9E燃气轮机联合循环问题总结

9E燃气轮机联合循环发电厂必须知道

1.有差无差系统 (1)

2.除氧装置 (1)

3.燃机转速代号和对应转速比例 (2)

4.省煤器的再循环管的主要作用有二点： (2)

5.电缆先放电验电再装设接地线 (3)

6.主变接线方式 (3)

7. 电机缺相运行的现象与原因 (3)

8. 9E燃机开停机过程中FSR的变化 (4)

9. 操作过电压 (5)

10. 发电机中性点0PT的作用，出现异常有何现象 (5)

11. 发电机运行过程中机端电压升高和降低有哪些危害 (6)

12. 发电机转子接地 (7)

13. 进相运行: (8)

14. 励磁控制系统的限制器的分类 (9)

15. 无功 (11)

16. 主励磁机为什么是100赫兹 (13)

1.有差无差系统

简单而言就是看是否能求稳态误差，如果能求则是有差系统，否则是无差系统。

2.除氧装置

本锅炉配置的除氧装置由除氧器、给水箱和汽水分离器三大部件组成。其中除氧器和水箱对给水起到了除氧和蓄水的作用，汽水分离器主要是负责对除氧蒸发器来的汽水混合物进行分离供除氧器除氧使用。

除氧器立式布置在除氧水箱之上，除氧器顶部设有配水管和14只喷嘴，凝结水经喷头雾化成水雾后与蒸汽充分接触后加热变成饱和水。此时水中绝大部分氧气及其他不凝气体由于再也无法溶解于饱和水中而被逸出，最后由除氧器顶部排气管排出，以此达到一次除氧效果。经一次除氧的水由布水盘均匀地淋洒到乱堆的鲍尔环填料表面，使其表面积再一次增大，与除氧器下部进来蒸汽充分接触以达到深度除氧的效果。

3.燃机转速代号和对应转速比例

4.省煤器的再循环管的主要作用有二点：

第一点，启动时省煤器内的水是不流动的，而热烟气不断流过省煤器，将热量传给省煤器内的水，这样就有可能使省煤器内水局部汽化。

第二点，某些运行条件下，当省煤器内水温太低，容易引起管外壁结露，特别是烟气中含有氧化硫或氧气都会腐蚀管子。提供温度高的循环水，可以提高省煤器内水温，防止腐蚀。

5.电缆先放电验电再装设接地线

电缆线路相当于一个电容器，停电后线路还存有剩余电荷，对地仍然有电位差。若停电立即验电，验电笔会显示出线路有电。因此必须经过充分放电，验电无电后，方可装设接地线。

6.主变接线方式

一般来讲，发电厂的主变为Y-D接线方式，即高压侧为星形，低压侧为三角形。以我的知识水平觉得有两点：

1.一般电厂主变为升压变，电压高于35kV ,所以中性点要接地，所以高压侧为星形；

2.三角形接线方式的可是使发电机产生三次谐波不会串入系统。

7.电机缺相运行的现象与原因

电动机缺相现象：振动增大，有异常声响，温度升高，转速下降，电流增大，启动时有强烈的嗡嗡声无法启动。

造成电动机缺相运行的原因有：①保险丝选择不当或压合不好，使熔丝断一相。②开关发触器的触头接触不良。③导线接头松动或断一根线。④有一相绕组开路。

3）电动机缺相运行的电磁、转矩关系：电机缺相运行时，定子的旋转磁场严重不平衡，定子会产生负序电流，负序磁场和转子发生电磁感应出近100HZ的电势，使转子电流剧增，会引起转子严重发热，缺相时电机带载能力急剧下降，电机会吸收大量有功，导致定子电流急剧增加，发热由于磁场严重不均匀，会使电机震动严重增加，从而破坏轴承和机座，所以带额定负载的缺相运行电机会立马停下来，若保护不及时动作，电机就会被烧毁，一般电机都有缺相保护。

