發(fā)電機勵磁系統(tǒng)主變壓器ppt課件

1、發(fā)電機、勵磁系統(tǒng)、主變壓器部分揚州二電廠第一章 發(fā)電機一、發(fā)電機參數(shù)發(fā)電機：型號 THAR7410003000220000制造廠美國西屋電氣公司額定容量(kVA) 741000額定有功出力(MW) 660額定定子電壓(V)20000額定定子電流(A)21391額定功率因數(shù) 0.90額定勵磁電壓(V)550額定勵磁電流(A)6337極 數(shù)2相 數(shù)3額定頻率(Hz)50額定轉(zhuǎn)速(rpm) 3000絕緣等級F/F冷卻方式定子繞組水內(nèi)冷；轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷；鐵芯及其它構件氫冷中性點接地方式經(jīng)接地變壓器電阻接地短路比 0.5同步電抗Xd 1.919暫態(tài)電抗Xd 0.288次暫態(tài)電抗Xd0.243氫氣冷卻器數(shù)

2、(臺)2氫氣冷卻器進水溫度()38額定氫壓(kPa) 517.1運行氣壓(kPa) 517.1氫氣溫升()冷卻氣體最高溫度48，氫氣壓力517.1kPa時不超過62穩(wěn)態(tài)氣體容量(升)89340定子線圈水冷卻器出水溫度()38定子溫升()定子線圈冷卻水最高溫度為50F時不超過50定子繞組水管容量(升)396軸承直徑(cm) 48.26二、發(fā)電機本體結構二、發(fā)電機本體結構汽輪發(fā)電機主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋和軸承等部件組成汽輪發(fā)電機主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋和軸承等部件組成 發(fā)電機剖視圖2.1、發(fā)電機定子2.1.1、發(fā)電機定子主要由機座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等部分組成。 2.1.2、機座隔振定子彈性支

3、撐 2.1.3、定子鐵芯 定子鐵芯是構成發(fā)電機磁路和固定定子繞組的重要部件。為了減少鐵芯的磁滯和渦流損耗，定子鐵芯采用導磁率高、損耗小、厚度為0.45mm的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片沖制而成。每層硅鋼片由數(shù)張扇形片組成一個圓形，每張扇形片都涂了耐高溫的無機絕緣漆。 2.1.4、定子繞組 它是由嵌入鐵芯槽內(nèi)的絕緣線棒在端部聯(lián)結成的線圈，繞組端部為籃式結構，并且由引線環(huán)連接成固定的相帶。定子線棒由矩形的空心和實心股線混合編織而成，定子繞組就是通過空心股線中的水介質(zhì)來冷卻的。在鐵芯及磁屏蔽處設置熱電偶，在每個定子線棒出水處、每槽的上下線棒間及冷熱風區(qū)裝設溫度測點，供監(jiān)測各部位溫度。 2.2 發(fā)電機轉(zhuǎn)子2.2.1

4、、轉(zhuǎn)子本體 發(fā)電機轉(zhuǎn)子是由一根整體合金鋼鍛件加工而成，在轉(zhuǎn)子本體上徑向地開有許多縱向槽用于安裝轉(zhuǎn)子繞組，同時作為磁路 2.2.2、轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子繞組由高強度含銀銅線制成，具有較高的抗蠕變能力，從而提高了發(fā)電機承擔調(diào)峰負荷的能力。 2.2.3、轉(zhuǎn)子引線和集電環(huán) 通過轉(zhuǎn)子引線與集電環(huán)以及電刷裝置，可以給發(fā)電機提供額定出力及強勵時所需的勵磁電流。轉(zhuǎn)子電流通過電刷通入熱套在轉(zhuǎn)子外伸端的集電環(huán)，再通過與集電環(huán)相聯(lián)接的徑向和軸向?qū)щ娐輻U傳到轉(zhuǎn)子繞組。集電環(huán)用耐磨合金鋼制成，是一對帶溝槽的鋼環(huán)，經(jīng)絕緣后熱套在轉(zhuǎn)子軸上的。 2.2.4、碳刷 碳刷是將勵磁電流投入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組的關鍵部件。 2.3、發(fā)電機通

