汽轮发电机工作原理和运行维护.ppt

汽轮发电机工作原理和运行维护汽轮发电机工作原理和运行维护2017年年4月月序号名 称单位额定值1额定容量MVA4122额定功率MW3503额定功率因数cosN 0.854定子额定电压UkV205定子额定电流IA118876额定频率fHz507额定转速nr/min30008额定励磁电压UfV3409额定励磁电流IfA2830河曲发电机参数一、汽轮发电机的主要组成部分一、汽轮发电机的主要组成部分 汽轮发电机主要由汽轮机、发电机、汽轮发电机主要由汽轮机、发电机、励磁系统三大部分组成。发电机由定子和转子励磁系统三大部分组成。发电机由定子和转子组成。组成。一、汽轮发电机的主要组成部分一、汽轮发电机的主要组成部分（一）汽轮机（一）汽轮机一、汽轮发电机的主要组成部分一、汽轮发电机的主要组成部分（二）发电机定子（二）发电机定子一、汽轮发电机的主要组成部分一、汽轮发电机的主要组成部分（三）发电机转子一、汽轮发电机的主要组成部分一、汽轮发电机的主要组成部分（四）发电机励磁系统（四）发电机励磁系统发电机励磁系统由可控硅励磁整流柜、灭磁开关柜和发电机励磁系统由可控硅励磁整流柜、灭磁开关柜和励磁调节柜组成，专门给发电机转子提供励磁电流，励磁调节柜组成，专门给发电机转子提供励磁电流，并控制转子励磁电流的大小。并控制转子励磁电流的大小。二、汽轮发电机的工作原理二、汽轮发电机的工作原理1.1.交变感应电动势的产生交变感应电动势的产生 如图所示，发电机励磁系统如图所示，发电机励磁系统通过滑环向转子提供直流励磁电通过滑环向转子提供直流励磁电流，并产生磁场；汽轮机拖动发流，并产生磁场；汽轮机拖动发电机转子以转速电机转子以转速n n按图示方向作按图示方向作恒向旋转。恒向旋转。定子中三相绕组的定子中三相绕组的导体依次切割磁力线，三相导体依次切割磁力线，三相绕组便感应产生各相大小相绕组便感应产生各相大小相等、相位彼此相差等、相位彼此相差120120度的度的交流电动势。若气隙磁通密交流电动势。若气隙磁通密度按正弦波分布，则三相绕度按正弦波分布，则三相绕组感应电动势波形如图所示，组感应电动势波形如图所示，且相序为且相序为ABABC C。二、汽轮发电机的工作原理二、汽轮发电机的工作原理2.2.感应电势的频率感应电势的频率 交流电动势的频率交流电动势的频率f f可这样确定可这样确定:当转子为当转子为1 1对极时，对极时，转子旋转一周，定子绕组中感应电动势变化一个周期；转子旋转一周，定子绕组中感应电动势变化一个周期；当发电机具有当发电机具有p p对极时，转子旋转一周，感应电动势对极时，转子旋转一周，感应电动势就交变就交变p p个周期；当转子的转速为每分钟个周期；当转子的转速为每分钟n n转时，则交转时，则交变电动势的频率为变电动势的频率为:f=pn/60:f=pn/60。由上式可知。由上式可知:发电机定发电机定子绕组感应电动势的频率取决于它的极对数子绕组感应电动势的频率取决于它的极对数p p和转子和转子的转速的转速n n。转子转速越高，定子绕组感应电势的频率。转子转速越高，定子绕组感应电势的频率越高。即越高。即 n fn f。可见，发电机极对数。可见，发电机极对数p p一定时，一定时，转速转速n n与电枢电动势的频率与电枢电动势的频率f f之间具有严格不变的关系。之间具有严格不变的关系。二、汽轮发电机的工作原理二、汽轮发电机的工作原理3.3.同步转速同步转速 现代的发电机，绝大多数都是向大现代的发电机，绝大多数都是向大电网并网供电，这就对同步发电机的频率要求电网并网供电，这就对同步发电机的频率要求严格了，我国电网频率为严格了，我国电网频率为50HZ50HZ，所以发电机发，所以发电机发出的电动势频率也必须为出的电动势频率也必须为50HZ50HZ，如果发电机的，如果发电机的频率与电网频率不等将会造成严重事故。这就频率与电网频率不等将会造成严重事故。这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为国电网的频率为50Hz50Hz，所以转速n=60f/p。