發(fā)電機氫、油、水及勵磁系統(tǒng)變壓器結(jié)構(gòu)和原理.ppt

1、,主要內(nèi)容目錄,發(fā)電機氫氣系統(tǒng),氣體置換檢測裝置,油水泄漏開關(guān),氣體置換裝置,置換用空氣,氫氣干燥裝置,氫純度分析器,供氫,供二氧化碳,氫氣控制系統(tǒng)圖,氫壓表,氫氣系統(tǒng)參數(shù)表,氫氣與空氣的混合物當(dāng)氫氣含量在4-74.2%范圍內(nèi)，均為可爆性氣體。與氧接觸時，極易形成具有爆炸濃度的氫、氧混合氣體。因此。在向發(fā)電機內(nèi)充入氫氣時，應(yīng)避免氫氣與空氣接觸。為此，必須經(jīng)過中間介質(zhì)進行置換。中間介質(zhì)一般為惰性氣體CO2。 機組啟動前，先向機內(nèi)充入50-60kPa的壓縮空氣，并投入密封油系統(tǒng)。然后利用CO2罐或CO2瓶提供的高壓氣體，從發(fā)電機機殼下部引入，驅(qū)趕發(fā)電機內(nèi)的空氣，當(dāng)從機殼頂部原供氫管和氣體不易流動的

2、死區(qū)取樣檢驗CO2的含量超過85（均指容積比）后，停止充CO2。期間保持氣體壓力不變。開始充氫，氫氣經(jīng)供氫裝置進入機殼內(nèi)頂部的匯流管向下驅(qū)趕CO2。當(dāng)從底部原CO2母管和氣體不易流動的死區(qū)取樣檢驗，氫氣純度高于96，氧含量低于時，停止排氣，并升壓到工作氫壓。升壓速度不可太快，以免引起靜電。 機組排氫時，降低氣體壓力至80-50KPa，降壓速度不可太快，以免引起靜電。然后向機內(nèi)引入CO2用以驅(qū)趕機內(nèi)氫氣。當(dāng)CO2含顯超過85時，方可引入壓縮空氣驅(qū)趕CO2，當(dāng)氣體混合物中空氣含量達到95%，氫氣含最低于時，才可終止向發(fā)電機內(nèi)輸送壓縮空氣。,氫 氣 置 換,CO2置換空氣流程,H2置換CO2流程,干

3、燥器流程,正常運行監(jiān)測,氫氣系統(tǒng)冷卻器,發(fā)電機氫冷系統(tǒng)的冷卻 為閉式氫氣循環(huán)系統(tǒng)，熱氫通過發(fā)電機的氫氣冷卻器由冷卻水冷卻。 發(fā)電機氫氣冷卻器采用繞片式結(jié)構(gòu) 。冷卻器按單邊承受0.8MPa壓力設(shè)計。 氫冷卻器冷卻水直接冷卻的冷氫溫度一般不超過46。氫冷卻器冷卻水進水設(shè)計溫度38。,本系統(tǒng)在發(fā)電機的四角上布置了四組冷卻器，停運一組冷卻器，機組最高可帶80%額定負(fù)荷。冷卻介質(zhì)為開式水，回水母管上設(shè)一調(diào)門，通過水量的調(diào)節(jié)可控制合適的冷氫氣溫度在40-46。,定子冷卻水管路,發(fā)電機勵磁碳刷間,氫氣系統(tǒng)干燥器,發(fā)電機氫冷系統(tǒng)的干燥 發(fā)電機采用冷凝式氫氣干燥器，設(shè)有氫氣濕度在線檢測儀。 干燥裝置保證在額定氫

