发电机励磁系统主变压器ppt课件

1、发电机、励磁系统、主变压器部分扬州二电厂第一章 发电机一、发电机参数发电机：型号 THAR7410003000220000制造厂美国西屋电气公司额定容量(kVA) 741000额定有功出力(MW) 660额定定子电压(V)20000额定定子电流(A)21391额定功率因数 0.90额定励磁电压(V)550额定励磁电流(A)6337极 数2相 数3额定频率(Hz)50额定转速(rpm) 3000绝缘等级F/F冷却方式定子绕组水内冷；转子绕组氢内冷；铁芯及其它构件氢冷中性点接地方式经接地变压器电阻接地短路比 0.5同步电抗Xd 1.919暂态电抗Xd 0.288次暂态电抗Xd0.243氢气冷却器数

2、(台)2氢气冷却器进水温度()38额定氢压(kPa) 517.1运行气压(kPa) 517.1氢气温升()冷却气体最高温度48，氢气压力517.1kPa时不超过62稳态气体容量(升)89340定子线圈水冷却器出水温度()38定子温升()定子线圈冷却水最高温度为50F时不超过50定子绕组水管容量(升)396轴承直径(cm) 48.26二、发电机本体结构二、发电机本体结构汽轮发电机主要由定子、转子、端盖和轴承等部件组成汽轮发电机主要由定子、转子、端盖和轴承等部件组成 发电机剖视图2.1、发电机定子2.1.1、发电机定子主要由机座、定子铁芯、定子绕组、端盖等部分组成。 2.1.2、机座隔振定子弹性支

3、撑 2.1.3、定子铁芯 定子铁芯是构成发电机磁路和固定定子绕组的重要部件。为了减少铁芯的磁滞和涡流损耗，定子铁芯采用导磁率高、损耗小、厚度为0.45mm的优质冷轧硅钢片冲制而成。每层硅钢片由数张扇形片组成一个圆形，每张扇形片都涂了耐高温的无机绝缘漆。 2.1.4、定子绕组 它是由嵌入铁芯槽内的绝缘线棒在端部联结成的线圈，绕组端部为篮式结构，并且由引线环连接成固定的相带。定子线棒由矩形的空心和实心股线混合编织而成，定子绕组就是通过空心股线中的水介质来冷却的。在铁芯及磁屏蔽处设置热电偶，在每个定子线棒出水处、每槽的上下线棒间及冷热风区装设温度测点，供监测各部位温度。 2.2 发电机转子2.2.1

4、、转子本体 发电机转子是由一根整体合金钢锻件加工而成，在转子本体上径向地开有许多纵向槽用于安装转子绕组，同时作为磁路 2.2.2、转子绕组 转子绕组由高强度含银铜线制成，具有较高的抗蠕变能力，从而提高了发电机承担调峰负荷的能力。 2.2.3、转子引线和集电环 通过转子引线与集电环以及电刷装置，可以给发电机提供额定出力及强励时所需的励磁电流。转子电流通过电刷通入热套在转子外伸端的集电环，再通过与集电环相联接的径向和轴向导电螺杆传到转子绕组。集电环用耐磨合金钢制成，是一对带沟槽的钢环，经绝缘后热套在转子轴上的。 2.2.4、碳刷 碳刷是将励磁电流投入高速旋转的转子绕组的关键部件。 2.3、发电机通

5、风系统发电机以氢气作为主要冷却介质，采用径向多流式密闭循环通风方式运行，定子绕组采用单独的水冷却系统，而氢气冷却系统，包括风扇盒氢气冷却器完整地置于发电机内部。2.4、密封油系统由于我们的发电机定子铁芯及其转子部分采用氢气冷却，为了防止运行中氢气沿转子轴向外漏，引起火灾或爆炸，因此在发电机的两个轴端分别配置了密封瓦环），并向转轴与端盖交接处的密封瓦循环供应高于氢压的密封油 2.5、发电机定子冷却水系统定子冷却水系统的主要功能是保证冷却水纯水不间断地流经定子线圈内部，从而将部分由于损耗引起的热量带走，以保证温升温度负荷发电机的有关要求。 2.6 中性点接地变压器中性点接地变压器是一个环氧树脂密封