5、風系統(tǒng)發(fā)電機以氫氣作為主要冷卻介質(zhì)，采用徑向多流式密閉循環(huán)通風方式運行，定子繞組采用單獨的水冷卻系統(tǒng)，而氫氣冷卻系統(tǒng)，包括風扇盒氫氣冷卻器完整地置于發(fā)電機內(nèi)部。2.4、密封油系統(tǒng)由于我們的發(fā)電機定子鐵芯及其轉(zhuǎn)子部分采用氫氣冷卻，為了防止運行中氫氣沿轉(zhuǎn)子軸向外漏，引起火災或爆炸，因此在發(fā)電機的兩個軸端分別配置了密封瓦環(huán)），并向轉(zhuǎn)軸與端蓋交接處的密封瓦循環(huán)供應高于氫壓的密封油 2.5、發(fā)電機定子冷卻水系統(tǒng)定子冷卻水系統(tǒng)的主要功能是保證冷卻水純水不間斷地流經(jīng)定子線圈內(nèi)部，從而將部分由于損耗引起的熱量帶走，以保證溫升溫度負荷發(fā)電機的有關要求。 2.6 中性點接地變壓器中性點接地變壓器是一個環(huán)氧樹脂密封

6、的干式單相變壓器接地變壓器參數(shù)20kV/240V/75kVA接地電阻參數(shù) 0.32/433A(1h) 電阻器連接在中性點接地變壓器二次端子上的二次負載電阻是一個不銹鋼柵極式電阻器 射頻監(jiān)視器是對發(fā)電機可能與電弧情況相關聯(lián)的電氣故障提供報警三、發(fā)電機的正常運行一、 發(fā)電機的長期允許溫度 汽輪發(fā)電機為F/F級絕緣，定子繞組溫度小于100-120度，轉(zhuǎn)子繞組溫度小于105-145度水氫氫冷卻方式允許：1 定子繞組進水溫度維持在45-50度2 氫氣冷卻器進水溫度=38度3 冷氫溫度維持在= 45度4 定子鐵芯允許最高溫度在120度5 定子繞組出水溫度=80度6 定子槽內(nèi)測溫元件測得溫度Tp損耗轉(zhuǎn)矩，包

7、括機械損耗、鐵耗和附加損耗），這時出現(xiàn)剩余轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子加速，相應地電勢相量超前于端電壓相量一個相角， 0且Pem0，發(fā)電機開始向外發(fā)出有功電流，并同時出現(xiàn)和Pem相對應的制動電磁轉(zhuǎn)矩Tem，當增到某一數(shù)值使電磁轉(zhuǎn)矩與剩余轉(zhuǎn)矩T1Tp正好相等，發(fā)電機轉(zhuǎn)子就不再加速，而平衡在這個值處 當要增加發(fā)電機的輸出功率時，就必須增加原動機的輸入功率，而隨著輸出功率的增大，當勵磁不作調(diào)節(jié)時，發(fā)電機的功率角就必然增大。 sindqeXUEmP 5.2 靜態(tài)穩(wěn)定在電網(wǎng)或原動機偶然發(fā)生微小的擾動，當擾動消失后，發(fā)電機能復原繼續(xù)同步運行就稱為發(fā)電機是靜態(tài)穩(wěn)定的。判斷發(fā)電機是否處于穩(wěn)定運行的條件是： dp/d 05.3發(fā)

8、電機PQ曲線直線段所圍成的DCGBFD區(qū)域，就叫汽輪發(fā)電機的安全運行范圍或叫安全運行區(qū)。發(fā)電機的運行點處于這區(qū)域或邊界上，均能長期安全穩(wěn)定運行 5.4 發(fā)電機的暫態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)短路故障母線電壓降低時，為提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應迅速將發(fā)電機勵磁增加到最大值，稱為強勵。作用：有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；有利于繼電保護的正確動作;有助于電動機的自啟動過程；縮短電力系統(tǒng)短路故障切除后母線電壓的恢復時間 六、勵磁調(diào)節(jié)器 勵磁調(diào)節(jié)器采用數(shù)字微機型，性能可靠，具有微調(diào)節(jié)和提高發(fā)電機暫態(tài)穩(wěn)定的特性。勵磁調(diào)節(jié)器設有過勵磁限制、過勵磁保護、低勵磁限制、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、V/HZ限制器、轉(zhuǎn)子過電壓保護和PT斷線閉鎖保護