4）在运转时缺相,绕组产生的磁场也可分为两个大小相等\方向相反的旋转磁场.但与电动机转向相反的旋转磁场与转子间的相对转速很大,在转子中产生的感应电动势和电流的频率差不多是电源频率的几倍,转子的感抗很大,故决定转矩大小的电流有功分量很小,所以逆向转矩远小于正向转矩,因此,电动机能继续运行. 但是,应注意,在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。电动机一相断线明确规定不能运行，因为电动机断线后定子线圈不会产生旋转磁场，只会产生脉动磁场，不会带动电动机旋转，但由于运行中还有惯性，所以会旋转，但由于负荷大使电动机旋转逐渐变慢，另外由于转子旋转慢造成转子切割磁力线增多，定子电流逐渐增大，时间长会烧毁电动机。电动机运行中一相断线不能长期运行，因为电动机断线后定子线圈产生椭圆磁场，只会产生脉动磁势，由于转子旋转慢造成转子切割磁力线增多，定子电流逐渐增大，时间长会烧毁电动机。另外负序磁场将烧坏转子！

5）电动机缺相启动如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源

缺相时电动机不能启动。三相异步电动机在停运时,如果有一相绕组开路或电源有一相断开(或缺相).当启动电机时,绕组产生的磁场可分成两个大小相等\方向相反的旋转磁场,它们与转子作用产生的转矩也是大小相等\方向相反.因此启动转矩为零而不能启动. 5）电动机缺一相相运行后果电动机缺相运行时，它的功率只是额定功率的一半左右,如果额定负载不变,这时的电动机绕组间的电流必然会超过额定电流,将使电动机外壳发热,长时间运行会烧毁电动机

8. 9E燃机开停机过程中FSR的变化

我们知道，GE公司9E燃机燃机开机一般来说分冷拖（就是电机拖动燃机到一定转速），清吹5min（固定转速下），点火（清吹结束，转速下降过程后点火），暖机1min，加载，并网，升负荷。那么，在起停机过程中燃料的变化是怎样的呢？

GE燃机是通过FSR（fuel stroke reference）来控制燃料的。共有启动控制，转速控制，温度控制，加速度控制，停机控制和手动控制等6个FSR控制，控制系统选择最小的FSR 作为输出。FSR大，则需要的燃料就多。

9E 燃机开机过程中FSR是这样变化的:点火以前是不需要燃料的，点火时为19.8％，暖机为12％，暖机时FSR不变,转速上升。暖机完以0.05% FSR/s的斜率加速到一个控制常数常数25%,这个常数直接作为FSRSU的输出了，直到并网后，FSRSU又以5％FSR/s的斜率上升，一直斜升到控制常数FSRMAX给定的最大FSR100％作为FSRSU的输出，至此起动控制系统自动退出控制。转速控制FSRN为参考转速与实际转速的差值乘一个控制常数再加全速空载时的FSR值。在开机过程中FSRN肯定是一个大于全速空载时的FSR的。在开机过程中，启动控制FSRSU和转速控制FSRN经过最小值选择之后的FSR可能超过全速空载时的FSR值，因此温度会比空载值高较多，同时具有较大的加速度，而到达运行转速时，TNR启动斜率立刻停止， FSR回到全速空载值，这个过程温度变化剧烈，降造成热冲击，加速控制FSRACC用以抑制轮机的加速度，以减小热部件的热冲击－－－它是FARMAX, FARMIN和一系列运算后经加法器的输入这三个值的中间值。当燃机的加速度大于加速基准的时候，FSRACC

正常停机过程中停机控制FSR会以0.05%/s的速率下降，到他最小成为最小FSR时，燃料就由它来控制，它继续下降，到一定转速控制常数时，燃料截止阀关闭，熄火。假如在一定的转速下还没有熄火，则停机FSR控制以0.1%FSR/s的速度下降，直到任意一个火焰探测器给出熄火信号延时1s之后再以1％FSR/s的速率下降。保护动作停机时FSR以5％FSR/s的速度增加，使它退出控制，此时的FSR直接箝位于 0，燃料阀关闭，熄火。

