发电机本体及水氢氢系统励磁系统介绍课件.ppt

《发电机本体及水氢氢系统励磁系统介绍课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电机本体及水氢氢系统励磁系统介绍课件.ppt（48页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、神福罗源湾港电培训队主讲人：戴学光,发电机本体包括结构、工作原理、水氢氢冷却系统以及发电机励磁系统介绍,一 、 汽轮发电机的基本知识,1、汽轮发电机的工作原理,由汽轮机拖动发电机旋转至额定速，投入励磁系统，在转子绕组中通过励磁电流If，If产生主磁通0 ，0 切割定子绕组，在定子绕组中产生交变电动势E0，机端输出三相交流电压U，当U=UN时，将发电机并入电网，此时在定子绕组中通过三相交变电流I，该电流合成一个旋转磁场S，S与同步旋转，又相互作用，使发电机将机械能转换成电能。,发电机发出的对称三相交流电动势为： eA = Emsin t eB = Emsin( t120) eC = Emsin(

2、 t240),感应电动势的频率取决于发电机的磁极对数p和转子转速n。当转子为一对磁极时，转子旋转一周，定子绕组中的感应电动势正好交变一次，即一个周期；当转子有p对磁极时，转子旋转一周，感应电动势就交变了p个周期。设转子的转速为n（r/min），则感应电动势的频率为：,汽轮发电机的基本知识,1、发电机的定义发电机是由原动机拖动，将机械能转换为电能的设备。电枢绕组切割磁通，发出交流电。转子：励磁电流通过转子线圈产生励磁磁场定子：定子线圈中根据电磁理论感生出电流，将机械能转化为电能,2、汽轮发电机的基本结构,发电机本体主要由一个不动的定子（包括机座和端盖、定子铁芯和定子绕组、定子出线和出线盒、定子水

3、路、氢冷却器、隔振装置和端部结构等）和一个可以转动的转子（包括转子铁芯和绕组、绕组电气连接件、转轴、风扇、阻尼系统等） 构成。如图 所示。,发电机的本体结构剖视图,汽轮发电机本体图,汽轮发电机定子结构图,汽轮发电机定子结构图,汽轮发电机转子结构图,汽轮发电机转子外形图,汽轮发电机转子外形,汽轮发电机集电环,发电机的主要技术参数,二、汽轮发电机的氢、水系统1. 汽轮发电机的氢气系统,（1）汽轮发电机氢气系统的作用。 为冷却大容量汽轮发电机定子铁芯和转子绕组，要求建立一套专门的氢气系统。氢气系统一方面通过氢气冷却器将循环冷却氢气中的热量与冷却水交换，另一方面能保证给发电机补氢和排氢，能自动监视和自

4、动维持发电机内的氢压稳定，能自动维持氢气的纯度和冷却器端的氢温，能实现发电机内的气体置换等功能。,（2）汽轮发电机氢气冷却系统系统的参数,（3） 汽轮发电机定子、转子冷却通风系统,2022/12/7,25,可编辑,（4）汽轮发电机转子冷却通风系统,（5）发电机氢冷器,（6）汽轮发电机的氢气系统图,（7）发电机的气体置换。 发电机气体置换采用中间介质置换法，充氢前先用中间介质(二氧化碳或氮气)排除发电机及系统管路内的空气，当中间气体的含量超过95(二氧化碳)或97(氮气)(容积比)后，才可充入氢气，排除中间气体，最后置换到氢气状态。这一过程所需的中间气体为发电机和管道容积的22.5倍，所需氢气约

5、为其容积的23倍。发电机由充氢状态置换到空气状态时，其过程与上述类似，先向发电机内引入中间气体排除氢气，使中间气体含量超过95(二氧化碳)或97(氮气)后，方可引进空气，排除中间气体。当中间气体含量低于15以后，可停止排气。此过程所需的气体为发电机和管道容积的1.52倍。,（8）发电机正常运行的补氢和排氢 正常运行时，由于下述原因发电机需补充氢气： 1) 由于存在氢气泄漏，故必须补充氢气以保持压力； 2) 由于密封油中溶解有空气，致使机内氢气污染，纯度下降，需排污补氢，以保证氢气纯度。 正常运行时氢气减压器整定值为0.4MPa；发电机运行时，当机内氢气压力下降到0.38MPa时，压力开关动作报

6、警；手动调节氢气减压器补氢，当机内氢压升至0.42MPa时，手动调节氢气减压器进口阀门，打开排气阀门使机内氢气压力降低到0.4MPa。,2汽轮发电机的定子冷却水系统(1) 发电机定子冷却水系统的作用。大型汽轮发电机都采用水氢氢冷却方式，即定子绕组为水内冷。发电机定子冷却水系统能够不间断地为定子绕组提供冷却水，能够监视、控制定子绕组冷却水的水温、水压、流量和水质，以保证发电机的安全、稳定、可靠运行。(2) 发电机定子绕组冷却水系统的组成。发电机定子绕组冷却水系统是由：1只水箱、2台100互为备用的冷却水泵、2只100的冷却器、2只过滤器、12台离子交换树脂混床(除盐混床)、进入定子绕组的冷却水温

7、度调节器以及一些常规阀门和监测仪表等部件组成。,（3）汽轮发电机定子冷却水系统的参数,（4）汽轮发电机的冷却水原理图,（5）发电机定子冷却水系统工作原理 发电机定子冷却水系统采用闭式循环方式，使连续的高纯水流通过定子绕组空心导线，带走绕组损耗。进入发电机定子的水是从化学车间直接引来的合格化学除盐水。补入水箱的化学除盐水通过电磁阀、过滤器，最后进入水箱。开机前管道、阀门、水箱、水泵、冷却器、过滤器等设备都要多次冲洗排污，直至水质取样化验合格后方可向发电机定子线圈供给化学除盐水。水箱内的化学除盐水通过耐酸水泵升压后送入管式冷却器、过滤器，然后再进入发电机定子绕组的汇流管，将发电机定子绕组的热量带出

