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1、发电机正常运行、额定工况运行汽轮发电机根据设计和制造所规定的条件长期连续工作，称为额定工况。这一运行工况的电压、电流、 机的额定参数。发电机额定参数如下：额定容量额定功率最大连续输出容量出力、功率因数、冷却介质温度和氢压等，称为发电667MVA600MW728MVA（在额定氢压0.414MPa和冷却水温度33C下，功率因数0.9）额定功率因数额定电压额定电流额定转速周波相数极数 定子线圈接法额定氢压漏氢（保证值）0.9（滞后）22kV17495A3000r/min50Hz32YY0.414MPaWlONm3/24h（在额定氢压下,折算为标准气压下）效率（保证值） 短路比（保证值） 承担负序能力
2、： 稳态I2 （标么值） 暂态 I2298.95%0.5810%10s发电机在长期连续运行时的允许出力，主要受机组的允许发热条件限制。发 电机带负荷运行时，其绕组和铁芯中都有能量损耗，引起各部分发热。在一定冷 却条件下运行时，发电机各部分的温升与损耗及其所产生的热量有关。发电机负 荷电流越大，损耗就越大，所产生的热量也越多，温升就越高。汽轮发电机的额 定容量，是在一定冷却介质的温度和氢压下，在定子绕组、转子绕组和定子铁芯 的长期允许发热温度的范围内确定的。发电机的绕组和铁芯的长期发热运行温度，与采用的绝缘等级有关。我公司 的 600MW 汽轮发电机采用 F/F 级绝缘（温度按 B 级考核），发
3、电机温度限额规定 如下：定子绕组出水温度：W85C（埋设检温计）定子绕组温度：W12OC（埋设检温计）定子铁芯允许最高温度：W12OC（埋置检温计）转子绕组温度：W115C（电阻法）定子端部结构件温度：W120 C （埋置检温计）集电环温度：W12OC（温度计法）轴瓦温度：W90C（检温计法）轴承和轴封回油温度： 70C（检温计法）除了转子绕组的温度采用电阻法测量、集电环温度采用红外线温度计法测量 外，其余的温度测量采用埋设检温计法。发电机绝缘在运行过程中会逐渐老化。 对绝缘有重大影响的是其温度，温度越高、延续时间越长，老化就越快，使用期 限就越短。因此，发电机运行时必须遵照制造厂家的规定，各
4、部位最高温度均不 得超过其容许限值，以确保正常使用寿命。二 、非额定工况运行1）冷却条件变化 氢气当氢气温度、压力变化时，都会对出力有很大的影响。当冷却器的进水温度 高于制造厂的规定值时，应减小发电机出力，减小的原则是：使绕组和铁芯的温 度不超过在额定方式运行时的最大监视温度。但氢气冷却器的进水温度应控制在 小于43C。当冷端氢温降低时，不允许提高出力，因为定子绕组是采用水内冷 的。氢气及其冷却水的温度限额如下：冷氢温度：3546C热氢温度：W65C氢气冷却器进水温度：2033C氢气冷却器出水温度：W45C当氢气压力低于额定值时，由于氢气的传热能力减弱，必须根据制造厂提供的容量曲线来降低发电机
5、的允许负荷。当氢压为0.2MPa时(COSO =0.9),发电 机出力为400MW；当氢压为0.3 MPa时(COSO =0.9),发电机出力为500MW。当氢气纯度变化时，由于氢气与空气混合时，若氢气含量降到 475， 便有爆炸的危险，所以在运行时，一般要求发电机运行时的氢气纯度保持在 95 以上，低于此值应进行排污。另外，由于氢气纯度与通风摩擦损耗之间有密切的 关联，氢气纯度每降低 1，通风摩擦损耗约增加 11，因此要保证使运行时的 氢气纯度不低于 9798，当氢气纯度降低到 90时，发出纯度低报警信号。发电机内装有 4 台氢气冷却器，当一台冷却器退出运行时，发电机单位的最 大连续运行的容
6、量为额定容量的 80。当有 5的冷却水管堵塞时，发电机可以 在额定出力下连续运行。 定子冷却水当冷却水量在额定值的10范围内变化时，对定子绕组的温度影响不大， 故不必提高冷却水的流量。但当冷却水量下降较多时，会导致绕组出口水温度增 高，且会造成绕组温升不均匀。但水温也不可过低，以防止定子绕组和铁芯的温 差过大，使两者之间的位移增大，或使汇水母管上出现结露现象。冷却水温允许 在额定值5C的范围内变化，可保证发电机的出力不变。另外，冷却水的电导值不可过高，过高会导致水管内壁发生闪络；且较低的 电导值，也可在发电机冷却水停止循环的时候维持更长的时间。定冷水的参数限额如下：定子绕组进水温度：4050C
7、定子绕组出水温度：W85C水量：91.5t/h导电率(20C)：303050.5 51.018018048.5 50.5连续运行48.5 4830030048.0 47.5606047.5 47201047.0 4 6.5523）端电压变化 发电机运行电压的下限，根据稳定的要求，一般不应低于额定值的90%,因为电压过低，会使发电厂厂用电动机的运行情况恶化、转矩降低，从而使机炉 的正常运行受到影响。 发电机运行电压高于额定值，当升高到105%以上时，其出力必须降低， 因为电压升高铁芯内的磁通密度增加，铁耗增加，引起铁芯的温度和定子、转子 绕组温度增高。发电机在额定功率因数下，电压变化范围为5%，