二、汽轮发电机的工作原理二、汽轮发电机的工作原理 3.3.同步转速同步转速 要使得发电机供给电网要使得发电机供给电网50Hz50Hz的工频电能，的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如值称为同步转速。例如2 2极电机的同步转速极电机的同步转速为为3000r/min3000r/min，4 4极电机的同步转速为极电机的同步转速为1500r/min1500r/min，依次类推。只有运行于同步转，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。机名称的由来。二、汽轮发电机的工作原理二、汽轮发电机的工作原理 4.4.电磁过程电磁过程 转子冲转到额定转速转子冲转到额定转速,汽轮发电汽轮发电3000r/min3000r/min 转子绕组加励磁电流转子绕组加励磁电流(直流直流)产生旋转磁场产生旋转磁场 定子定子绕组切割磁力线产生三相对称感应电势绕组切割磁力线产生三相对称感应电势 发电机出线发电机出线端三相对称电压。端三相对称电压。5.5.相序相序 相序决定于转子的转向。从励磁端看，汽轮发相序决定于转子的转向。从励磁端看，汽轮发电机的转向为逆时针方向。电机的转向为逆时针方向。三、同步电机的分类三、同步电机的分类 同步电机主要分为旋转电枢式和旋同步电机主要分为旋转电枢式和旋转磁极式两种。转磁极式两种。旋转电枢式是指电枢旋转，磁极固定，旋转电枢式是指电枢旋转，磁极固定，因电枢功率不易由滑动部分送出，只适于较小因电枢功率不易由滑动部分送出，只适于较小容量发电机，实用少；容量发电机，实用少；旋转磁极式是指磁极旋转，电枢固定，旋转磁极式是指磁极旋转，电枢固定，电枢功率由静止部分送出，可传送较大功率，电枢功率由静止部分送出，可传送较大功率，实用广，是同步发电机的基本结构型式。我厂实用广，是同步发电机的基本结构型式。我厂的汽轮发电机是旋转磁极式发电机。的汽轮发电机是旋转磁极式发电机。四、发电机运行维护四、发电机运行维护 1.1.发电机各主要部件的允许温度升高值，发电机各主要部件的允许温度升高值，不得超过制造厂家的规定。不得超过制造厂家的规定。1.11.1发电机不能过负荷运行。发电机不能过负荷运行。1.21.2定子电流不能超过额定电流运行。定子电流不能超过额定电流运行。THANK YOUSUCCESS5/8/202415可编辑四、发电机运行维护四、发电机运行维护2.2.发电机保护装置发电机保护装置2.12.1差动保护：防御发电机定子线圈相间短路。差动保护：防御发电机定子线圈相间短路。2.22.2复合电压闭锁过电流保护：防御发电机外部复合电压闭锁过电流保护：防御发电机外部短路引起的过电流，并作差动保护及馈线保短路引起的过电流，并作差动保护及馈线保护的后备保护。护的后备保护。2.32.3定子线圈接地保护：防御发电机定子线圈单定子线圈接地保护：防御发电机定子线圈单相接地。相接地。以上以上 三种保护动作结果相同：三种保护动作结果相同：（1 1）发电机断路器及灭磁开关跳闸；发电机断路器及灭磁开关跳闸；（2 2）发出事故信号及掉牌信号；）发出事故信号及掉牌信号；（3 3）关主汽门。）关主汽门。四、发电机运行维护四、发电机运行维护2.2.发电机保护装置发电机保护装置2.42.4转子绝缘监视及两点接地保护。转子绝缘监视及两点接地保护。动作结果：动作结果：（1 1）一点接地由电压表监视，并发出信号）一点接地由电压表监视，并发出信号 ；（2 2）两点接地时，可作用于发电机断路器及灭）两点接地时，可作用于发电机断路器及灭磁开关跳闸并发出事故信号磁开关跳闸并发出事故信号 。四、发电机运行维护四、发电机运行维护2.2.发电机保护装置发电机保护装置2.52.5强行励磁：提高在外部短路故障时发电机强行励磁：提高在外部短路故障时发电机母线电压，保持系统稳定性母线电压，保持系统稳定性 动作结果：动作结果：（1 1）励磁自动调节系统最大输出励磁电流；）励磁自动调节系统最大输出励磁电流；（2 2）显示）显示“强行励磁强行励磁”。