6、的干式单相变压器接地变压器参数20kV/240V/75kVA接地电阻参数 0.32/433A(1h) 电阻器连接在中性点接地变压器二次端子上的二次负载电阻是一个不锈钢栅极式电阻器 射频监视器是对发电机可能与电弧情况相关联的电气故障提供报警三、发电机的正常运行一、 发电机的长期允许温度 汽轮发电机为F/F级绝缘，定子绕组温度小于100-120度，转子绕组温度小于105-145度水氢氢冷却方式允许：1 定子绕组进水温度维持在45-50度2 氢气冷却器进水温度=38度3 冷氢温度维持在= 45度4 定子铁芯允许最高温度在120度5 定子绕组出水温度=80度6 定子槽内测温元件测得温度Tp损耗转矩，包

7、括机械损耗、铁耗和附加损耗），这时出现剩余转矩使转子加速，相应地电势相量超前于端电压相量一个相角， 0且Pem0，发电机开始向外发出有功电流，并同时出现和Pem相对应的制动电磁转矩Tem，当增到某一数值使电磁转矩与剩余转矩T1Tp正好相等，发电机转子就不再加速，而平衡在这个值处 当要增加发电机的输出功率时，就必须增加原动机的输入功率，而随着输出功率的增大，当励磁不作调节时，发电机的功率角就必然增大。 sindqeXUEmP 5.2 静态稳定在电网或原动机偶然发生微小的扰动，当扰动消失后，发电机能复原继续同步运行就称为发电机是静态稳定的。判断发电机是否处于稳定运行的条件是： dp/d 05.3发

8、电机PQ曲线直线段所围成的DCGBFD区域，就叫汽轮发电机的安全运行范围或叫安全运行区。发电机的运行点处于这区域或边界上，均能长期安全稳定运行 5.4 发电机的暂态稳定电力系统短路故障母线电压降低时，为提高电力系统的稳定性，应迅速将发电机励磁增加到最大值，称为强励。作用：有利于电力系统的稳定运行；有利于继电保护的正确动作;有助于电动机的自启动过程；缩短电力系统短路故障切除后母线电压的恢复时间 六、励磁调节器 励磁调节器采用数字微机型，性能可靠，具有微调节和提高发电机暂态稳定的特性。励磁调节器设有过励磁限制、过励磁保护、低励磁限制、电力系统稳定器、V/HZ限制器、转子过电压保护和PT断线闭锁保护

9、等单元其附加功能包括转子接地保护 调节装置共有三套，A、B套为两套完全独立的自动通道，C套为手动通道。运行方式及切换顺序为：正常情况下运行自动通道A套或B套），当运行中的自动通道故障时，将自动地切至另一套自动通道运行AB），如两个自动通道均故障，则自动地切至C套手动通道运行A/BC）。 七、励磁功率整流柜 在8个功率柜都投入运行的情况下，如果功率柜风扇本机电源和备用电源均失电，在停风状态下允许8个功率柜带满负荷运行2小时。但在停风运行期间，应尽快恢复功率柜的风扇运行，并保证励磁小室空调运行正常。如超过2小时仍不能恢复功率柜风扇运行，功率柜应适当降低负荷运行。机组在运行中如个别功率柜故障或功率柜

10、的风扇故障，应将该功率柜退出运行。励磁系统退出部分功率柜后，其负载能力是由励磁变某个低压侧最少功率柜数决定的，具体规定如下：（以下规定的前提条件是功率柜风扇能够正常运行）单侧为3个柜子时可以正常带满负荷运行。单侧为2个柜子时可以带满负荷运行，但必须缩短强励时间定值。八、启励和灭磁单元在静态励磁系统中，励磁电源取自发电机机端。同步发电机的励磁电流经由励磁变压器、磁场开关和可控硅整流桥供给。启励采用380V 交流电源起励方式，当发电机电压上升到规定值时，起励回路自动脱开。然后可控硅整流桥和励磁调节器投入正常工作，由励磁调节器控制完成软起励过程。灭磁设备的作用是将磁场回路断开并尽可能快地将磁场能量释