以上是典型值，但每个电厂，每个机组都是不一样的。

一组实际数据如下（以重油为燃料的机组,其中的FQLM是燃料的实际消耗值）：

点火FSR=18.74,FQLM=0.37KG/S,TNH=12%8 O! t3 Z! j) K+ ]- B: U# b

全速空载：FSR=20.64,FQLM=2.52,TNH=100%

BASE LOAD(满负荷）:FSR=67.8,FQLM=8.47

从下面的曲线图上我们可以看到开停机过程中FSR的变化情况：

1CTIM:压气机进气温度 IDWATT：负荷 1CPD：压气机排气压力 1TNH：转速 1FSR：FSR 1TTXM：透平排气温度 1CSGV：IGV角度 1TMGV：液力变扭器叶片角度^

9.操作过电压

电力系统发生操作过电压的原因很多，一般有以下几种情况： 1、切断电感性负载而引起的操作过电压。例如切断空载变压器、消弧线圈、电抗器和电动机等引起的过电压。 2、切断电容性负载而引起的操作过电压。例如切断空载长线路、电缆线路或电容器组等引起的过电压。 3、合上空载线路（包括重合闸）而引起的操作过电压。例如具有残余电压的系统在重合闸过程中，由于再次充电而引起的重合闸操作过电压。此外，还有间歇性弧光接地、电力系统因负荷突变或系统解列、甩负荷而引起的操作过电压。在这种情况下，通常系统以操作过电压开始，接着还会出现持续时间较长的暂态过电压。

10.发电机中性点0PT的作用，出现异常有何现象

不论发电机中性点是否接有消弧线圈，当在距发电机中性点α（中性点到故障点的匝数占每相分支总匝数的百分比）处发生定子绕组金属性单相接地时，中性点N和机端S处的三次处的三次谐波电压恒为UN3=αE3 US3=(1-α)E3。中性点PT的作用是利用发电机固有的三次谐波分量为发电机100%定子接地保护提供一个中性点的三次谐波电压作为制动量（UN3），发“定子接地”信号。中性点附近接地时，发电机机端三次谐波电压（US3）比发电机中性点三次谐波电压（UN3）高很多：如图

如果利用US3作为动作量，而用UN3作为制动量构成接地保护，且当US3≥UN3时，作为动作条件，则在正常时不会动作，而当中性点附近接地时，则有很高的灵敏性。

11.发电机运行过程中机端电压升高和降低有哪些危害

发电机电压在额定值的正负5%范围内变化是允许长期运行的

如果电压太高，这样，转子绕组的温度升高可能超出允许值。电压是由磁场感应产生的，磁场的强弱又和励磁电流的大小有关，若保持的功出力不变而提高电压，就要增加励磁电流，因此温度升高。另外铁芯内部磁通密度增加，损耗也就增加，铁芯温度也会升高，而且温度升高，对定子绕圈的绝缘也产生威胁。

电压过低就降低运行的稳定性，因为电压是气隙磁通感应起来的，电压降低，磁通减少，定转子之间的联系就变得薄弱，容易失步。电压一低，转子绕组产生的磁场不在饱和区，励磁电流的微小变化，就会引起电压的大变化，降低了调节的稳定性，而且定子绕组温度可能升高（出力不变的情况下）。因此，端电压过高或过低都对发电机有不良影响

发电机的最低运行电压，应根据系统稳定运行的要求来确定，一般不应低于额定值的90％，

因为电压过低后，不仅会影响并列运行的稳定性，还会使发电厂厂用电动机的运行情况恶化、转矩降低，从而使机炉的正常运行受到影响。

12.发电机转子接地

发电机转子接地有转子一点接地和两点接地，另外还会发生转子层间和匝间短路故障。与定子接地一样，转子接地有瞬时接地、断续接地、永久接地之分，也有内部接地和外部接地，金属性接地和电阻性接地之分。