9、等單元其附加功能包括轉(zhuǎn)子接地保護 調(diào)節(jié)裝置共有三套，A、B套為兩套完全獨立的自動通道，C套為手動通道。運行方式及切換順序為：正常情況下運行自動通道A套或B套），當運行中的自動通道故障時，將自動地切至另一套自動通道運行AB），如兩個自動通道均故障，則自動地切至C套手動通道運行A/BC）。 七、勵磁功率整流柜 在8個功率柜都投入運行的情況下，如果功率柜風扇本機電源和備用電源均失電，在停風狀態(tài)下允許8個功率柜帶滿負荷運行2小時。但在停風運行期間，應盡快恢復功率柜的風扇運行，并保證勵磁小室空調(diào)運行正常。如超過2小時仍不能恢復功率柜風扇運行，功率柜應適當降低負荷運行。機組在運行中如個別功率柜故障或功率柜

10、的風扇故障，應將該功率柜退出運行。勵磁系統(tǒng)退出部分功率柜后，其負載能力是由勵磁變某個低壓側最少功率柜數(shù)決定的，具體規(guī)定如下：（以下規(guī)定的前提條件是功率柜風扇能夠正常運行）單側為3個柜子時可以正常帶滿負荷運行。單側為2個柜子時可以帶滿負荷運行，但必須縮短強勵時間定值。八、啟勵和滅磁單元在靜態(tài)勵磁系統(tǒng)中，勵磁電源取自發(fā)電機機端。同步發(fā)電機的勵磁電流經(jīng)由勵磁變壓器、磁場開關和可控硅整流橋供給。啟勵采用380V 交流電源起勵方式，當發(fā)電機電壓上升到規(guī)定值時，起勵回路自動脫開。然后可控硅整流橋和勵磁調(diào)節(jié)器投入正常工作，由勵磁調(diào)節(jié)器控制完成軟起勵過程。滅磁設備的作用是將磁場回路斷開并盡可能快地將磁場能量釋

11、放，滅磁回路主要由磁場開關、滅磁電阻、晶閘管跨接器及其相關的觸發(fā)元件組成。 九、勵磁系統(tǒng)的起勵運行在正常情況下起勵，調(diào)節(jié)器應采用自動方式，合上勵磁開關后定子電壓將會自動升至18KV，檢查定/轉(zhuǎn)子電壓、電流正常。等待30秒后將調(diào)節(jié)器切至手動方式，然后小幅度調(diào)節(jié)手動勵磁調(diào)節(jié)把手，將定子電壓緩慢升至額定電壓，然后再降回至18KV。等待30秒后將調(diào)節(jié)器切至自動方式，然后小幅度調(diào)節(jié)自動勵磁調(diào)節(jié)把手，將定子電壓緩慢升至額定電壓，無論是在起勵還是在手動升壓過程中，都應嚴密監(jiān)視定子三相電流為零，如發(fā)現(xiàn)定子任一相電流不為零時，應立即拉開勵磁開關滅磁。當定子電壓升至額定電壓后，應檢查空載勵磁電壓/電流正常、GEB

12、盤上無任何報警，然后將調(diào)節(jié)器切至自動方式運行，并在切換過程中注意觀察定子電壓基本穩(wěn)定，切換后檢查切換正常、GEB盤上無任何報警。 正常運行狀態(tài)功率整流柜的交流輸入和直流輸出刀閘均在合閘狀態(tài)（#1機）；功率整流柜的脈沖控制開關在投入位置（#1機）；功率整流柜風扇外部電源投入（#1機）；外部交/直流控制電源和加熱照明電源投入；勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁控制柜和勵磁變保護裝置投入；起勵電源投入；勵磁開關處于合閘狀態(tài)。十、發(fā)電機的進相運行需要進相運行的機組，必須同時滿足以下條件才允許進相運行：發(fā)電機組必須經(jīng)過進相運行試驗，并且試驗結果符合進相運行的要求。發(fā)電機的自動勵磁調(diào)節(jié)器應投入運行，且備用的自動勵磁調(diào)節(jié)器跟

