【正文】 QFWL182型汽輪發(fā)電機(jī)為隱極式三相同步發(fā)電機(jī)，它與汽輪機(jī)直接偶合傳動，組成燃汽蒸汽聯(lián)合循環(huán)余熱發(fā)電機(jī)組。 汽輪發(fā)電機(jī)的主要參數(shù) 設(shè)計(jì)容量 參數(shù)名稱 6480kW (寧國一線 ) 9100kW 12023kW 15000kW 18000kW 27000kW 30500kW 型號 TICAFT QFW2122 QFWL182 QFW332 容量 MVA 15 功率 kW 6480 12023 18000 33000 額定電壓 kV 額定電流 A 742 1375 2062 3558 頻率 HZ 50 50 50 50 勵(lì)磁電流 A 404 242 480 功率因數(shù) 額定轉(zhuǎn)速 r/min 1500 3000 3000 3000 極數(shù) 4 2 2 2 生產(chǎn)廠家 日本明電舍 公司 南京汽輪 電機(jī)集團(tuán) 南京汽輪 電機(jī)集團(tuán) 南京汽輪 電機(jī)集團(tuán) 四、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)（一） 一、 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的基本要求 同步發(fā)電機(jī)發(fā)出電能時(shí)，除原動機(jī)供給動能外，還需要有勵(lì)磁系統(tǒng)來建立磁場。如果無功功率供給不足，就很難維持電力系統(tǒng)的電壓水平。勵(lì)磁系統(tǒng)對發(fā)出無功功率，維持系統(tǒng)電壓水平是至關(guān)重要的。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 二、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式的種類很多，常采用的有直流發(fā)電機(jī)供電、交流勵(lì)磁機(jī)供電和無勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方式。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) ?勵(lì)磁系統(tǒng)的工作過程 當(dāng)發(fā)電機(jī)在汽輪機(jī)的拖動下旋轉(zhuǎn)到 3000r/min時(shí)，永磁發(fā)電機(jī) PMG發(fā)出的電壓應(yīng)有 220V、 400HZ，送到勵(lì)磁柜，經(jīng)過隔離變壓器隔離整流后供給勵(lì)磁裝置作為電源，經(jīng)過勵(lì)磁裝置調(diào)節(jié)整流后供給交流勵(lì)磁機(jī) EX的勵(lì)磁繞組，勵(lì)磁機(jī)電樞輸出的三相交流電經(jīng)過同軸旋轉(zhuǎn)的整流裝置全波整流后，送給交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)，除具有勵(lì)磁、自動調(diào)節(jié)勵(lì)磁、強(qiáng)行勵(lì)磁裝置外，還應(yīng)有滅磁裝置，這是保護(hù)發(fā)電機(jī)不可缺少的元件。如果發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)，即使把發(fā)電機(jī)從母線上斷開，短路電流依然存在，使故障造成的損失繼續(xù)擴(kuò)大，只有將轉(zhuǎn)子回路的電流降至為零，使發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢盡快減至最小，才能使故障損害限制在最小范圍內(nèi)。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) ?自動滅磁裝置的作用 當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障或機(jī)端和出口斷路器之間發(fā)生短路時(shí)，由于故障點(diǎn)在在發(fā)電機(jī)剩余電動勢的作用下不能消除，故要自動滅磁裝置動作，迅速將勵(lì)磁磁場降低到接近于零，以相應(yīng)降低發(fā)電機(jī)的電動勢，減小故障造成的損失程度。當(dāng)滅磁時(shí)間愈短，故障引起的損失也愈小。 在可控硅整流電路中，如果改變其控制角 α ，就可以調(diào)節(jié)輸出直流平均電壓 Uz的值。 ＜ α ＜ 180176。如果在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組上突然加上一個(gè)恒定電壓，也就能達(dá)到快速滅磁的目的。 155176。 在可控硅逆變滅磁過程中，原來由交流電能通過整流系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組提供直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛少A藏在勵(lì)磁繞組中的磁能經(jīng)可控硅反送到交流側(cè)。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) ?發(fā)電機(jī)的強(qiáng)行勵(lì)磁 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如短路故障時(shí)，系統(tǒng)母線電壓極度降低，有關(guān)發(fā)電機(jī)的端電壓也會急劇下降。為了使系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常，這就要求有關(guān)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場迅速增強(qiáng)，就是需要向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路送出較正常額定值多的勵(lì)磁電流，以向系統(tǒng)輸送盡可能多的無功功率，以利于系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)（二） 一、勵(lì)磁裝置的工作方式 在無刷勵(lì)磁方式下 DVR2023B微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作在 主、備用 方式。