电压最高和最低限值为额定值的110%-90%
技术研究
page28
频率和功率因数不同于额定值时发电机运行
运行频率在±0.5HZ变化 频率高于额定值 频率低于额定值
运行状态 将高压断路器合上，即机组与主系统并列。
技术研究
page17
锦州发电机的冷启动规程
备用变向厂用电系统供电；
锅炉点火，汽轮机冲转，电液调速打到低转速档，在达到 500转/分前，每分钟增加100转，之后，在达到1000转/分时 检查机组的振动等情况，暖机半小时，在达到2800转前，每 分钟增加800转，迅速超过临界转速，在达到2800转/分后， 电液调速打到高速档，每分钟增加50转，在转速稳定后准备 同期并网。
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。
同步发电机的运行
（1）定子发热极限。定子绕组的发热与定子电 流的平方成正比。 （2）转子发热极限。转子发热正比于转子铜损， 转子铜损与励磁电流的平方成正比。 （3）汽轮机输出功率极限。汽轮机的额定功率 应稍大于发电机的额定功率。 （4）静态稳定极限。汽轮发电机的静态稳定极 限是δ =90 ° 。
为保证发电机的安全运行， 要防止发电机过热，就必须 限制转子电流和定子电流不 超过一定范围；要防止发电 机失稳，运行就不能超出静 态运行安全限制线，同时， 限制发电机有功功率不超出 一定范围。
（3）频率的允许变动范围。 发电机在运行时，最好保持额定频率，我 国规定的额定频率为50Hz。 当系统频率的变动范围为50±0.2Hz是， 发电机可按额定容量运行。 ◆发电机频率过低会对系统中的发电机产 生以下影响： ①当发生电机转速降低时，就是发电机端 部的通风量减少，发电机冷却套件变坏， 进而使绕组和铁芯的温度升高，造成机组 的出力降低。
同步发电机的运行分析
y x l
一、同步发电机的P-Q曲线
定义：发电机的P-Q曲线表示在各
种功率因数下，允许的有功功率 输出P和允许的无功功率输出Q的 关系曲线，又称发电机的安全运 行曲线。
1、发电机人允许运行范围
1.原动机的额定功率，一般稍大于或等于发电 机的额定功率。 2.发电机的额定兆伏安数，由定子发热决定。 3.发电机的最大励磁电流，通常由转子发热决 定。 4.进相运行的稳定度。
1.额定运行与绕组、铁芯的允许温度和温升
发电机按运行规程规定数据运行的方式称 为额定与刑罚是或正常运行方式。
发电机定子绕组和转子绕组的温度和温升 对发电机安全运行有着决定性的意义。在 发电机运行时必须特别注意发电机的各部 分温度、温升，使其不超过允许数值，以 保证发电机的安全运行。
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。
发电机的安全运行极限与PQ曲线(ppt)
三、发电机的P—Q 曲线
在生产中的应用
➢ 发电机通常运行情况下是发出无功功率，如果减 少励磁电流，使发电机转为欠励磁运行，即转为 进相运行，发电机就由发出无功功率转为吸收无 功功率。励磁电流愈小，从系统吸收的无功功率 愈大，功角δ也愈大。所以对于进相运行，允许 吸收多少无功功率，发出多少有功功率，静稳定 极限角是限制条件之一。此外，进相运行时，定 子端部漏磁和转子端部漏磁的合成磁通增大，引 起定子端部发热增加，因此，定子端部允许发热 也是进相运行时的允许出力限制之一。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
➢ 另外值班人员还需要再严格执行进相运 行的有关规定。进相运行应具备的条件：
➢ 1）发电机进相运行应在电网负荷低谷期间， 依据调度命令或季度电压曲线执行。
➢ 2）低谷时段220KV线路电压高于电压曲线规定 数值。
➢ 3）发电机进相运行时，负荷应在150MW以上稳 定运行。
MVAR
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
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。
发电厂电气运行检修培训_项目2_同步发电机运行 ppt课件
3.同步发电机正常运行
冷却介质不同于额定值时对额定容量的影响
冷却介质温度 不同于额定值
允许负荷变化
定子绕组和转子绕组 温度不超过容许值
冷却介质温度低于额定值，发电机按转子电流允许 增大的倍数提高出力
冷却介质温度高于额定值，发电机按定子电流限制来 减少出力
3.同步发电机正常运行
端电压不同于额定值时发电机运行
5.发电机冷却方式
发电机的发热部件:主要是定子绕组、定子 铁芯（磁滞与涡流损耗）和转子绕组。必须 采用高效的冷却措施，使这些部件所发出的 热量散发除去，以使发电机各部分温度不超 过允许值。
水-氢-氢冷却方式:即发电机定子绕组及引线 是水内冷，发电机的转子绕组是氢内冷，转子 本体及定子铁芯是氢气表面冷却。为此，发电 机还设有定子水冷系统，发电机氢冷系统和为 防止氢气从轴封漏出的密封油系统。
1.同步发电机启动
准同步并列理想条件
xd QF
UF
U U
Ih
U
E0
Hale Waihona Puke UFU
F
（1）待并发电机的电压与电网电压大小相等。 （2）待并发电机的频率与电网频率相同。 （3）待并发电机的电压与电网电压相位相同。 （4）待并发电机的电压相序与电网电压相序相同。
2.同步发电机运行参数 发电机冷却方式
4.同步发电机励磁系统
励磁调节器
过电压保护
发电机端出现故障，如短路、错误的同步或异步运 行，会引起反向的感应磁场电流，该电流在转子回 路中会产生过电压。
过电压保护采用跨接器电路，转子回路出现过电压 时，与灭磁电阻器相连的晶闸管被触发，立即将灭 磁电阻器并联连接到转子回路上，同时发出跳闸命 令使磁场断路器立即断开。
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。
PQ图 ppt课件
/xd
参数名称 单位 数值
额定电压UN kV Xd(不饱和值)
18 0.977
Xq(不饱和值)
0.703
计算结果 OO'= 331.63 Om= 460.88
水轮发电机P-Q图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
1、以O为原点，P为竖轴，Q为横轴作一个正交轴；
2、由于Om与OO’是确定的，作出m、O’点及两点的中
凸极同步电机具有巨大的转子直径因此应用于 低速运行的结构例如转速为20–1500 转/分钟 的水轮发电机.