13.转子接地的原因

工作人员在励磁回路上工作时，因不慎误碰或其他原因造成转子接地；转子滑环，槽及槽口、端部、引线等部位绝缘损坏；长期运行绝缘老化，因杂物或振动使转子部分匝间绝缘垫片位移，将转子通风孔局部堵塞，使转子绕组绝缘局部过热老化引起转子接地；鼠类等小动物窜入励磁回路，定子进出水支路绝缘引水管破裂漏水，励磁回路脏污等引起转子接地。2、转子一点接地的现象及处理

发电机发生转子一点接地时，中央信号警铃响，“发电机转子一点接地”光字牌亮，表计指示无异常。转子回路一点接地时，因一点接地不形成电流回路，故障点无电流通过，励磁系统仍保持正常状态，故不影响机组的正常运行。此时，应检查“转子一点接地”光字牌信号是否能够复归。若能复归，则为瞬时接地；若不能复归，应检查转子一点接地保护是否正常，若正常，则可利用转子电压表通过切换开关测量正、负极对地电压，鉴定是否发生了接地。若发现某极对地电压降到零，另一极对地电压升至全电压（正、负极之间的电压值），说明确实发生了一点接地。运行人员应按下列步骤处理： a）检查励磁回路是否有人工作，如系工作人员引起，应予以纠正； b）检查励磁回路各部位有无明显损伤或因脏污接地，若因脏污接地应进行吹扫；c）对有关回路进行详细外观检查，必要时轮流停用整流柜，以判明是否由于整流柜直流回路接地引起； d）检查区分接地是在励磁回路还是在测量保护回路； e）若转子接地为一点稳定金属性接地，且无法查明故障点，除加强监视机组运行外，在取得调度同意后，将转子两点接地作用于跳闸，并申请尽快停机处理； f）转子带一点接地运行时，若机组又发生欠励磁或失步，一般可认为转子已发展为两点接地，这时转子两点接地保护动作跳闸，否则应立即人为停机。对于双水内冷机组，在转子一点接地时又发生漏水，应立即停机。

3、转子两点接地或层间短路的现象及处理当转子发生两点接地时，转子电流表指示剧增，转子和定子电压表指示降低，无功功率表指示明显降低，功率因数提高甚至进相，“转子一点接地”光字牌亮，警铃响，机组振动较大。严重时，可能发生发电机失步或失磁保护动作跳闸。由于转子两点接地时，转子电流增加很多，造成励磁回路设备过热甚至损坏。如果其中一点接地发生在转子绕组内部，部分转子绕组也要出现过热。另外，转子两点接地使磁场的对称性遭到破坏，故机组产生强烈振动，特别是两点接地时除发生刺耳的尖叫声外，发电机两端轴承间隙还可能向外喷带火苗的黑烟。为此，发电机发生转子两点接地时，应立即紧急停机。如果“转子一点接地”光字牌未亮，由于转子层间短路引起机组振动超过允许值或转子电流明显增大时，应立即减小负荷，使振动和转子电流减少至允许范围。经处理无效时，根据具体情况申请停机或打闸停机

13.进相运行:

发电机正常运行时,向系统提供有功的同时还提供无功,定子电流滞后于端电压一个角度,此种状态即迟相运行.当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功,定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度,此种状态即进相运行.

减少发电机励磁电流，使发电机电势减小，功率因数角就变为超前的，发电机负荷电流产生助磁电枢反应，发电机向系统输送有功功率，但吸收无功功率，这种运行状态称为进相运行。

常规情况下，由于感性负荷较多，一般发电机在发出有功功率同时，还要发出感性无功功率来满足要求。此时发电机增加励磁电压和电流，发电机功率因数滞后；

但是在高电压及超高压输电线路中，由于线路的电容效应大于负荷的感性效应，所以要求发电机发出容性无功功率来满足要求。此时发电机将降低励磁电压和电流，发电机功率因数超前运行，也叫进相运行。