8、频率变化范围为2%时 能连续输出额定功率。当发电机电压变化为5%，频率变化为-5%到+3%的范围 运行时，其输出功率见下表：表22 机组安全运行电压/频率允许范围工况偏差（）输出功率定子线圈出水温升定子铁芯温升转子线圈平均温升100UN，95fN600MW27.8K27.0K （平均）54.9K95UN, 95fN600MW30.7K6.30K （平均）50.3K95UN, 100fN600MW31.3K26.2K （平均）46.7K95UN，103fN600MW31.7K26.3K （平均）43.9K105UN，103fN600MW26.1K27.1K （平均）45.1K105UN，100f
9、N600MW25.8K27.4K （平均）49.2K105UN，95fN600MW25.3K28.4K （平均）59.4K额定工况计算值600MW28.3K26.6K （平均）47.4K三 、发电机有功调节和静态稳定1）有功功率调节隐极发电机的电磁功率为EU二 m-q sinXd其中M为定子的相数，E为励磁电势，U为机端电压，6为Eq和U的夹角。 qEUP 二一sin 5如果用标么值表示，eXd当发电机不输出有功功率时，由原动机输入的功率恰好补偿各种损耗，因此6 =0, P =0。当原动机增加输入功率卩_,，亦即增大输入转矩J，当T1T （损em 1 1 1 p耗转矩，包括机械损耗、铁耗和附加
10、损耗），这时出现剩余转矩使转子加速，相 应地电势相量Eo超前于端电压相量U 一个相角，6 0且P 0，发电机开始向em外发出有功电流，并同时出现和P相对应的制动电磁转矩T，当6增到某一 emem数值使电磁转矩与剩余转矩（T1-T ）正好相等，发电机转子就不再加速，而平 1p衡在这个6 值处。由以上分析表明，当要增加发电机的输出功率时，就必须增加原动机的输入 功率，而随着输出功率的增大，当励磁不作调节时，发电机的功率角6 就必然增 大。2）静态稳定 在电网或原动机偶然发生微小的扰动，当扰动消失后，发电机能复原继续同 步运行就称为发电机是静态稳定的。性TmaxEUqX。d。dPdP 0由于判断发电
11、机是否处于稳定运行的条件是：因此，发电机的功角特性曲线如图2-22所示，发电机可能向系统输出的最大功率当发电机的6处于090。的范围内，是可以稳定运行，如处于90180 这一范围则无法稳定运行。但在实际运行中为了供电的可靠性，发电机的额定运 行点应当离稳定极限有一定的距离，使极限功率保持比额定功率大一定的倍数， 正常运行的功率角6 一般是 3045四、发电机安全运行极限1）发电机安全运行极限在稳定运行条件下，发电机的安全运行极限决定于下列四个条件：原动机输出功率极限。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。 发电机的最大励磁电流，通常由
12、转子的发热决定。 进相运行时的稳定度。当发电机功率因数小于零（电流超前于电压）而转 入进相运行时，磁势发电机的有功功率输出收到静稳定条件的限制。此外，对内 冷发电机还可能受到端部发热限制。上述条件，决定了发电机工作的允许范围。2）发电机P-Q曲线 在电力系统中运行的发电机，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，有功功率相应减小；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。发电机P-Q曲线图就 是表示其在各种功率因数下，容许的有功功率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。图 2-23 汽轮发电机的 P-Q 曲线发电机的P-Q曲线，是在发电机端电压一定、冷却介质温度一定、不同氢 压条件下绘制的，如上图所示。电压、电动势、功率都以标么值表示的，其绘制 基本步骤： 以0为圆心，以定子额定电流IN为半径，画出圆弧。 在横轴0点左侧，取线段0M等于Un，它近似等于发电机的短路比KC，Xd正比于空载励磁电流。E 以M点为圆心，以q为半径（即图1-23中的MC线段，它正比于额定Xd励磁电流）画出圆弧。 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。 从M点画一垂直于横坐标的直线MH,相应（5=90,表示理论上的静稳 定极限。考虑到发
