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1、大型汽轮发电机非正常和特殊运行ICS 29.160.20K20备案号：16974-2006中华人民共和国电力行业标准DL/T 9702005大型汽轮发电机非正常和特殊运行及维护导则Guide for Abnormal and Special Operations and Maintenancesof Large Turbo-Generators2005-11-28发布2006-06-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会 发布目次、F 、前言1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 技术要求4.1 进相运行4.2 失步运行4.3 失磁异步运行4.4 频率异常4.5 三相不对称运行4.6
2、调峰运行-LX.1前言本标准是根据原国家经济贸易委员会关于下达2002年度电力行业标准制 定和修订计划的通知（国经贸电力2002973号文）的要求制定的。当前我国电力工业已经进入大电网与大机组的阶段。随着电网容量的增加 和大容量发电机单机数量的增加，大电网和大机组之间的协调关系日趋重要。国内外的理论研究和运行实践表明，大电网与大机组的相互影响与协调直 接影响电网和发电机组的安全稳定运行。系统扰动或发电机本身突发故障时， 可能使发电机进入非正常运行状态，例如，系统振荡、电网频率异常、短暂不 对称运行、失磁、短路冲击等，如果处理不当，不仅可能导致发电机的损坏， 还可能使电网失去稳定，甚至造成电网崩
3、溃事故。因此，制定发电机非正常运 行方式导则是网机协调关系的主要工作内容之一，也是系统稳定措施的重要组 成部分。除电网或发电机在故障状态下的非正常运行方式外，根据电网需求发电机 主动或被动进入的某些特殊运行方式，例如，进相运行、调峰运行、连续不对 称运行等，也与电网的安全稳定运行关系密切，需要在保证电网安全和发电机 组设备安全前提下取用适当的运行参数或保护定值。所以，本标准述及了电网 或发电机多种非正常运行方式，也述及了某些属于正常运行范畴的特殊运行方 式。本标准的编制参照了 1980年国际大电网会议(CIGRE) 11.03工作组提交的同步发电机导常运行导则草案。本标准由中国电力企业联合会提
4、出。本标准由电力行业电机标准化技术委员会归口并解释。本标准起草单位：华北电力科学研究院有限责任公司、国电华北电力设计 院工程有限公司。本标准主要起草人：白亚民、袁季修、吴聚业。大型汽轮发电机非正常和特殊运行及维护导则1 范围本标准规定了汽轮发电机多种非正常运行和特殊运行方式的允许限值以及 相关的维护与检修措施。本标准适用于300MW及以上容量的汽轮发电机，其他容量机组可以参照执 行。对已投入运行但不能完全满足本标准的发电机，可根据实际情况对不能满 足的部分条文，参照本标准确定运行条件。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的 引用文件，其随后所有的修改
5、单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本 标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新 版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 7552000 旋转电机 定额和性能(idt IEC 60034-1 : 1996)GB/T 70642002 透平型同步电机技术要求(neq IEC 60034-3 : 1988)GB/T 14285 继电保护和安全自动装置技术规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1进相运行 leading phase operation发电机处于欠励状态，此时发电机相位角超前，要从系统吸收无功。3.2失步运行 out-of