发电机进相运行时，出口电压较低，厂用电电压也低。不是所有发电机都可以做到的，需要在订货时特殊要求。

发电机进相运行时,主要应注意四个问题：一是静态稳定性降低；二是端部漏磁引起定子端部温度升高；三是厂用电电压降低；四是由于机端电压降低在输出功率不变的情况下发电机定子电流增加,易造成过负荷。

调相运行是发电机工作在电动机状态，它即可以过励磁运行也可以欠励磁运行。过励磁运行时，发电机发出感性无功功率。欠励磁运行时，发电机发出容性无功功率。一般作调相运行时均是指发电机工作在过励磁状态，即发出感性无功功率

14.励磁控制系统的限制器的分类

励磁控制系统的限制器主要包括：欠励限制器，过励限制器，强励限制器，定子电流限制器，V/Hz限制器。

发电机最大励磁限制有哪几种？答：发电机最大励磁限制分为两种：一种为防止发电机过电压的空载最大励磁电流限制；另一种为防止励磁绕组侧过电流的负载最大励磁电流限制。

负载最大励磁电流限制的作用是什么？答：负载最大励磁电流限制的主要目的是为了防止发电机转子侧故障发生强励电流。发电机运行过程中，励磁功率柜直流侧发生故障或磁场绕组发生匝间短路，发电机励磁电流迅速上升，如果不对该电流进行有效的抑制，故障点会进一步扩大，发展为电弧短路，将对发电机造成更大危害，同时故障电流也会损坏励磁系统的设备。

最大励磁电流限制的动作原理是什么？答：最大励磁电流限制与一般过电流限制不同，为瞬时动作限制。空载最大励磁电流限制与负载最大励磁电流限制除整定值不同外，其动作原理、动作时间均相同。动作原理为：励磁装置检测发电机励磁电流，当励磁电流超过最大励磁电流限制整定值时，该限制立即动作，将发电机励磁电流作为被调节量，参考值即为最大励磁电流整定值，最大励磁电流限制增益系数较大，因此，励磁调节装置在偏差很小时就可发出强减脉冲，从而限制发电机最大励磁电流不超过整定值。

什么是发电机的过励保护？答：发电机的过励保护是在过励限制失去作用时，根据故障判断是否动作，或将调节器切到备用通道以维持运行，或直接输出跳闸信号进行发电机解列灭磁。

过励限制与过励保护有何区别？答：过励磁保护整定值比过励磁限制整定值要高，主要判据为励磁电流，当被限制量高于过励磁保护整定值，过励磁保护启动并进行计时，延时时间到后，过励磁保护动作出口，调节器执行主从通道切换，闭锁故障调节装置通道输出。

励磁系统限制器的作用是什么？答：当机组运行在一些不稳定的区域（深度进相等），或者机端母线发生短路等故障，或者由于系统的波动（系统电压、频率的变化）造成机组运行工况很恶劣时，为了保护发电机组及主变压器的安全，励磁系统针对不同的工况设计了不同的限制器。

什么是欠励限制？答：发电机欠励运行期间，其定、转子间磁场联系减弱，发电机易失

去静态稳定。为了确保一定的静态稳定裕度，励磁控制系统（AVR）在设计上均配置了欠励限制回路，即发电机输出一定的有功功率时，受到定子端部铁芯发热的限制，以及功角不能越过稳定极限的限制，为保证发电机设备的安全，必须保证发电机运行在功率限制圆和热稳定限制线以内，具体设置以试验的数据和机组提供的进相能力极限数据为参考，同时必要与发电机失磁保护配合。

什么是欠励保护？答：励磁调节器欠励保护是在欠励限制失去作用时将调节器切换到备用通道以维持运行，这个备用通道可以是另一个自动通道，也可以是手动通道。手动方式运行的稳定性低于自动方式，为确保欠励保护切换到手动方式稳定运行，要设置手动方式最小励磁限制，其值与发电机工作点有关。