4、壓下機內(nèi)氫氣露點不大于-5同時又不低于-25，發(fā)電機充、補氫氣的露點50。 干燥器氫氣處理量不小于100Nm3/h，發(fā)電機設(shè)液位檢測報警裝置。,氫氣去濕裝置主要包括制冷系統(tǒng)、氫氣去濕系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)三大部分。制冷系統(tǒng)由制冷壓縮機組、熱力膨脹閥、蒸發(fā)器等組成；氫氣去濕系統(tǒng)由回?zé)崞?、冷卻器、貯水箱等組成；電氣控制系統(tǒng)由電氣控制箱、化霜電磁閥、溫度儀、水位控制器等組成。,制冷式氫氣干燥裝置,發(fā)電機密封油系統(tǒng),發(fā)電機采用氫氣冷卻，為防止運行中氫氣沿轉(zhuǎn)子軸向外漏，引起火災(zāi)或爆炸，機組配置了密封油系統(tǒng)，向轉(zhuǎn)軸與端蓋交接處的密封瓦循環(huán)供應(yīng)高于氫壓的密封油。本機組的密封油路只有一路，分別進入汽輪機側(cè)和勵磁機

5、側(cè)的密封瓦，經(jīng)中間油孔沿軸向間隙流向空氣側(cè)和氫氣側(cè)，形成了油膜起到了密封潤滑作用。然后分兩路（氫側(cè)、空氣側(cè)）回油。,密封油系統(tǒng)原理簡介,發(fā)電機密封油系統(tǒng)原理簡圖,發(fā)電機密封油系統(tǒng),油系統(tǒng)的裝置為集裝式，方便檢修 。 密封瓦結(jié)構(gòu)為單流環(huán)式。 主油源來自汽機軸承潤滑油，潤滑油回油管上裝設(shè)視流窗，以便觀察回油 。 油氫差壓由差壓調(diào)節(jié)閥自動控制，并提供差壓和壓力報警信號接點。 油溫在汽機潤滑油系統(tǒng)得到調(diào)節(jié)。 2臺100%容量的交流密封油泵和1臺100%容量的直流密封備用油泵 , 1臺100%容量的再循環(huán)油泵 。,密封油系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù),密封瓦進油溫度：2550 密封瓦出油溫度：70 密封油壓大于機內(nèi)氫

6、壓：0.0560.02MPa,密封油系統(tǒng)具有四種運行方式，能保證各種工況下對機內(nèi)氫氣的密封。 （1）正常運行時，一臺主密封油泵運行，油源來自主機潤滑油。 （2）當(dāng)主密封油泵均故障或交流電源失去時，運行方式如下：油源來自主機潤滑油直流密封油泵密封瓦膨脹箱空氣析出箱主油箱。 （3）當(dāng)交直流密封油泵均故障時，應(yīng)緊急停機并排氫，降壓直至主機潤滑油壓能夠?qū)錃膺M行密封。 （4） 當(dāng)主機潤滑油系統(tǒng)停運時, 密封油系統(tǒng)可獨立循環(huán)運行。此時應(yīng)注意保持密封油真空箱高真空，以利于充分回油。,密封油系統(tǒng)的運行方式,發(fā)電機定子冷卻水系統(tǒng),發(fā)電機的定子繞組采用水內(nèi)冷方式，水冷的效果是氫冷的50倍。水內(nèi)冷繞組的導(dǎo)體既是導(dǎo)

7、電回路又是通水回路，每個線棒分成若干組，每組內(nèi)含有一根空心銅管和數(shù)根實心銅線，空心銅管內(nèi)通過冷卻水帶走線棒產(chǎn)生的熱量。到線棒出槽以后的末端，空心銅管與實心銅線分開，空心銅管與其它空心銅管匯集成型后與專用水接頭焊好由一根較粗的空心銅管與絕緣引水管連接到總的進（或出）匯流管。冷卻水由一端進入線棒，冷卻后由另一端流出，循環(huán)工作不斷地帶走定子線棒產(chǎn)生的熱量。,發(fā)電機定子冷卻水的作用,定冷水系統(tǒng)原理簡圖,定冷水系統(tǒng)設(shè)備、儀表,定子水系統(tǒng)中水泵、冷水器、濾水器各設(shè)2臺，互為備用。冷卻器為管式。 發(fā)電機內(nèi)冷卻水進水管裝有壓力表、壓力開關(guān)和流量表及流量測量裝置，為了確保斷水保護動作信號的可靠性，設(shè)置3只水流量