P-Q图
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
定子绕组温升约束。 励磁绕组温升约束。 原动机功率约束。
其他约束。
水轮发电机相量图
水轮发电机为凸极式发电机， 由于凸极式同步电机正、交轴 同步电抗不等，即xd≠xq，因此
必须先借助虚构电势EQ= Eq(xd-xq)Id确定交轴、正轴的正方
向后，再在ĖQ的延长线上按如
上关系求出空载电势Ėq，从而
获得相量图。
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
水轮发电机P-Q图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
作水轮发电机相量图如图 (a)，并设想图中所有相量 都乘以UN /xd，则图中OB的长度仍代表发电机的额
定视在功率SN，从而OC=OBcosφN、 Ob=OBsinφN
又由于nB//O’B，nO’//BE，故nB=O’E。
水轮发电机P-Q图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
PQ图 ppt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
水轮发电机v形图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
此外，对于每一个给定的有功功率都有一 允许的最小励磁电流，进一步减小励磁电流将 使发电机不能稳定运行而失步。
隐极式发电机
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
凸极同步电机
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
/xd
参数名称 单位 数值
额定电压UN kV Xd(不饱和值)
18 0.977
Xq(不饱和值)
0.703
计算结果 OO'= 331.63 Om= 460.88
水轮发电机P-Q图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
1、以O为原点，P为竖轴，Q为横轴作一个正交轴；
2、由于Om与OO’是确定的，作出m、O’点及两点的中
出以O为圆心、以OB为半径所作的圆弧S。
水轮发电机P-Q图的绘制
龙滩水力发电厂
Longtan Hydropower Plant
4、以原动机的PN作直线CB交圆弧S于B；
CB体现了了原动机的功率对机组的约束。由于原动机的额 定功率是确定的，因此发电机输出的额定有功功率不能大 于原动机的额定功率，即体现为机组不能运行在CB以上的 区域。
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三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
表2 #1、#2发电机P/Q限制范围
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
根据表1 #1、#2发电机进相运行范围和 表2 #1、#2发电机P/Q限制范围，将发电 机进相运行限制线和发电机P/Q限制线分别 画在图1发电机容量曲线图上，形成限制线 1和限制线2。通过图1可以比较直观地看出: 发电机进相运行限制线1在发电机运行的允 许范围内,被发电机P/Q限制线2完全包容在 内,且留有一定的欲度。
发电机的安全运行极限与ຫໍສະໝຸດ —Q曲线➢ 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。
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。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
➢ 进相运行时的注意事项：
1）因进相运行时发电机的静态稳定性降低，注 意不能使发电机失去静态稳定性。
2）应密切监视发电机端部铁芯及结构件的温升 情况。
3）应密切监视厂用电压不低于5.7kV。
图一：
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
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：
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
➢ 发电机进相运行时有关参数的规定：
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
➢ 注：考虑到发电机进相运行范围表中的数 据与发电机低励限制线比较接近，为留有 一定的裕度，规定进相的无功功率≤50 MVar。
➢ 有了上述的科学监视手段和各项规定，发 电机在进相时的稳定运行就有了可靠的保 障。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
➢ 遇有下列情况，可暂时改变进相深度或改 为迟相运行，正常后重新进入进相状态：
➢ 1）6KV厂用电动机启动。 ➢ 2）380V厂用电动机启动。 ➢ 3）输煤上煤设备启动。 ➢ 4）机组负荷不稳定。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
➢ 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。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
➢ 表1 #1、#2发电机进相运行范围
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
➢在完成#1、#2发电机进相试验的同时，也 确定了#1、#2发电机励磁装置中的低励限制 范围，如表2所示。