6、-step operation 由某种扰动引起发电机失去同步，同时仍保持全部或部分励磁。3.3异步运行 asynchronous operation 发电机失磁引起的非同步运行状态，此时异步转矩等于原动机转矩。3.4连续不对称运行 continuous asymmetric operation 发电机三相负荷不平衡造成的三相电压和电流不平衡持续运行状态。3.5短暂不对称运行 temporarily asymmetric operation 发电机因不对称短路或非全相运行造成的短时运行状态。4 技术要求4.1 进相运行4.1.1 一般要求 进相运行属于正常运行范畴的特殊运行方式。 大型发电机应当
7、具备按照电网需求随时进相运行的能力，以便为系统提供 较好的动态无功储备，确保电网的电压质量和经济运行。按照 GB/T 7064 2002 中 5.13 的要求，汽轮发电机在设计时已具备了带额定负荷进相运行范围可 以达到超前功率因数 0.95的能力，但设计和制造时仅能考虑励磁调节性能和定 子端部附加发热的限制，实际进相运行时还必须考虑发电机与系统之间相关的 限制条件，如发电机静稳定、系统电压以及厂用电压降低等。4.1.2 实际进相能力的确定 进相运行时定子端部的附加发热问题通常已由专门的设计加以解决，但某 些早期生产的汽轮发电机（如部分双水内冷发电机）定子端部可能仍存在发热 较高的问题；当励磁系
8、统设计适当时，一般都可以满足发电机静稳定的要求； 厂用电压的限制则主要取决于系统配置。实际进相运行能力应当通过不同有功 负荷下的进相试验（通常在0.5Pn1.0 Pn间取34点）确定安全的进相范 围，进相试验的限值如下：a）定子端部发热按生产厂家提供出力图，或监视端部温度预埋测点， 不得超过GB/T 7064规定的温度限值。b） 发电机静稳定 试验时励磁调节器应投入运行，并能稳定调节，确保 发电机不会发生振荡，同时应监视发电机功角变化。的控制数值应由电网调 度根据电网运行的稳定性和励磁调节器的性能决定，为留有一定的安全裕度一 般控制不超过70。c）厂用电压一一控制在不低于额定电压的95%。 电
9、厂应根据发电机进相试验绘制指导实际进相运行的出力图，并编制相应的进相运行规程，根据电网的需要进相运行。4.1.3 有关检修和附属设备配置的规定对发电机检修不做特殊规定。新建或设备改造的发电机定子端部压指、屏蔽环及边段铁芯等处宜预埋设励磁系统应采用可以在线调整低励限制定值的微机型励磁装置。运行应监视发电机双向无功功率和功率因数。根据要求的进相深度，当静 稳定成为限制进相因素时，应监视功角进相运行。4.2 失步运行4.2.1 一般要求失步运行属于应避免而又不可能完全排除的非正常运行状态。发电机失步往往起因于某种系统故障，故障点到发电机距离越近、故障时 间越长，越易导致失步，并且失步的影响越严重。在
10、失步至恢复同步或解列发 电机之前，发电机和系统都要经受短时间的失步运行状态。失步振荡对发电机 组的危害主要是轴系扭振和短路电流冲击。发电机的失步保护应当考虑既要防 止发电机损坏又要减小失步对系统和用户造成的危害。为减轻失步对系统的影 响，在一定条件下，应允许发电机短暂失步运行，以便采取措施恢复同步运行 或在适当地点解列。4.2.2 失步运行具体规定 当失步振荡中心在发电机变压器组内部时，应当立即解列发电机。当发电机电流低于三相出口短路电流的60%70%时（通常振荡中心在发 电机一变压器组外部），发电机组允许失步运行5个20个振荡周期，并应当 立即增大发电机励磁，同时减少有功负荷，切换厂用电，争