8、極低開關(guān)。定子線圈內(nèi)冷卻水允許斷水時間在帶滿負(fù)荷運行的情況下不少于30秒。 發(fā)電機內(nèi)設(shè)有漏水、漏油監(jiān)測裝置。,定子水系統(tǒng)配有10%容量的離子交換器及其流量計、電導(dǎo)儀、壓力表及溫度計，以提高水質(zhì)。定子水箱按壓力容器設(shè)計、制造，且采用氮氣加壓。水箱排空管上裝有氣敏元件、測氫濃度報警。 水系統(tǒng)設(shè)電加熱裝置。 發(fā)電機管道設(shè)計考慮定子線圈反沖洗和排水管及閥門，能方便地對定子進行反沖洗，反沖洗管道上加裝激光打孔過濾器。,本裝置包括水箱、兩臺水泵、兩臺冷卻器、氣動溫度、壓力調(diào)節(jié)裝置（包括電/氣定位器、閥門變送器等）、主過濾器、補水過濾器及其之間的相互連接管路、閥門及其部分就地壓力表、測溫元件。裝置上還設(shè)置有

9、儀表箱，裝有電導(dǎo)率發(fā)送器和與內(nèi)外電氣接口相連的端子。,定子冷卻水控制裝置,定冷水系統(tǒng)水溫、水質(zhì),定子冷卻系統(tǒng)供發(fā)電機定子繞組冷卻，采用閉式獨立水系統(tǒng)并采用集裝式結(jié)構(gòu)，冷卻器冷卻水進水設(shè)計溫度為38。 定子線圈內(nèi)的冷卻水的進水溫度范圍為4050、進水溫度設(shè)有自動調(diào)節(jié)裝置，冷卻水溫度波動范圍3，出水溫度不得大于85。 水質(zhì)應(yīng)透明純凈，無機械混雜物，在水溫為20時：電導(dǎo)率 0.51.5S/cm（定子線圈獨立水系統(tǒng)） PH值 7.09.0 硬度 2微克當(dāng)量/L（2gE/L） 含氨（NH3） 微量,定冷水系統(tǒng)技術(shù)參數(shù),額定流量：1530 L/min 進水壓力（計算值）：196kPa 進水溫度：453 最

10、大連續(xù)出力時線圈出水溫度（計算值）：73 水的電導(dǎo)率：不高于0.5S/cm 離子交換器額定處理流量：250 L/min 進水溫度高報警值：49 出水溫度高報警值：73 出水溫度高保護動作值：78 進水壓力低報警值：110 kPa 進水流量低報警值：1200 L/min 進水流量低保護動作值：1050 L/min,定子水中斷會造成嚴(yán)重的過熱，威脅機組的安全運行。因此，本機組綜合參考定子水壓力、流量、溫度，設(shè)置了完善的斷水保護。 保護觸發(fā)的條件及動作程序： （1）發(fā)電機負(fù)荷60MCR，定子冷卻水出口溫度78或定子冷卻水進口壓力0.089MPa且進口流量500L/min時，汽輪機直接跳閘； （2）發(fā)

11、電機負(fù)荷60MCR，定子冷卻水出口溫度78或定子冷卻水進口壓力0.089MPa且進口流量500L/min時，定子冷卻水中斷啟動層RUN BACK如下： 如負(fù)荷在2分鐘內(nèi)降到26MCR時，斷水前導(dǎo)電度大于0.5s/cm，那么3分鐘內(nèi)發(fā)電機跳閘；,在負(fù)荷安全減至26MCR后，若定子冷卻水導(dǎo)電度小于0.5s/cm，那么發(fā)電機可運行60分鐘后停機。,發(fā)電機定子水系統(tǒng)的保護：,發(fā)電機勵磁系統(tǒng),勵磁系統(tǒng)在電能生產(chǎn)諸環(huán)節(jié)中的位置,發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)矩和功角,發(fā)電機勵磁系統(tǒng)基本原理框圖,我廠發(fā)電機勵磁系統(tǒng)采用的是機端自并勵靜止勵磁系統(tǒng)（全套進口瑞士ABB公司原裝產(chǎn)品）。主要由勵磁功率放大單元和勵磁調(diào)節(jié)器（AVR）

