【正文】 阻性負(fù)載 。 曲線 2 是純電阻負(fù)載 時(shí)的外特性曲線 , 這是一條略有下降的曲線 , 這是因?yàn)? , 當(dāng) ∞叩 =1 時(shí) , 負(fù)載電流 I 仍滯后于 E 。 曲線 3 是容性負(fù)載時(shí)的外特性曲線 , 它 是隨 I 增大而上升的曲線 , 這是因?yàn)? , 容性負(fù)載電流增加時(shí) , 電樞磁場對轉(zhuǎn)子磁場呈助磁作用 , 電樞磁場的助磁作用隨電流 3 增加而增強(qiáng) , 感應(yīng)電動(dòng)勢增大 , 所以端電壓隨之上升。 14 是 1 一感性負(fù)載 :2二電阻性負(fù)載 : 同步發(fā)電機(jī)在不同功率因數(shù)時(shí)的調(diào)整特性曲線。因此這兩種情況下的調(diào)整特性曲線都是上升 的。 6. 同步發(fā)電機(jī)并于無限大系統(tǒng)的功角特性 功角特性是指同步發(fā)電機(jī)接在電網(wǎng)上穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí) , 發(fā)電機(jī)的電磁功 率與功角之間的關(guān)系。和端電壓 U 之間的相位角 O 由圖 3 7 所示同步發(fā)電機(jī)的相量圖可得 PU EoU s G=uIm 伊 = 虧了 SIns 式中 PG 一一 發(fā)電機(jī)一相的電功率 。 I 一一發(fā)電機(jī)的相電流 。一一發(fā)電機(jī) 的空載電動(dòng)勢 。 伊一一功率因數(shù)角 。 3) 表明 , 在發(fā)電機(jī)的端電壓及勵(lì)磁電流不變時(shí) , 電磁功率 PG 的大小決定于 8 角的大小 , 所以稱δ角為功角 o 電磁功率隨著功角的變化 曲線 , 稱為功角特性曲線 , 如圖 31 從功角特性曲線可知 , 同步發(fā)電機(jī)的電磁功率 PG 與功 角成正弦函數(shù)關(guān)系。當(dāng)功角δ從 90 ρ繼續(xù)增 加到 1800 時(shí)電磁功率隨功角的增加而減小 。 功角 8 是同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的一個(gè)重要變量 , 它不僅決 定了發(fā)電機(jī)輸出功率的大小 , 而且能表明電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。在正常情況下 ,3 ∞ MW 汽輪發(fā)電機(jī)組由于熱力參數(shù)高、能源消耗小 , 大部分時(shí)間都在 額定負(fù)荷運(yùn)行 , 也就是按機(jī)組的銘牌值運(yùn)行。但是 , 由于電力系統(tǒng)的特點(diǎn)是連續(xù)供電和供需平衡 , 因而不可能所有機(jī)組在所有時(shí)段全部按額定工況運(yùn)行。運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)工況通常發(fā)生如下的 變化。功率因數(shù)的大小由運(yùn)行的有功和無功負(fù)荷決定 , 即 PP COS ￠ = 一一 = 一一一一一 39。 。 S 一一視在功率。 18 示出了發(fā)電機(jī)的有功功率 P 、元功功 率 Q 和功率因數(shù) cos 伊之間的關(guān)系。 18 可見 , 元功負(fù)荷越小 , 功率因數(shù)越 高。 最低值不作限制 , 但最高值則取決于機(jī)組和系統(tǒng) 運(yùn)行的穩(wěn)定性。 在低功率因數(shù)運(yùn)行時(shí) , 應(yīng)注意控制發(fā)電機(jī)的 定、轉(zhuǎn)子電流不超過當(dāng)時(shí)冷卻條件下所允許的數(shù) 值。 2. 發(fā)電機(jī)定子電流不在額定值 即使發(fā)電 機(jī)運(yùn)行在額定有功功率和功率因數(shù)情況下 , 由于電網(wǎng)電壓的不斷變化 , 發(fā)電機(jī) 的定子電流也要發(fā)生變化。例如當(dāng)定子電壓為 95% 額定值時(shí) , 定 子電流可升至 105% 額定值。它的特點(diǎn)是 : 發(fā)電機(jī)的有功 值的 95% 。因而必須降低發(fā)電機(jī)的容量。