欠励限制和欠励保护整定原则是什么？答：励磁调节器的欠励限制和保护功能必须和发电机失磁保护相匹配，任何操作或电力系统扰动都应当保证欠励限制先于欠励保护动作，欠励保护先于发电机失磁保护动作，它们之间要留有一定的裕度。

什么是强励限制？答：为了防止转子绕组过热而损坏，当其电流越过一定的值时，该限制起作用，通过AVR综合放大回路输出减小励磁的调节信号。

发电机过励磁有哪些表现？答：发电机过励磁反映为各个电气参量变化，主要表现为：励磁电流高、无功率功率过负荷和定子过电流。

强励限制与过励限制的区别是什么？答：对于发电机的转子而言，除长期通流的额定限制外，还具有一定的短时过载能力，当转子过载时，根据转子电流的不同，其过载时间也不同，转子电流越大，允许的过载时间越小。强励限制实际上就是发电机转子过励磁限制，是根据转子的热效应反时限特性整定的。而过励限制是控制发电机的无功输出上限的，强励限制是保护短时出现的工况，过励限制是保护机组的长期运行工况。

励磁调节器为什么要设置强励限制功能？答：强励限制功能是励磁调节器的一个重要保护功能。当电网线路上发生短路故障或双回线断开一线引起电压下降时，为保证正常供电，发电机要强励使电压恢复，通常事故切除后系统恢复正常，如果发电机强励一段时间后系统不能恢复，为保证其安全必须限制其励磁电流，为此励磁装置要有强励限制功能。

发电机强励限制的整定原则是什么？答：发电机强励限制特性与发电机转子短时过负荷特性相匹配，具有反时限特性。根据国标及行标中励磁系统部分的相关要求，以及发电机本身的带载能力，强励限制一般整定为：相对与2倍的额定转子电流时，允许时间为10秒，相对与1.1倍的额定转子电流时，允许长期运行。

15.无功

一、通常情况下，一般把带有电感参数的负载称之为感性负载。确切讲，应该是负载电流滞后负载电压一个相位差特性的为感性负载，如变压器，电动机等负载，称为感性负载。

二、电感对电流的变化有抗拒作用。当流过电感器件的电流变化时，在其两端产生感应电动势，其极性是阻止电流变化的。当电流增加时，将阻止电流的增加，当电流减小时，将反过来阻止电流的减小。这使得流过电感的电流不能发生突变，这是感性负载的特点。

三、同步发电机靠增加转子励磁电流、异步发电机靠并联电容器来发出无功。

四、无功是否产生看的是负载的性质，如果说：负载中有电感和电容，在这些元器件中它需要消耗功率用来储存能量，电容储存电能，电感储存磁场能，但这些能量又不是真正的被消耗掉，只是通过不同的形式存贮而已，所以它这部份能量叫作无功功率。因此，发电机无功产生的原因就是看负载的情况，如果说负载需要无功用于储能，发电机就会发出无功，例如变压器工作时，它的原、副边线圈需要通过磁场来传递能量，那这个磁场只是作为传递的媒介，不真正消耗功率（如转换成热能），所以它只是利用这部份能量用于产生磁场，即它消耗无功用于建立磁场。

五、上头单位要求你们发一定量的无功，那是因为：在实际运用中，负载大多数是感性负载，如电动机，在生产中它占总用电容量的

70%以上，它们消耗大量的感性无功，再加上，不同容量的发电机并网运行，各自的无功出力要和容量相匹配，容量大的无功出力应该也大，所以电力监管部门就会要求发电站发出与之匹配的无功电镀量。

六、无功功率：无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。单位：乏（var）或千乏(Kvar)

七、无功功率的作用：在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。

16.主励磁机为什么是100赫兹

为了使发电机的励磁电流有较好的波形(波纹小)，励磁系统的反应速度快，以及缩小励磁机的尺寸，希望励磁机采用比50赫更高的频率，但是频率高，电机的极数多，制造上比较困难，所以现在常用的主励磁机的频率为100赫，副励磁机的频率为500赫．