同步发电机的运行课件教学讲义.ppt

EXC9000自动运行方式模型 电力系统稳定器PSS PSS的作用 交流侧阻容保护 灭磁及过电压保护 灭磁及过电压保护 二期励磁系统画面 二期五六号机组采用瑞士巴顿ＡＢＢ 工业ＡＧ提供的静态励磁系统，型号为：Unitrol5000 ASS-O/U231-A3200 励磁系统基本参数 由一台并接于发电机机端的励磁为压器作为励磁电源经可控硅整流 后供给发电机磁场电流；自动电压调节器（ＡＶＲ）改变可控硅整 流装置的触发角来控制发电机的运行工况．系统主要由机端励磁变 压器（Ｔ０２）、可控硅整流装置（Ｇ３１－Ｇ３３）、自动电压 调节器（Ａ１０，Ａ２０）、灭磁及过电压保护装置（Ｑ０２， Ｆ０２，Ｒ０２）、起励装置（Ｒ０３，Ｖ０３，Ｑ０３）以及必 要的监测、保护、报警辅助装置等组成。 静态励磁系统构成原理 电源配置及通道跟踪切换 低励限制曲线 软启励 端电压不同于额定值时发电机运行 发电机端电压在额定电压±5%变动 发电机可以保持额定出力不变 定子电压降低5% 定子电流增加5% 定子电压增加5% 定子电流降低5% 定子电压低于95% 定子电流不超过额定值的5% 发电机降低出力 定子电压高于105% 端电压最高和最低限值为额定值的110%-90% 频率和功率因数不同于额定值时发电机运行 运行频率在±0.5HZ变化 容许发电机保持额定出力不变 频率高于额定值 转子机械强度限制 发电机效率下降 频率低于额定值 发电机各部分温度升高 汽轮机叶片易损坏 发电机容许在不同于额定功率因数运行 定子电流不超过容许值 高于额定值 转子电流不超过容许值 低于额定值 满足稳定极限 进相运行 大型发电机参数变化对电力系统影响 有效材料利用提高 采用直接冷却系统 大型发电机 参数变化趋势：阻抗值增大，机械时间常数降低 线路不长 阻抗增大 静态稳定储备降低 最大电磁转炬与发电机电抗成反比 阻抗增大 机械时间常数与临界切除时间的平方成正比 机械常数降低 暂态稳定性能下降 合理选择和整定励磁控制的参数 同步发电机的正常运行 发电机正常运行属于容许长期连续运行的工作状态 发电机的有功负荷、无功负荷、电压、电流等都在容许范围以内，是最常见的额定工作状态 发电机容许运行范围取决于四个条件： 1、原动机额定功率大于或等于发电机额定功率 2、定子发热决定发电机额定容量 3、转子发热决定发电机磁场和励磁机的最大励磁电流 4、进相运行时发电机有功输出受到静态稳定限制 发电机的容许运行范围 定子额定电流 转子额定电流 电流有功分量 电流无功分量 转子电流限制 定子电流限制 原动机额定出力限制 静态稳定运行限制 凸极机的容许运行 凸极机与隐极机的安全运行极限基本相同（1、2、3条） 在进相运行时，凸极机的安全运行极限比隐极机的大 同步发电机的正常运行特性1 调整有功功率，维持励磁不变 改变进汽门或导水翼 有功增加 无功减少 发电机稳定运行下有功增加的极限为静态稳定极限 增加励磁电流可以增大静态稳定极限 同步发电机的正常运行特性2 调整励磁，维持有功不变 改变发电机转子电流 发电机处于过励状态 向系统输出无功 励磁电流越大，向系统输出的无功和定子电流越大 发电机处于欠励状态 向系统吸收无功 励磁电流越小，向系统输出的无功和定子电流越大 同步发电机的非正常运行1 最常见的非正常工作状态：过负荷、异步运行、不对称运行 电力系统发生故障 发电机定子或转子短时过负荷 电机绕组可能会超过容许限度 过负荷持续时间 发电机冷却方式 只有在事故情况下，当系统必须切除部分发电机或线路时，为防止系统静态稳定破坏，保证连续供电，才能容许发电机短时过负荷。 同步发电机的非正常运行2 励磁系统故障 误切励磁开关而失去励磁 由于短路使发电机失步 发电机异步运行 发电机超出同步转速运行 发电机转子和定子旋转磁场出现相对运动 在转子绕组、阻尼绕组等感应出频差交流电流 发电机向系统输出有功 转速增大至制动异步转矩与旋转转矩相等 同步发电机的非正常运行2 发电机异步运行 从系统吸收大量无功功率 发电机端电压及附近电压下降 所需无功功率与发电机电抗和转差率有关 汽轮发电机 有阻尼绕组的水轮发电机 电抗大，转差率小 无阻尼绕组的水轮发电机 短时间（15 -30min ）的异步运行是容许的 转差率小，阻尼绕组有过热危险 容许几秒钟异步运行 转速增大，负荷减少为零 必须与系统断开 同步发电机的非正常运行3 负荷不对称（电气机车、电弧炉） 输电线路不对称（断线） 发电机不对称运行 定子绕组额外产生负序电流 转子过热 机械振动 转子发热严重 汽轮发电机 机械振动不大 转子发热小 机械振动较大 水轮发电机 同步发电机的非正常运行3 发电机不对称运行 长时间运行 短时间运行 长时间容许负荷决定于三条件 负荷最重相定子电流不超过发电机额定