同時(shí)， DVR2023B微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器根據(jù)勵(lì)磁電流計(jì)算出對應(yīng)的觸發(fā)角，這兩種跟蹤方式的跟蹤結(jié)果實(shí)時(shí)進(jìn)行比較，以防止由于通訊過程中可能發(fā)生的誤碼，導(dǎo)致錯(cuò)誤跟蹤，進(jìn)一步保證了系統(tǒng)的可靠性。兩種運(yùn)行方式之間能進(jìn)行無擾動切換。此屏顯示從上到下共分為四個(gè)區(qū)域，顯示屏如圖： DVR2023B微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 UG1: KV IG1: KA UFD: V IFD: A UGR: KV IFR: A P : MW Q : MVar ARF: COS : F0 : Hz ILD: A 滅磁開關(guān)：合 /分 通道狀態(tài)：運(yùn)行 /跟蹤 主油開關(guān)：合 /分 運(yùn)行方式：自動 /手動 2023520 16： 18： 20 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) ?勵(lì)磁裝置的顯示說明 第一區(qū)域 ：故障顯示區(qū)。 第二區(qū)域 ：數(shù)據(jù)顯示區(qū)。在此區(qū)域內(nèi)，將主要的開關(guān)量狀態(tài)進(jìn)行顯示，包括： 滅磁開關(guān)：如果不做特殊說明，滅磁開關(guān)接常閉輔助接點(diǎn)，狀態(tài)顯示為分或合。主油開關(guān)的狀態(tài)根據(jù) 定子電流的有無 進(jìn)行判別。分為三種情況： 運(yùn)行 、 跟蹤 、和 退出 。其中自動運(yùn)行方式為恒發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)節(jié)，手動運(yùn)行方式為調(diào)節(jié)器恒勵(lì)磁輸出電流調(diào)節(jié)。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 三、發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié) 發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)運(yùn)行前，電壓的調(diào)節(jié)既通過 增磁 /減磁 開關(guān)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小來實(shí)現(xiàn)，可以通過自動或手動方式調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓，當(dāng)采用自動升壓方式時(shí)，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓自動升到 90%的額定電壓。 四、無功功率的調(diào)節(jié) 發(fā)電機(jī)在并入電網(wǎng)運(yùn)行后，要改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，感應(yīng)電勢和定子電流也跟著變化，此時(shí)發(fā)電機(jī)的無功電流也跟著變化。此時(shí)改變的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流并不是通常所說的?調(diào)壓?，而是只是改變了送入系統(tǒng)的無功功率。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 五、發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié) 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，有功功率增加到 1/3的額定功率時(shí)，無功功率為適當(dāng)?shù)恼?，此時(shí)，可以將方式選擇選擇開關(guān)由恒電壓方式轉(zhuǎn)為恒功率因數(shù)控制，功率因數(shù)的控制以滿足總降需求為主，控制范圍在 ，不要超過 ，保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)（三） 一、勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù)（ DVR2023B） PT斷線保護(hù) ：程序?qū)y量到的 3YH、 4YH電壓值進(jìn)行比較，如果其差值大于較大值的 1/8，則發(fā) PT斷線信號，如果是3YHPT斷線，除發(fā)信號外，運(yùn)行方式由自動運(yùn)行切換到手動運(yùn)行方式。限制和保護(hù)的原則是： 、當(dāng) V/Hz＞設(shè)定值時(shí)，閉鎖增磁，發(fā)過 V/Hz信號，限制增磁。 、當(dāng)頻率大于 45Hz，小于 ，在自動勵(lì)磁時(shí)，等比例減小自動運(yùn)行電壓給定值。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) ?勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù) 過勵(lì)限制與保護(hù) ：過勵(lì)限制是為了防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組長期過負(fù)載而采取的限制勵(lì)磁措施，從轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組發(fā)熱考慮，當(dāng)強(qiáng)勵(lì)時(shí)，其容許的強(qiáng)勵(lì)時(shí)間 t是隨發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流 Ifd2的大小成反比關(guān)系。 、當(dāng)勵(lì)磁繞組發(fā)熱量＞ 50%時(shí)，發(fā)信號限制增磁。