11、放，灭磁回路主要由磁场开关、灭磁电阻、晶闸管跨接器及其相关的触发元件组成。 九、励磁系统的起励运行在正常情况下起励，调节器应采用自动方式，合上励磁开关后定子电压将会自动升至18KV，检查定/转子电压、电流正常。等待30秒后将调节器切至手动方式，然后小幅度调节手动励磁调节把手，将定子电压缓慢升至额定电压，然后再降回至18KV。等待30秒后将调节器切至自动方式，然后小幅度调节自动励磁调节把手，将定子电压缓慢升至额定电压，无论是在起励还是在手动升压过程中，都应严密监视定子三相电流为零，如发现定子任一相电流不为零时，应立即拉开励磁开关灭磁。当定子电压升至额定电压后，应检查空载励磁电压/电流正常、GEB

12、盘上无任何报警，然后将调节器切至自动方式运行，并在切换过程中注意观察定子电压基本稳定，切换后检查切换正常、GEB盘上无任何报警。 正常运行状态功率整流柜的交流输入和直流输出刀闸均在合闸状态（#1机）；功率整流柜的脉冲控制开关在投入位置（#1机）；功率整流柜风扇外部电源投入（#1机）；外部交/直流控制电源和加热照明电源投入；励磁调节器、励磁控制柜和励磁变保护装置投入；起励电源投入；励磁开关处于合闸状态。十、发电机的进相运行需要进相运行的机组，必须同时满足以下条件才允许进相运行：发电机组必须经过进相运行试验，并且试验结果符合进相运行的要求。发电机的自动励磁调节器应投入运行，且备用的自动励磁调节器跟

13、踪正常、能够在线自动切换。自动励磁调节器的低励限制器性能良好，并且其定值能够同时满足最大进相深度和机组稳定性的要求。自动励磁调节器的电压限制性能良好，其限制范围在并网状态下为95%105%。发电机的失磁保护和失步保护必须投入运行，并且失磁保护的定值能够躲过低励限制器的定值。为了防止机组在进相运行时无功摆动较大，机组有功负荷不小于300MW。发电机的冷却系统运行正常，定冷水温度和冷氢温度在合格范围内。发电机定子线圈、端部铁芯等温度测点特别是屏蔽环测点回路正常。第三章 主变压器电力变压器是电力系统中重要的电气设备，起着传递、分配电能的重要作用。按单台变压器的相数来区分，变压器可分为三相变压器和单相

14、变压器。在三相电力系统中，通常使用三相电力变压器。 于600MW机组通常采用的发电机变压器组接线，发电机发出的电能经过变压器升压后并入电力网。其中的变压器即称之为主变，容量一般在700MVA左右，多采用三相变压器。变压器的基本结构是铁芯和绕组，将这两部分装配在一起就构成变压器的器身。对于油浸式变压器是将器身浸放在充满变压器油的油箱里，在油箱外装配有冷却装置、引出线套管及保护测量装置。 一 规范型 号SUB接线组别Y0/-11冷却方式FOA/FOA额定容量(kVA)674000/755000额定电压(kV)52522.5%/20 额定电流(A)741/830 高压侧741/830 低压侧1945

15、7/21795额定频率(Hz)50 相 数(相) 3阻抗电压(在755000 kVA容量下)13.5%调压方式无载调压基本冲击耐压(kV) 高压线电压1550 高压侧中性点电压200 低压线电压150温 升() 油 55/65 绕组55/65绝缘油容积(L)53500铁芯和绕组重量(kg)302000油箱和滤网重量(kg)80000油 重(kg)48000总 重(kg)430000制造厂日本三菱电气公司二 构造2.1 铁芯 是变压器的主要结构件之一，其作用是将两个绕组一、二次侧的磁路耦合达到最佳程度。由铁芯构成的磁路部分，要求其磁阻和损耗尽可能的小，为了降低铁芯在交变磁通下的磁滞和涡流损耗，铁

16、芯采用高质量、低损耗0.3mm的晶粒取向冷轧硅钢片叠制而成。 2.2 绕组 全部采用铜导线。低压绕组采用半硬铜导线，有良好的冲击电压波分布。绕组的结构使得其在使用中周围场强得到严格控制，确保绕组内不发生局部放电；对绕组的漏磁通也进行了优化控制，避免了在绕组和其它金属构件上产生局部过热的现象。绕组进行了适度加固，采用换位导线时选用自黏式。 2.3储油柜储油柜一般又称之为油枕，装于变压器箱体顶部，与箱体之间有管道连接相通，它还装有油位计、放气塞、排气管、排污管和进油管及吊攀等附件。油枕主要作用是保证油箱内充满油，减少油与空气的接触面积，减缓变压器油受潮、氧化变质。储油柜具有与大气隔离的油室，油室中