實(shí)際上 , 在電 壓降低 5% 而電流升高 5% 時(shí) , 發(fā)電機(jī)的視在功率 S 已經(jīng)略低于額定值。 事故情況下 , 允許發(fā)電機(jī)的定子繞組在短時(shí)間內(nèi)過負(fù)荷運(yùn)行。 3 ∞ MW 機(jī)組的定子絕 緣一般采用 B 級絕緣 , 其最高容許溫度為 130 ℃ , 但具體應(yīng)遵 照制造廠的規(guī)定來執(zhí)行。 13 所列值。 3. 發(fā)電機(jī)定子電壓不在額定值 電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的端電壓因外界因 素的變化而經(jīng)常變化。 5% 范圍變化時(shí) , 允許按額定容量長期運(yùn)行。 也可能引起鐵芯溫度升高 , 使定子的結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生局部高溫 。當(dāng)電壓過低時(shí) , 降低了并列運(yùn)行機(jī)組和電壓調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性 , 同時(shí) , 在同樣的 功率下由于定子電流升高而引起定子繞組溫度升高 。因此 , 發(fā)電 機(jī)連續(xù)運(yùn)行的最高電壓允許為額定值的 105%, 最低電壓 一般不得低于額定值的 90%~95%, 否則應(yīng)考慮改變主變壓器分接頭的檔數(shù) , 對廠用電壓 也應(yīng)采取措施 , 維持其正常運(yùn)行。因此對頻率變 動(dòng)的規(guī)定為一般不超過177。如頻率過高或過低時(shí) , 則應(yīng)按事故處理規(guī)定進(jìn)行處理。如果不能有效 地吸收剩余的無功功率 , 就會(huì)使電力系統(tǒng)的電壓上升 , 甚至超過容許范圍。 .因此 , 最 好利用部分發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行以吸收過剩的無功功率并進(jìn)行電壓調(diào)整 O 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行 , 從理論上分析是可行的 , 實(shí)際中一般要通過研究和運(yùn)行試驗(yàn)來決定 , 進(jìn)相運(yùn)行對發(fā)電機(jī)造成的影響主要有以下幾方面 : (1) 靜態(tài)穩(wěn)定性的降低。 (2) 端部漏磁的發(fā)熱。當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí) , 定子端部鐵芯、 端部壓板以及轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)等部分通過相當(dāng)大的端 部漏磁。 (3) 廠用電電壓的降低。 發(fā)電機(jī)從滯相轉(zhuǎn)為進(jìn)相運(yùn)行時(shí) , 靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備下降 , 端部發(fā)熱嚴(yán)重 , 廠用電電壓下降。發(fā)電機(jī)在 進(jìn)相運(yùn)行時(shí) , 出力越大 , 靜態(tài)穩(wěn)定性能越 差。因此 , 欲保持一定的靜態(tài)穩(wěn) 定儲(chǔ)備和端部發(fā)熱為一定值 , 隨著進(jìn)相程度的增大 , 出力應(yīng)相應(yīng)降低。 1. 發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的調(diào)節(jié)原則 (1) 有功負(fù)荷。這一過程中運(yùn)行人員要嚴(yán)密監(jiān)視電氣儀表 , 以保證發(fā)電機(jī)的 正常運(yùn)行。 (2) 元功負(fù)荷。事故時(shí) , 根據(jù)事故處理要求進(jìn)行調(diào)整。 2. 調(diào)節(jié)過程中的注意事項(xiàng) (1) 調(diào)節(jié)過程中必須嚴(yán)密 監(jiān)視表計(jì)的變化情況 , 要注意各參數(shù)不能超過允許值。 