發(fā)熱量 10%時(shí)，復(fù)歸過勵(lì)信號。當(dāng)發(fā)電 機(jī)無功功率進(jìn)入低勵(lì)限制區(qū)時(shí)，勵(lì)磁 調(diào)節(jié)器將封閉減磁按鈕，并且發(fā)報(bào)警 信號，同時(shí)自動進(jìn)行增磁，直到退出 低勵(lì)狀態(tài)。 0 Q P Pb Qa 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) ?勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù) 觸發(fā)脈沖丟失的檢測 ：觸發(fā)脈沖重新被 CPU回讀，并進(jìn)行綜合判斷，確定失脈沖的相，并顯示在液晶顯示器上。 系統(tǒng)自檢保護(hù) ：系統(tǒng)自檢功能含存儲器校驗(yàn)、電源檢測、可控硅故障，通訊故障等、當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，發(fā)通道故障信號，同時(shí)本通道退出運(yùn)行。 旋轉(zhuǎn)二極管故障報(bào)警 ：在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，二極管有可能發(fā)生故障，所以每個(gè)二極管串聯(lián)了一只快速熔斷器，假如一只二極管擊穿短路，引起較大的電流時(shí)，將使相應(yīng)的熔斷器熔斷。此時(shí)應(yīng)及時(shí)停機(jī)，檢查原因并進(jìn)行處理。如果發(fā)生了 切手動 ，例如：過勵(lì)限制，欠勵(lì)限制， V/Hz限制等等： 首先，操作增磁 /減磁開關(guān)，將發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)到正常的運(yùn)行狀態(tài)下，其次將操作控制開關(guān)與實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行對應(yīng)，如果發(fā)生了通道自行切手動，應(yīng)當(dāng)操作手、自動選擇開關(guān)與當(dāng)前的運(yùn)行位置一致，如果發(fā)生了通道切換，則操作通道選擇開關(guān)與當(dāng)前運(yùn)行的通道運(yùn)行位置一致。 進(jìn)入故障通道菜單中的 ? 故障追憶 ? 子菜單，記錄故障追憶里面所有本次發(fā)生故障顯示的內(nèi)容。 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) ?勵(lì)磁系統(tǒng)的故障處理 進(jìn)入故障通道菜單中的 ? 事件記錄 ? 子菜單，記錄所有開關(guān)量的變位。同時(shí)顯示出該開關(guān)量是由分到合（ 0→1 ）還是由（ 1→0 ）。如果運(yùn)行工況發(fā)生改變后，進(jìn)行人工操作自動 /手動切換時(shí)，一定要等侯 30秒－ 1分鐘時(shí)間，進(jìn)行方式跟蹤，跟蹤正確后才能保證無擾動切換。要聯(lián)系專業(yè)人員，將故障數(shù)據(jù)和事件記錄下來再做分析處理。引起失磁的原因有：轉(zhuǎn)子繞組故障、勵(lì)磁機(jī)故障、滅磁開關(guān)誤跳閘、勵(lì)磁裝置或回路元件發(fā)生故障以及操作不當(dāng)?shù)取? 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 失磁對電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的影響 以建立發(fā)電機(jī)的磁場，假設(shè)在失磁前發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸送出無功功率 Q1，而在失磁后從系統(tǒng)吸收無功功率 Q2，則系統(tǒng)中將出現(xiàn) Q1+Q2的無功功率差額；如果系統(tǒng)的無功功率儲備不足，此差額將引起 系統(tǒng)電壓下降 。 ，因此，在轉(zhuǎn)子及勵(lì)磁回路中將產(chǎn)生頻率為 fffxt的交流電流，因而形成附加損耗，使發(fā)電機(jī)的 轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁回路過熱 ，當(dāng)轉(zhuǎn)差率越大時(shí)，所引起的過熱就越嚴(yán)重。低勵(lì)或失磁前帶的有功功率越大，轉(zhuǎn)差就越大，等效電抗就越小，所吸收的無功功率就越大。 ，定子端部漏磁增強(qiáng)，將使 端部和邊緣鐵芯過熱 ，實(shí)際上，這一情況通常是限制發(fā)電機(jī)失磁異步運(yùn)行能力的主要條件。 五、發(fā)電機(jī)的同期并列運(yùn)行 發(fā)電機(jī)的同期并列運(yùn)行 一、同步發(fā)電機(jī)并列操作 ?遵循的原則 并列斷路器合閘時(shí)， 沖擊電流應(yīng)盡可能小 ，其瞬時(shí)值不超過 12倍發(fā)電機(jī)的額定電流。 ?理想條件 UG＝ UX 電壓幅值相等，范圍＜ 10％。 ω G＝ ω X或 fG＝ fX 頻率相等，范圍 ()％。 。若兩系統(tǒng)的原有相位差有 ΔФ≠0 ，而當(dāng)滿足頻率相等條件，則 ΔФ 恒定，不可能有 ΔФ=0 。 在實(shí)際應(yīng)用中，電壓、頻率兩個(gè)條件與相位差要素相比，對于系統(tǒng)和設(shè)備的影響要小得多；同時(shí)，電壓、頻率較容易調(diào)至滿足要求。 發(fā)電機(jī)的同期并列運(yùn)行 ?非同期并列所造成的危害 電壓幅值差 UG≠ UX 沖擊電流主要為無功分量，沖擊電流的最大值是有效值的，它產(chǎn)生的電動力對發(fā)電機(jī)的繞組產(chǎn)生影響，特別是發(fā)電機(jī)端部的繞組，因?yàn)樵陔姍C(jī)槽中的繞組有依托，而端部繞組無依托，機(jī)械強(qiáng)度最薄弱，所以要特別注意對它造成的危害。 時(shí)，因并列而產(chǎn)生的沖擊電流和電磁轉(zhuǎn)矩最大，并且還會出現(xiàn)較大的單向轉(zhuǎn)矩，而單向轉(zhuǎn)矩比交變轉(zhuǎn)矩會產(chǎn)生更嚴(yán)重的機(jī)械應(yīng)力，