11、取在短时间内恢复 同步或在系统适当地点解列。现有运行机组如不能完全满足上述规定，应与制造部门协商确定运行条 件。4.2.3 检修维护和附属设备配置规定对较轻微的失步故障不做特殊的检修规定，仅在发生过严重失步振荡（失 步振荡时间超过上述规定）以后应当及时检查发电机组的健康情况，重点检查 发电机组的轴系扭振和疲劳寿命损失、联轴器螺栓和轴承裂纹等情况，同时详 细检查定子绕组端部的紧固情况，当发现存在松动和磨损以及端部整体动态特 性性能劣化时必须及时加以处理。再运行半年至一年后应利用停机机会再一次 检查端部紧固情况。有条件的发电机建议加装扭应力监测和分析设备，对轴系寿命损耗进行在 线监视。4.3 失磁
12、异步运行4.3.1 一般要求失磁异步运行属于应避免而又不可能完全排除的非正常运行状态。因发电机失磁瞬间可以从发送无功的正常运行状态，立即阶跃为吸收无功 状态，造成对电网非常不利的大幅度无功负荷变化，故应当严格限制失磁异步 运行条件。运行实践表明，有限的短时异步运行对发电机组运行是有利的，可 能因此恢复励磁，从而避免发电机紧急掉闸对热动力设备的冲击，若不能恢复 励磁，短时的异步运行也可以使机组负荷在解列前以适当速度减少以至足以转 至其他机组。失磁异步运行对电网的不利影响较大，无论是立即从电网解列还 是允许快速减负荷后短时运行，都会对电网造成一定的冲击。4.3.2 失磁异步运行的限制条件汽轮发电机
13、失磁异步运行的能力及限值，与电网容量、机组容量、有否特 殊设计等有关。失去励磁的发电机因汽轮机机械转矩大于电机的平均异步转矩可以产生较 大的滑差，而异步转矩还因定子电压的下降而减少，所以要维持发电机短时运 行，必须快速降负荷。若有功相应减少，滑差维持在一个较低水平（通常小于 0.5），则转子过 热不会成为汽轮发电机异步运行的限制因素。通常转子绕组的感应电压数值不 会成为限制因素。如果在规定的短时运行时间内不能恢复励磁，则机组应当与系统解列。 具备如下条件时，可以短时异步运行：a）电网有足够的无功余量去维持一个合理的电压水平。b）机组能迅速减少负荷（应自动进行）到允许水平。c）发电机的厂用电系统
14、可以自动切换到另一个电源。4.3.3 失磁运行的规定发电机失去励磁后是否允许机组快速减负荷并短时运行，应根据电网和机 组的实际情况综合考虑，电网运营部门应当与电厂就具体机组失磁后可能的运 行方式达成协议。若电网不允许发电机无励磁运行，应由失磁保护立即将发电机与电网解 列。从发电机本身的能力可对失磁异步运行做出如下规定。 由于定子端部温升迅速升高且异步转矩较小，按照 GB/T 70642002中5.14的规定，300MW及以下机组可以在失磁后60s内减负荷至额定有功功率的 60%, 90s内降至40%，在额定定子电压下带0.4倍额定有功，定子电流不超过 1.0倍1.1倍时，发电机总的失磁运行时间
15、不超过15mino 600MW级及以上机 组的允许运行时间和减负荷方式应由电网运营部门、用户与制造厂共同协商决 定。4.3.4 相关的检修规定按规定时间承受短时失磁运行的发电机可以按正常规定进行检修。 对于发生严重失磁运行事故的发电机，例如超过上述规定的负荷和时间， 或引起强烈系统振荡，应当尽快对发电机组进行停机检查，重点检查发电机组 的轴系扭振和疲劳寿命损失、联轴器螺栓和轴承裂纹等情况，同时详细检查定 子绕组端部的紧固情况，当发现存在松动和磨损以及端部整体动态特性性能劣 化时必须及时加以处理，再运行半年至一年后应再一次利用停机机会检查端部 的紧固情况。4.4 频率异常4.4.1 一般要求频率异常属于应避免而又不可能完全排除的非正常运行状态。电力系统由于某种原因造成有功功率不平衡时，频率将偏离额定值。偏离 的程度与系统有功功率不平衡情况及系统的负荷频率特性等因素有关。限制系统频率降低，一般采用低频减负荷，但由于低频减负荷装置的动作 时延和电力系统的惯性，在减负荷后系统频率的恢复有一定的时延。所以，当 系统由于某种原因突然出现功率严重短缺时，即使采用了低频减负荷，系统也 不可避免地将出现短暂的频率降低。频率降低的程度和持续时间与电力系统的 具体情况及低频减负荷的配置和整定有关。如果系统频率