三、發(fā)電機(jī)的起、停和運(yùn)行中的維護(hù) ( 一 ) 發(fā)電機(jī)起動(dòng)前的準(zhǔn)備 發(fā)電機(jī)安裝或檢修完畢 , 就可將其起動(dòng)并投入運(yùn)行。 1. 需要檢查的項(xiàng)目 (1) 發(fā)電機(jī)、變壓器組及勵(lì)磁系統(tǒng)的一、二次回路的安裝或檢修工作終結(jié)后 , 在起動(dòng)前 應(yīng)將工作票全部 收回 , 詳細(xì)檢查各部分及其周圍清潔情況 , 各有關(guān)設(shè)備和儀表必須完好 , 短 路線和接地線必須撤除 , 工作人員撤離現(xiàn)場。 (3) 檢查匯流管位于機(jī)座下部進(jìn)出水管法蘭處的接地片可靠接地。 (5) 定子充水情況良好 , 壓力正常 ,78 泄漏。 2. 需要測量的項(xiàng)目 (1) 在冷態(tài)下測量 轉(zhuǎn)子繞組直流電阻和交流阻抗。 (3) 各有關(guān)一次設(shè)備絕緣測量均合格。 (2) 安裝、大修后 , 應(yīng)檢查勵(lì)磁系統(tǒng)有關(guān)動(dòng)、靜態(tài)試驗(yàn)合格。 (4) 勵(lì)磁系統(tǒng)連鎖試驗(yàn)合格 。 (6) 安裝、大修后的發(fā)電機(jī) , 應(yīng)做水壓、定子水反沖洗及氣密試驗(yàn) o 4. 啟動(dòng)前應(yīng)完成的有關(guān)操作 (1) 發(fā)電機(jī)氫、油、水系統(tǒng)投入 , 參數(shù)正常。充氫的過程是 : 先用二氧化碳充滿氣體系統(tǒng) , 以驅(qū)出空氣 。反之 , 停機(jī)后 , 置換程序?yàn)闅錃? 一一二氧化碳一一空氣。 (2) 依據(jù)規(guī)程投退有關(guān)保護(hù)壓板及熔斷器。發(fā)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)后 , 即應(yīng)認(rèn)為發(fā)電機(jī)及其全部設(shè)備均已帶電。在通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí) , 應(yīng)注意軸承振動(dòng) 及集電環(huán)上碳刷是否有跳動(dòng)、卡澀或接觸不良現(xiàn)象 , 如無異常即可升至額定轉(zhuǎn)速 30 ∞ r/min 。注意事項(xiàng)有 : 1) 升壓操作應(yīng)緩慢、 39。 此外 , 轉(zhuǎn)子電流、電壓及 定子電壓應(yīng)均勻上升。在每次升壓至額定定子電壓時(shí) , 通過對空載勵(lì)磁電流、電壓的核對分析比較 , 可以判 斷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組有無匣間短路現(xiàn)象。如果發(fā)現(xiàn)空載電流升 高 , 勵(lì)磁電壓下降時(shí) , 必須查明原因。 待發(fā)電機(jī)升壓至額定值 , 并檢查一切正常后 , 即可進(jìn)行并列操作。如操作不正?；虬l(fā) 生誤操作 , 將會(huì)對電力系統(tǒng)帶來極其嚴(yán) 重的后果 , 可能發(fā)生巨大的沖擊電流 , 甚至比機(jī)端短路電流還大得多 , 會(huì)引起系統(tǒng)電壓嚴(yán)重 下降 , 使電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩甚至瓦解。 在實(shí)際操作過程中應(yīng)符合下列規(guī)定 : 1) 發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓差不大于 10% 額定電壓。 4) 安裝或大修后的發(fā)電機(jī)還應(yīng)檢查與系統(tǒng)的相序一致 0 5) 同步表轉(zhuǎn)動(dòng)太快、跳動(dòng)、停滯時(shí)禁止合閘。 ( 四 ) 機(jī)紐帶負(fù)荷 機(jī)組并網(wǎng)后自動(dòng)帶上 15MW 的負(fù)荷 , 之后負(fù)荷的升降依值長命令執(zhí)行。當(dāng)負(fù)荷增至規(guī)定值 , 且運(yùn)行穩(wěn)定時(shí) , 應(yīng)按值長命令倒廠用電。