四、发电机运行维护四、发电机运行维护2.2.发电机保护装置发电机保护装置2.6 2.6 发电机出口断路器与灭磁开关联锁跳闸：发电机出口断路器与灭磁开关联锁跳闸：防止发电机灭磁开关跳闸后，发电机断路器不防止发电机灭磁开关跳闸后，发电机断路器不跳造成发电机无励磁运行。跳造成发电机无励磁运行。动作结果：动作结果：（1 1）灭磁开关跳闸后发电机出口断路器立即跳）灭磁开关跳闸后发电机出口断路器立即跳（2 2）根据事故性质发出相应信号）根据事故性质发出相应信号2.7 2.7 过负荷保护，动作发出信号过负荷保护，动作发出信号四、发电机运行维护四、发电机运行维护3.3.发电机运行中的监视和维护发电机运行中的监视和维护3.2 3.2 每班对发电机外观及其附属设备检查，其内容如下：每班对发电机外观及其附属设备检查，其内容如下：3.2.1 3.2.1 发电机温度有异常，倾听发电机声音是否正常，发电机温度有异常，倾听发电机声音是否正常，转子有无窜动情况；有无焦臭味等，如有不正常情况，转子有无窜动情况；有无焦臭味等，如有不正常情况，应及时报告值长。应及时报告值长。3.2.2 3.2.2 检查发电机滑环有无火花，碳刷在刷握内有无卡检查发电机滑环有无火花，碳刷在刷握内有无卡死，跳动现象，刷辫有无断脱弹簧压力是否均匀，接死，跳动现象，刷辫有无断脱弹簧压力是否均匀，接触是否良好，如发现冒火花，应立即查明原因进行消触是否良好，如发现冒火花，应立即查明原因进行消除。但在处理时应注意安全，防止烫伤，衣袖应扣好除。但在处理时应注意安全，防止烫伤，衣袖应扣好束紧，以免被机器挂住以及禁止戴手套操作；女同志束紧，以免被机器挂住以及禁止戴手套操作；女同志的长头发应盘结于工作帽内，工作时应站在橡胶绝缘的长头发应盘结于工作帽内，工作时应站在橡胶绝缘垫上。垫上。四、发电机运行维护四、发电机运行维护3.3.发电机运行中的监视和维护发电机运行中的监视和维护3.2.63.2.6周波变动范围在周波变动范围在0.5HZ0.5HZ时，发电机可按额定容量时，发电机可按额定容量运行。运行。3.2.7 3.2.7 转子、定子线圈及铁芯温度超过允许温度时，应转子、定子线圈及铁芯温度超过允许温度时，应降低发电机出力，直至温度下降到允许数值为止。降低发电机出力，直至温度下降到允许数值为止。3.2.83.2.8如果定子冷却水进口水温超过额定值（如果定子冷却水进口水温超过额定值（+40+40）时，）时，在在40404545范围内。范围内。如果冷却空气温度显著增加，说明冷却系统如果冷却空气温度显著增加，说明冷却系统不正常，或发电机绝缘过热监测装置报警，此时应汇不正常，或发电机绝缘过热监测装置报警，此时应汇报值班长。报值班长。五、五、发电机碳刷维护方法发电机碳刷维护方法 发电机是大型旋转设备，运行中需要消耗碳刷。维护方法：因发电机由集控运行班组负责巡视点检，所以要求各集控运行班组发现碳刷打火及时进行调整，发现碳刷磨短了及时进行更换。有时候有个别碳刷已经基本上磨完了也没有人更换，严重威胁到发电机的安全稳定运行。五、五、发电机碳刷维护方法发电机碳刷维护方法 为了杜绝类似现象为了杜绝类似现象的发生，确保发电机安全稳定的发生，确保发电机安全稳定运行，对发电机碳刷维护：一运行，对发电机碳刷维护：一个新碳刷的长度是个新碳刷的长度是60mm60mm，当使，当使用中的碳刷磨损剩余长度为用中的碳刷磨损剩余长度为202025mm25mm时就必须更换。时就必须更换。六、发电机启动前检查、并网和停机六、发电机启动前检查、并网和停机（一）发电机启动前检查（一）发电机启动前检查3.3.操作工具器准备操作工具器准备（1 1）验电器；）验电器；（2 2）绝缘手套；）绝缘手套；（3 3）2500V2500V摇表；摇表；（4 4）500V500V摇表；摇表；（5 5）电筒。）电筒。六、发电机启动前检查、并网和停机六、发电机启动前检查、并网和停机（一）发电机启动前检查（一）发电机启动前检查4.4.