13、蹤正常、能夠在線自動切換。自動勵磁調(diào)節(jié)器的低勵限制器性能良好，并且其定值能夠同時滿足最大進相深度和機組穩(wěn)定性的要求。自動勵磁調(diào)節(jié)器的電壓限制性能良好，其限制范圍在并網(wǎng)狀態(tài)下為95%105%。發(fā)電機的失磁保護和失步保護必須投入運行，并且失磁保護的定值能夠躲過低勵限制器的定值。為了防止機組在進相運行時無功擺動較大，機組有功負荷不小于300MW。發(fā)電機的冷卻系統(tǒng)運行正常，定冷水溫度和冷氫溫度在合格范圍內(nèi)。發(fā)電機定子線圈、端部鐵芯等溫度測點特別是屏蔽環(huán)測點回路正常。第三章 主變壓器電力變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設備，起著傳遞、分配電能的重要作用。按單臺變壓器的相數(shù)來區(qū)分，變壓器可分為三相變壓器和單相

14、變壓器。在三相電力系統(tǒng)中，通常使用三相電力變壓器。 于600MW機組通常采用的發(fā)電機變壓器組接線，發(fā)電機發(fā)出的電能經(jīng)過變壓器升壓后并入電力網(wǎng)。其中的變壓器即稱之為主變，容量一般在700MVA左右，多采用三相變壓器。變壓器的基本結構是鐵芯和繞組，將這兩部分裝配在一起就構成變壓器的器身。對于油浸式變壓器是將器身浸放在充滿變壓器油的油箱里，在油箱外裝配有冷卻裝置、引出線套管及保護測量裝置。 一 規(guī)范型 號SUB接線組別Y0/-11冷卻方式FOA/FOA額定容量(kVA)674000/755000額定電壓(kV)52522.5%/20 額定電流(A)741/830 高壓側741/830 低壓側1945

15、7/21795額定頻率(Hz)50 相 數(shù)(相) 3阻抗電壓(在755000 kVA容量下)13.5%調(diào)壓方式無載調(diào)壓基本沖擊耐壓(kV) 高壓線電壓1550 高壓側中性點電壓200 低壓線電壓150溫 升() 油 55/65 繞組55/65絕緣油容積(L)53500鐵芯和繞組重量(kg)302000油箱和濾網(wǎng)重量(kg)80000油 重(kg)48000總 重(kg)430000制造廠日本三菱電氣公司二 構造2.1 鐵芯 是變壓器的主要結構件之一，其作用是將兩個繞組一、二次側的磁路耦合達到最佳程度。由鐵芯構成的磁路部分，要求其磁阻和損耗盡可能的小，為了降低鐵芯在交變磁通下的磁滯和渦流損耗，鐵

16、芯采用高質(zhì)量、低損耗0.3mm的晶粒取向冷軋硅鋼片疊制而成。 2.2 繞組 全部采用銅導線。低壓繞組采用半硬銅導線，有良好的沖擊電壓波分布。繞組的結構使得其在使用中周圍場強得到嚴格控制，確保繞組內(nèi)不發(fā)生局部放電；對繞組的漏磁通也進行了優(yōu)化控制，避免了在繞組和其它金屬構件上產(chǎn)生局部過熱的現(xiàn)象。繞組進行了適度加固，采用換位導線時選用自黏式。 2.3儲油柜儲油柜一般又稱之為油枕，裝于變壓器箱體頂部，與箱體之間有管道連接相通，它還裝有油位計、放氣塞、排氣管、排污管和進油管及吊攀等附件。油枕主要作用是保證油箱內(nèi)充滿油，減少油與空氣的接觸面積，減緩變壓器油受潮、氧化變質(zhì)。儲油柜具有與大氣隔離的油室，油室中