當(dāng)發(fā)電機(jī)加滿負(fù)荷時(shí) , 應(yīng)對發(fā)電 機(jī)及二次回路作一次詳細(xì)檢查 , 接頭無發(fā)熱 , 電刷無跳動(dòng)、冒火 , 引水管無抖動(dòng)、無滲水及 振動(dòng)過大等現(xiàn)象。在停機(jī)之前 , 應(yīng)逐步降負(fù)荷 , 待負(fù)荷降至規(guī)定值時(shí) , 將廠用電倒換至由起 / 備變供電 , 在減有功負(fù)荷的同時(shí) , 注意相應(yīng)減少無功負(fù)荷 , 保持功率因數(shù)大于 ( 滯相 ) 。 解列后 , 拉開發(fā)電機(jī)出線隔離開關(guān) , 停運(yùn)主變壓器及冷卻裝置 , 拉開主變壓器中性點(diǎn)接 地開關(guān)。對停用時(shí)間較長的發(fā)電機(jī) , 應(yīng)將定子繞組和定子端部冷卻元件中的存 水全部放掉、吹干 , 冷卻水系統(tǒng)管道內(nèi)的積水也應(yīng)放掉 , 并注意使發(fā)電機(jī)各部分的溫度不低 于 +5 ℃ , 以防止凍壞設(shè)備。若短時(shí) 停機(jī) , 機(jī)內(nèi)仍有氫氣壓力 , 則應(yīng)保持密封油系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行 。 解列之后 , 還應(yīng)根據(jù)操作票做好相應(yīng)的安全措施。 其 振動(dòng)值 , 在額定轉(zhuǎn)速時(shí) , 軸承座三方面 ( 水平、軸向、垂直 ) 允許值小于 2) 發(fā)電機(jī)絕緣電阻應(yīng)符合規(guī)定 值 , 定子繞組在元存水且干燥后接近工作溫度時(shí) , 其對 地和相間絕緣電阻應(yīng)二 25MO (2500V 兆歐表測量 )。 定子匯流 管及定子出線進(jìn)水管絕緣電阻 , 無存水時(shí) 221 ∞ KO(1 則 V 兆歐表測量 ), 通水時(shí) 2330KO( 用 1 則 V 兆歐表測量 )。 3) 嚴(yán)密監(jiān)視運(yùn)行中發(fā)電機(jī)的各種表計(jì) , 如電壓、電流、頻率、各種溫升等不得超過規(guī) 定值 , 每小時(shí)應(yīng)記錄一次發(fā)電機(jī)的工況參數(shù) , 如有計(jì)算機(jī)打印值 , 可與之對照。 4) 察看發(fā)電機(jī)各部 , 應(yīng)無異狀、異音、無焦昧、放電、火星、臭味、滲水、漏水及結(jié) 露等 , 用于拭觸發(fā)電機(jī)元異常振動(dòng)、過熱等。 2. 對發(fā)電機(jī)水冷系統(tǒng)的檢查與維護(hù) l) 定期檢查定子冷卻水系統(tǒng)的水箱水位、水質(zhì)導(dǎo)電率。 若發(fā)現(xiàn)冷卻水量減少 , 要密切監(jiān)視定子繞組的溫升是否超過允許 值 , 如未超過則仍可繼續(xù)運(yùn)行。一臺(tái)氫氣冷卻器停用時(shí) , 發(fā)電機(jī)可帶 80% 額定負(fù)荷。 3. 對供氣系統(tǒng)的檢查和維護(hù) 1) 對 氣體質(zhì)量進(jìn)行經(jīng)常性的監(jiān)視 , 應(yīng)以氫氣純度指示儀和差壓表的指示為根據(jù) , 要求 機(jī)內(nèi)氫氣純度 97%, 低于此值時(shí) , 應(yīng)進(jìn)行排污和補(bǔ)氫 , 以恢復(fù)氫氣純度。如果冷卻氣體的壓力和溫度不 變 , 則當(dāng)氣體的含氫量降低時(shí) , 氣體的密度就會(huì)增加 , 此時(shí)壓差表所指示的壓差亦增加。 3) 保持冷氫溫度在 30~46 ℃之間。 2) 油密封壓力表指示正常 , 油的流量正常 , 回油溫度運(yùn) 70 ℃。 5. 對集電環(huán)和電刷的檢查與維護(hù) 集電環(huán)與電刷的檢查與維護(hù)由運(yùn)行人員負(fù)責(zé) , 其內(nèi)容主要有以下幾項(xiàng) : 1) 檢查電刷在刷框內(nèi)有無搖動(dòng)或卡澀現(xiàn)象 , 接觸是否良好 , 有無發(fā)熱和冒火情況。 3) 按照電刷的磨損程度 , 調(diào)整電刷的壓力。 5) 應(yīng)定期用干布擦拭集電環(huán)及其周圍零件 , 因?yàn)槿绻挤叟K了集電環(huán)表面會(huì)降低轉(zhuǎn) 子的絕緣電阻。 