8、来再回到水箱，完成一个闭式循环。为了改善进入发电机定子绕组的水质，将进入发电机总水量的35的水不断经过离子交换器进行处理，然后回到水箱，维持内冷水PH值在7-9之间。,1.发电机励磁系统的组成 发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，如图所示。励磁功率单元由励磁变压器、可控整流器等组成，用于向发电机励磁绕组提供励磁电流，建立磁场。励磁调节器由双通道微机组成，根据输入信号和给定值控制励磁功率单元的输出。整个励磁系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈自动控制系统。,二、汽轮发电机的励磁系统一、发电机励磁系统的组成和作用,(1)在正常运行条件下，向发电机提供励磁电流

9、，并根据发电机所带负荷的情况，相应地调整励磁电流，以维持发电机机端电压在给定水平。 (2)使并列运行的各汽轮发电机所带的无功功率稳定而合理地分配。 (3)增加并入电网运行的汽轮发电机的阻尼转矩，以提高电力系统静态稳定性及输电线路的有功功率传输能力。 (4)在电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，实行强行励磁，将励磁电流迅速增到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。 (5)在汽轮发电机突然解列，甩掉负荷时，实行强行减磁，将励磁电流迅速降到安全数值，以防止发电机的机端过电压。 (6)在发电机内部发生短路故障时，实行快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值，以减小故障损坏程度。 (7)在不同运

10、行工况下，根据要求对发电机实行过励磁限制和欠励磁限制，以确保汽轮发电机组的安全稳定运行。,4. 发电机励磁系统的作用,二、发电机静态励磁系统基本参数,三、发电机静态励磁系统工作原理,1. 励磁变压器,励磁变压器采用三台单相干式变压器 （带外壳），采用Y/d-11接线， F级绝缘、33700kVA 、电压27/0.9kV、绕组为铜导体，励磁变压器高压绕组与低压绕组之间应有静电屏蔽，且高低压出线端子应能相间封闭绝缘。高压侧应加有机玻璃防护挡板。励磁变压器能满足当发电机端电压降至80%时仍有二倍强励的能力，其长期输出电流不小于1.1倍的额定励磁电流。 励磁变压器能通过厂用电供电，满足汽轮发电机空载试

11、验时130%额定机端电压的要求和发电机短路试验110%额定电流的要求。励磁变压器高、低压侧各装2组AV用于保护和测量表计。 励磁变压器容量能满足强励及发电机各种运行工况的要求，在环境温度-5+45下，保证连续运行不超温。 励磁变压器外壳防护等级不低于IP32，一次绕组绝缘耐受电压为150kV。,发电机励磁变压器,发电机励磁整流装置功率柜,2. 晶闸管整流装置,整流装置的并联支路为5个，同一相有1/5支路退出运行时，应能满足包括强励在内的所有运行工况的需要，当同一相有2/5支路退出运行时，应能提供发电机额定工况所需的励磁电流，此时应闭锁发电机强励。当并联可控硅元件数等于5，有1/5并联支路退出运

12、行，应能满足发电机强励要求，有1/2支路退出运行时，应能保证发电机在额定工况下连续运行，此时应闭锁发电机强励。 整流装置并、串联元件应有均流及均压措施，整流元件的均流系数为0.95。 整流装置交、直流侧设置隔离断开设备、整流柜结构保证安全可靠，并便于测试、维护及检修。 整流柜采用强迫空气冷却，选用可靠性高的低噪声风机，并有100%的备用容量，在风压或风量不足时备用风机能自动投入。提供2路冷却风机电源，2路电源能够自动切换。整流柜噪声小于50dB。,AVR采用双数字微机型，其性能可靠，具有微调节和提高发电机暂态稳定的特性。每个具有手动和双自动通道，各通道之间相互独立，可随时停运任一通道进行检修。

13、各备用通道可自动跟踪，保证无扰动切换。AVR留有与DCS的接口，实现控制室内对AVR的远方控制。 AVR设有下列附加单元：远方就地给定装置；过励磁限制；过励磁保护；低励磁限制；电力系统稳定器（PSS）；V/H限制及保护；功率因数控制器；恒无功控制器；均流越限发信；误强励检测及保护；失脉冲检测；具有附加过流保护，以保证过流保护的可靠性。,3. 自动电压调节器（AVR）,4. 灭磁及过压保护,发电机采用逆变灭磁和灭磁开关灭磁两种方式。灭磁系统设有过压保护。 在强励状态下灭磁时发电机转子过电压值不超过4-6倍额定励磁电压值。 灭磁开关在操作电压额定值的80%时能可靠合闸，在30%-65%之间能可靠分闸。 灭磁电阻一般采用线性电阻，灭磁电阻值可为磁场电阻热态值的2-3倍。 发电机转子过电压保护装置简单可靠，动作电压值高于强励后灭磁和异步运行时的过电压值，同时低于转子绕组出厂工频耐压试验幅值的70%。,5. 启励电源 启励电源容量满足发电机建压大于10%额定电压的要求，为空载励磁电流的15%；启励成功后或失败时，启励回路均能自动退出。起励电源从低压厂用电取得。,启励电源装置的电原理图,Thank You !,2022/12/7,48,可编辑,