17、的油量可由構成氣室的隔膜袋的膨脹或收縮來調(diào)節(jié)。氣室通過吸濕型呼吸器與大氣相通，進入氣室的空氣首先被呼吸器內(nèi)的硅膠吸收其潮氣，從而減緩油枕內(nèi)變壓器油的變質(zhì)。儲油柜的容積一般為油箱容積的810。油箱內(nèi)部在套管升高座等處積集的氣體可通過帶坡度的集氣總管引向瓦斯繼電器。瓦斯繼電器的作用是當變壓器漏油或內(nèi)部輕微故障產(chǎn)生氣體時動作，發(fā)出輕瓦斯報警信號；當內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，瓦斯繼電器接通保護跳閘回路，使開關跳閘，變壓器停用，保證故障不再擴大。 2.4氣體在線監(jiān)測裝置變壓器內(nèi)部任何故障時，均會產(chǎn)生一些特征性氣體如氫氣），通過對特征氣體含量的監(jiān)測，是早期發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部故障的有效辦法之一。我公司主變裝配有可連續(xù)

18、讀出特征氣體量，并可輸出模擬和開關量報警信號的氣體在線監(jiān)測裝置；可根據(jù)設備正常情況下的讀數(shù)建立基線，從而確定報警點；氣體含量的上升率是判斷變壓器潛伏性故障的主要依據(jù)。連續(xù)在線監(jiān)測的氣體包含氫氣等的綜合數(shù)值。2.5主變冷卻器主變采用強迫油循環(huán)風冷方式，共有7組冷卻器，每組冷卻器有一臺油泵和四臺風扇，方式開關切至“自動位置時，冷卻器隨勵磁開關的合閘而啟動，勵磁開關分閘后自動停止；方式開關切至“手動位置時，則強制冷卻器運行。無論是“手動還是“自動方式，均可以通過拉合每組冷卻器的電源開關，來控制冷卻器的運行組別。冷卻器的運行數(shù)量：正常運行時只投運6組冷卻器，#2、3、4冷卻器任停一組備用，且每月定期切

19、換運行。但是在夏季如果變壓器油溫達到了70，立即匯報領導，以決定是否投運第7組冷卻器。運行方式：在主變運行狀態(tài)下始終投“自動方式運行。如主變本體在檢修后、投運前，應投“手動方式，強迫油循環(huán)24小時，排出殘余氣體。但在主變投運前，應先切回“自動方式運行。變壓器運行中檢查：主變上部油溫、繞組溫度的就地指示和集控室指示一致，風扇運行狀態(tài)和線圈溫度對應，主變溫升和負荷對應；油位正常，各油位表、溫度表無結污和破損，內(nèi)部無結露；變壓器油色正常，本體無漏油、滲油現(xiàn)象；變壓器聲音正常，本體及附件無振動，各部溫度正常；硅膠顏色正常，外殼清潔完好；冷卻器無異常振動和聲音，油泵和風扇運轉(zhuǎn)正常，主變油流指示表指示正確

20、變壓器外殼接地、鐵芯接地及中性點接地完好；變壓器一次回路各接頭接觸良好，無發(fā)熱跡象；變壓器冷卻器控制柜內(nèi)各開關在運行規(guī)定位置；變壓器消防水回路完好，壓力正常；氣體檢測裝置指示無異常；套管瓷瓶無破損、裂紋、放電痕跡，各充油套管油位指示正常；第四章 封閉母線一、封閉母線的作用減少接地故障，避免相間短路?？苫鞠饨绲某睔?、灰塵以及外物引起的接地故障，提高發(fā)電機運行的可靠性。消除周圍鋼構的發(fā)熱。敞露的大電流母線使得周圍的鋼構和鋼筋在電磁感應下產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，發(fā)熱溫度高，損耗大，會降低構筑物的強度。封閉母線采用外殼屏蔽可從根本上解決鋼構的感應發(fā)熱。大大減小相間短路的電動力。當區(qū)外發(fā)生相間短路，很大的短路電流流過母線時，由于外殼的屏蔽作用，使相間導體所受的短路電動力大為減小。母線配用微正壓裝置，可防止絕緣子結露，提高運行安全可靠性，并為母線采用強迫通風冷卻方式創(chuàng)造了條件。封閉母線運行維護工作量小，結構簡單。二、構造分相封閉母線主要由母線導體、支持絕緣子和防護屏蔽外殼組成，導體和外殼均采用鋁管結構。沿母線全長度方向的外殼在同一相內(nèi)全部各段間通過焊接連通。在封閉母線的各個終端，通過短路板將各相的外殼接成電氣通路。分相母線外殼是一個用導電鋁制成的連續(xù)圓筒