操作安全要点操作安全要点（1 1）正确穿戴好劳保用品；）正确穿戴好劳保用品；（2 2）高压验电、测绝缘必须戴绝缘手套；）高压验电、测绝缘必须戴绝缘手套；（3 3）先验明无电再后测绝缘；）先验明无电再后测绝缘；（4 4）测定子绝缘前后要放电；）测定子绝缘前后要放电；（5 5）作业过程涉及上下楼梯、转换作业地点，）作业过程涉及上下楼梯、转换作业地点，注意防止跌倒，防止走错带电间隔；注意防止跌倒，防止走错带电间隔；（6 6）作业过程中注意确认设备状态、设备名称）作业过程中注意确认设备状态、设备名称和编号。和编号。六、发电机启动前检查、并网和停机六、发电机启动前检查、并网和停机（一）发电机启动前检查（一）发电机启动前检查5.5.操作工艺要点操作工艺要点（1 1）确认所有工作全部结束，工作人员已全部撤离现场，现场整）确认所有工作全部结束，工作人员已全部撤离现场，现场整洁无杂物。洁无杂物。（2 2）确认）确认#发电机出口开关已断开。发电机出口开关已断开。（3 3）确认）确认#发电机各刀闸已分开到位，三相动静触头已完全分离。发电机各刀闸已分开到位，三相动静触头已完全分离。（4 4）瓷瓶无裂纹）瓷瓶无裂纹（5 5）发电机端部线圈无松脱。）发电机端部线圈无松脱。（6 6）电刷和铜瓣无松脱断裂，刷握完好，弹簧压力均匀，电刷无）电刷和铜瓣无松脱断裂，刷握完好，弹簧压力均匀，电刷无卡死现象，电刷长度合适。卡死现象，电刷长度合适。（7 7）绝缘垫无金属短路现象，油管路和油法兰盘无接触短路现象。）绝缘垫无金属短路现象，油管路和油法兰盘无接触短路现象。（8 8）转子绝缘大于等于）转子绝缘大于等于0.5M0.5M（500V500V摇表）摇表），大于等于，大于等于6M6M为合为合格，吸收比格，吸收比R60/R151.3R60/R151.3（2500V2500V摇表）摇表）。六、发电机启动前检查、并网和停机六、发电机启动前检查、并网和停机（二）发电机并网（二）发电机并网2.2.操作关键要点操作关键要点（1 1）执行操作票制度，签发）执行操作票制度，签发#发电机开机并网操作票。发电机开机并网操作票。（2 2）投入）投入#发电机出口刀闸和励磁变刀闸时注意检查刀闸已投入发电机出口刀闸和励磁变刀闸时注意检查刀闸已投入到位，刀闸锁紧装置已锁紧。给上励磁控制柜及保护电源到位，刀闸锁紧装置已锁紧。给上励磁控制柜及保护电源（3 3）在发电机转速时检查滑环电刷无卡死和跳动现象，发电机内）在发电机转速时检查滑环电刷无卡死和跳动现象，发电机内及轴承处无摩擦声和其它不正常的声音。及轴承处无摩擦声和其它不正常的声音。（4 4）接到汽机发来）接到汽机发来“可并列可并列”信号后，方能合上发电机灭磁开关。信号后，方能合上发电机灭磁开关。（5 5）升压过程要注意观察电压变化。）升压过程要注意观察电压变化。并网过程注意发电机电压、并网过程注意发电机电压、频率和系统一致频率和系统一致（6 6）同期过程注意和汽机协调调整发电机转速。）同期过程注意和汽机协调调整发电机转速。（7 7）尽可能缩短并网时间。）尽可能缩短并网时间。（8 8）并网后认真观察有功变化情况，及时调整无功，确保功率因）并网后认真观察有功变化情况，及时调整无功，确保功率因数不高于数不高于0.950.95。（。（9 9）并网后要到现场观察碳刷运行情况，防）并网后要到现场观察碳刷运行情况，防止碳刷打火。止碳刷打火。六、发电机启动前检查、并网和停机六、发电机启动前检查、并网和停机（三）发电机解列停机（三）发电机解列停机2.2.操作关键要点操作关键要点（1 1）执行操作票制度，签发）执行操作票制度，签发#发电机解列操作票。发电机解列操作票。（2 2）有功负荷慢慢减到零，再把无功减到接近）有功负荷慢慢减到零，再把无功减到接近到零到零（3 3）通知汽机做好停机准备。通知汽机做好停机准备。（3 3）确认）确认#发电机开关已断开。发电机开关已断开。（4 4）将）将#发电机开关摇至试验位置。发电机开关摇至试验位置。（5 5）拉开）拉开#发电机各刀闸，检查各刀闸已分开到发电机各刀闸，检查各刀闸已分开到位，三相动静触头已完全分离。位，三相动静触头已完全分离。谢谢大家！谢谢大家！THANK YOUSUCCESS5/8/202430可编辑