同步发电机的运行

第九章 同步发电机的运行
静态稳定区：汽轮机功率不变，转子在外力的 作用下，δ角发生微小变化，如果原来的工作点在 δ角0—90°之间，则发电机会通过若干个摆动回到 原来的工作点，此区间为静态稳定区。 非稳定区：如果δ角在90°—180°之间，则不 会稳定，为非稳定区。如果δ角超过180°，则为逆 功率运行。
第九章 同步发电机的运行
2、发电机的正常运行（运行参数不超过额定参数）
定义：属于允许长期连续运行的工作状态。 特点：有功负荷、无功负荷、电压、电流等都在允 许范围内，常见额定工作状态：即有功负荷、电压、 功率因素、频率、冷却介质温度都是额定值。 用调速器调整有功功率
用励磁调节器调整无功功率
第九章 同步发电机的运行
第九章 同步发电机的运行
（4）发电机完全停转后，立即测量发电机定子 绕组和励磁回路的绝缘电阻。 （5）根据检修需要，将发电机变压器组所属设 备改为相应的检修状态。
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三、发电机运行中的调节
1、发电机功角特性 发电机和无穷大电网并联运行时，发电机的输 出功率为：Pde=(UE0/Xd)sinδ 其中δ-发电机端电压与空载电势的夹角（功率角） U —发电机端电压 E0 —发电机空载电势
3、机组启动前的检查 （1）发电机系统的检查。 （2）氢水油系统良好。 （3）母线检查（清洁，封闭母线微正压装置工作 正常）。 （4）继电保护和自动装置检查。 （5）微机励磁系统检查。 （6）厂用电系统检查（试验柴油发电机自动投入 正常，除6kV厂用电外，其他厂用电系统恢复正常运 行方式）。 （7）直流系统的检查。
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2、机组有下列情况时，禁止冲转或并网
（1）励磁系统电压调节不稳定。 （2）发电机空载或短路特性曲线与上次大修时相 比较变化较大时，禁止并网。 （3）转子交流阻抗试验不合格。（静态，动态） （4）准同期装置故障。（电压、频率、相位） （5）自动灭磁装置故障。
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二、发电机的启动、并网和解列
1、发电机的启动 汽轮机冲转开始，到额定转速过程。 冲转过程中，要检查各部位轴承振动情况、整 流子或滑环上的电刷跳动情况等。 合上发电机出口各电压互感器和励磁系统闸刀。 根据操作顺序依次合上发电机出口闸刀和母线 闸刀等。 大修后的开机过程比小修或临时停机后的开机过 程复杂，试验项目多。
Xd —发电机同步电抗
式中U、E0、 Xd都可以认为是常数，这样Pde的大小仅 仅与δ有关，它们之间是正弦函数关系，Pde与δ之 间的关系曲线为功角特性。
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2.功角特性对运行的影响 1）发电机的功率极限：当δ角从0—90°时，有功 随δ增大而增大，当δ=90°时，有功最大。 PMAX=UE0/Xd 当δ=90°时，有功随δ增大而减小 当δ=180°时，有功为0
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氢冷：通风损耗小（密度是空气的6.96％）、 散热快（散热系数是空气的1.35倍；导热系数是 空气的6.69倍）、清洁、不助燃（含氧量﹤ 2 ％）、噪音小、不易氧化和产生电晕。增加制氢 和油密封设备、维护和操作量大、遇明火易爆炸。 水冷：冷却能力是空气的50倍、价廉、性能 稳定不会燃烧、粘度小能通过小而复杂的截面。 可能腐蚀铜线、漏水、转子结构复杂。
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4、发电机增加负荷速度的规定 定子绕组和定子铁芯温度超过额定温度的50%时， 认为发电机处于热态，低于50%时，处于冷态。 发电机由冷状态并入电力系统后，定子可立即带 50%额定电流，然后在30min内均匀增加负荷到额定值。 发电机处于热态时，并入电力系统后增加负荷的速 度不受限制。 限制负荷增加速度，为了防止转子绕组产生变形。
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5、发电机的解列、停机 （1）将厂用电倒由备用电源供电。 （2）逐步减小发电机有功和无功负荷，待有功 和无功负荷降到零，拉开发电机断路器，使发电机 与系统解列，同时拉开发电机灭磁开关。然后拉开 主变压器高压侧断路器的两侧隔离开关。 （3）实际操作时，在解列前，无功负荷保留一 点，一般5Mvar，防止发生进相运行情况。
第九章 同步发电机的运行
四、发电机的额定允许运行方式 1、发电机的温升及冷却方式
发电机的损耗 摩擦损失+风阻 铁芯磁滞+涡流 定子绕组本身的损失
机械损失
铁损
铜损（<1%可以忽略）
空载损耗
汽轮机输入的功率减去以上损失,剩下的作 为有功功率输出
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发电机的连续工作容量主要取决于转子绕组、定 子绕组和定子铁芯的温度，这部分的长期最高允许温 度取决于所采用的绝缘材料的等级和冷却降温方法。 发电机一般都采用耐热等级为F级绝缘。 三种冷却方式优缺点比较： 空冷：经济、设备简单、运行维护方便； 冷却效果差、损耗大、机件易脏污、机组容量受 到限制。
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4、绕组绝缘电阻的测量和允许值 （1）定子绕组的绝缘电阻（用1000-2500V兆 欧表测量定子绕组的绝缘电阻和主变压器的高低 压绕组）双水内冷发电机用水内冷专用兆欧表。 （2）转子绕组及励磁回路的绝缘电阻。（用 500-1000V兆欧表测，不小于0.5MΩ）
第九章 同步发电机的运行
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2、发电机升压 转速升到3000/min，稳定后，合上发电机灭磁开关， 调节励磁输出，使发电机电压升到额定电压。 三相定子电流为零。 三相定子电压平衡。 空载励磁电流正常。 3、发电机并网 电压、频率稳定在额定值。 采用自动准同期进行并网。
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特殊情况下，可采用手动准同期并网。（存在人为操 作因素，很少采用） 发电机并网要求：发电机与系统的电压、频率、 相位角相等。
发电机的容许运行范围
稳态条件下，发电机允许运行范围决定于条件： ① 原动机输出功率极限，即原动机的额定功率一般要 大于ห้องสมุดไป่ตู้等于发电机的额定功率； ② 发电机的额定容量，即由定子发热决定的允许范围 ③ 发电机的磁场和励磁机的最大励磁电流，通常由转 子发热决定； ④ 进相运行时的稳定度，当发电机功率因素小于零而 转入进相运行时，Eq和U的夹角不断增大，此时发 电机有功功率输出受到静态稳定条件的限制。