12、兩大部分組成。,發(fā)電機靜態(tài)勵磁系統(tǒng)原理圖,三相勵磁變,沒有旋轉(zhuǎn)部件。運行可靠性高，調(diào)整、維護簡單，檢修方便。 可縮短機組的軸系長度，縮短電廠廠房長度?？s短了的汽輪機發(fā)電機軸系長度可提高機組軸系的穩(wěn)定性、提高機組安全運行的水平。 沒有主勵磁機時滯環(huán)節(jié)，屬高起始快速響應(yīng)勵磁系統(tǒng)，技術(shù)指標(biāo)高，響應(yīng)快，性能參數(shù)好。,自并勵系統(tǒng)及其主要優(yōu)點,起勵裝置,發(fā)電機勵磁系統(tǒng)AVR,勵磁調(diào)節(jié)器（AVR）采用數(shù)字微機型， AVR中裝設(shè)無功功率、功率因數(shù)等自動調(diào)節(jié)功能。勵磁調(diào)節(jié)器設(shè)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/H限制及轉(zhuǎn)子過電壓保護和PT斷線閉鎖保護等單元；其附加功能包括轉(zhuǎn)子一點接地保護、

13、轉(zhuǎn)子溫度測量、串口通訊模塊、跨接器、DSP智能均流、軸電壓毛刺吸收裝置等。,采用兩路完全相同且獨立的自動勵磁調(diào)節(jié)器并聯(lián)運行，兩路通道間能相互自動跟蹤，當(dāng)一路調(diào)節(jié)器通道出現(xiàn)故障時，能自動無擾切換到另一通道運行。手動、自動電路應(yīng)能相互自動跟蹤；當(dāng)自動回路故障時能自動無擾切換到手動。CT、PT均為兩路獨立的輸入回路。,發(fā)電機勵磁系統(tǒng)起勵與滅磁,采用220V DC電源起勵方式。 當(dāng)發(fā)電機電壓上升到規(guī)定值時，起勵回路自動脫開。,自動滅磁裝置裝在勵磁回路直流側(cè)。滅磁開關(guān)的額定參數(shù)按勵磁系統(tǒng)強勵工況（機端電壓為80%額定電壓時，強勵倍數(shù)2倍額定勵磁電壓）選擇。滅磁開關(guān)型號為HPB60M81S額定電壓1000

14、V，開斷電壓3000V，設(shè)計開斷電壓1900V，短路電流開斷能力100KA以上。,發(fā)電機勵磁系統(tǒng)性能,當(dāng)發(fā)電機的勵磁電壓和電流不超過其額定勵磁電流和電壓的1.1倍時，勵磁系統(tǒng)能連續(xù)運行。 勵磁系統(tǒng)具有短時過載能力，勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù)不小于2（靜止勵磁系統(tǒng)即使定子電壓降到80%額定值時），允許強勵時間為20秒。 勵磁系統(tǒng)具備高起始響應(yīng)特性，在 0.05秒內(nèi)勵磁電壓增長值達到頂值電壓和額定電壓差值的95%。勵磁系統(tǒng)響應(yīng)比（V）即電壓上升速度，不低于3.58倍/秒,勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)壓范圍：發(fā)電機空載時能在20-110%額定電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定平滑調(diào)節(jié)，整定電壓的分辨率不大于額定電壓的0.2%。發(fā)電機空載時手動調(diào)壓范圍為10%-130%UN。如果勵磁電源采用6300V的廠用電時，手動調(diào)節(jié)的范圍可以從0%130%，可滿足發(fā)電機零起升壓