17、的油量可由构成气室的隔膜袋的膨胀或收缩来调节。气室通过吸湿型呼吸器与大气相通，进入气室的空气首先被呼吸器内的硅胶吸收其潮气，从而减缓油枕内变压器油的变质。储油柜的容积一般为油箱容积的810。油箱内部在套管升高座等处积集的气体可通过带坡度的集气总管引向瓦斯继电器。瓦斯继电器的作用是当变压器漏油或内部轻微故障产生气体时动作，发出轻瓦斯报警信号；当内部发生严重故障时，瓦斯继电器接通保护跳闸回路，使开关跳闸，变压器停用，保证故障不再扩大。 2.4气体在线监测装置变压器内部任何故障时，均会产生一些特征性气体如氢气），通过对特征气体含量的监测，是早期发现变压器内部故障的有效办法之一。我公司主变装配有可连续

18、读出特征气体量，并可输出模拟和开关量报警信号的气体在线监测装置；可根据设备正常情况下的读数建立基线，从而确定报警点；气体含量的上升率是判断变压器潜伏性故障的主要依据。连续在线监测的气体包含氢气等的综合数值。2.5主变冷却器主变采用强迫油循环风冷方式，共有7组冷却器，每组冷却器有一台油泵和四台风扇，方式开关切至“自动位置时，冷却器随励磁开关的合闸而启动，励磁开关分闸后自动停止；方式开关切至“手动位置时，则强制冷却器运行。无论是“手动还是“自动方式，均可以通过拉合每组冷却器的电源开关，来控制冷却器的运行组别。冷却器的运行数量：正常运行时只投运6组冷却器，#2、3、4冷却器任停一组备用，且每月定期切

19、换运行。但是在夏季如果变压器油温达到了70，立即汇报领导，以决定是否投运第7组冷却器。运行方式：在主变运行状态下始终投“自动方式运行。如主变本体在检修后、投运前，应投“手动方式，强迫油循环24小时，排出残余气体。但在主变投运前，应先切回“自动方式运行。变压器运行中检查：主变上部油温、绕组温度的就地指示和集控室指示一致，风扇运行状态和线圈温度对应，主变温升和负荷对应；油位正常，各油位表、温度表无结污和破损，内部无结露；变压器油色正常，本体无漏油、渗油现象；变压器声音正常，本体及附件无振动，各部温度正常；硅胶颜色正常，外壳清洁完好；冷却器无异常振动和声音，油泵和风扇运转正常，主变油流指示表指示正确

20、变压器外壳接地、铁芯接地及中性点接地完好；变压器一次回路各接头接触良好，无发热迹象；变压器冷却器控制柜内各开关在运行规定位置；变压器消防水回路完好，压力正常；气体检测装置指示无异常；套管瓷瓶无破损、裂纹、放电痕迹，各充油套管油位指示正常；第四章 封闭母线一、封闭母线的作用减少接地故障，避免相间短路。可基本消除外界的潮气、灰尘以及外物引起的接地故障，提高发电机运行的可靠性。消除周围钢构的发热。敞露的大电流母线使得周围的钢构和钢筋在电磁感应下产生涡流和磁滞损耗，发热温度高，损耗大，会降低构筑物的强度。封闭母线采用外壳屏蔽可从根本上解决钢构的感应发热。大大减小相间短路的电动力。当区外发生相间短路，很大的短路电流流过母线时，由于外壳的屏蔽作用，使相间导体所受的短路电动力大为减小。母线配用微正压装置，可防止绝缘子结露，提高运行安全可靠性，并为母线采用强迫通风冷却方式创造了条件。封闭母线运行维护工作量小，结构简单。二、构造分相封闭母线主要由母线导体、支持绝缘子和防护屏蔽外壳组成，导体和外壳均采用铝管结构。沿母线全长度方向的外壳在同一相内全部各段间通过焊接连通。在封闭母线的各个终端，通过短路板将各相的外壳接成电气通路。分相母线外壳是一个用导电铝制成的连续圆筒