7) 為了使滑環(huán)磨損均勻 , 在 2~3 個(gè)月內(nèi)必須更換 一次集電環(huán)的極性。 6. 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的一些技術(shù)要求 1) 氫氣濕度 4g/m3( 額定氫壓下 )。 2) 定子繞組冷卻水水質(zhì)要求 : 導(dǎo)電率 (20 ℃ ) 為 ~ μ S/cm, 酸堿度為 斗 , 硬 度三三年 gN/L, 允許攢量氨 (NH3), 定子繞組 進(jìn)水溫度為 45 177。 3) 發(fā)電機(jī)不允許用空氣冷卻運(yùn)行。 氫氣冷卻器進(jìn)水溫度 20 ℃ , 廠房環(huán)境溫度 30 ℃以下。 電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí) , 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的 變化主要影響電網(wǎng)的電壓水平和并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間 無功功率的分配。 (2) 使并列運(yùn)行的各同步發(fā)電機(jī)所帶的無功功率得到穩(wěn)定而合理的分配 。 (4) 在電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障造成發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓嚴(yán)重下降時(shí) , 進(jìn)行強(qiáng)勵(lì) , 將勵(lì)磁電流 迅速增到足夠的頂值 , 以提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性 。 (6) 在發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí) , 進(jìn)行快速滅磁 , 將勵(lì)磁電流迅速減到零值以減小故 障損壞程度 。 (2) 應(yīng)具備能合理分配或轉(zhuǎn)移機(jī)組間的無功功率的功能 。 (4) 能迅速反應(yīng)電力系統(tǒng)故障 , 具備強(qiáng)勵(lì)等控制功能 , 以提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和改善電 力系統(tǒng)運(yùn)行條件 O ( 二 ) 對性能方面的要求 (1) 具有足夠的調(diào) 節(jié)容量 , 以滿足各種運(yùn)行工況要求。 勵(lì)磁頂值電壓和勵(lì)磁頂值電流是指勵(lì)磁功率單元在強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí) , 可能提供的最高輸出電 壓值和電流值 , 該值與額定工況下的勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流之比為強(qiáng)勵(lì)倍數(shù) 。 (4) 反應(yīng)靈敏、迅速 , 時(shí)間常數(shù)小 , 無失靈區(qū)。 第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)組主要?jiǎng)?lì)磁方式 3 ∞ MW 火電機(jī)組勵(lì)磁方式通常采用他勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)、自勵(lì)或自復(fù)勵(lì)靜止式勵(lì)磁系統(tǒng) n 、他勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng) 他勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)通常稱為有勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁方式 , 其勵(lì)磁功率電源取自發(fā)電機(jī)以外的強(qiáng) 第五節(jié)滅磁與過電壓保護(hù) 一、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子滅磁