发电机的安全运行极限与P—Q曲线共38页
发电机正常运行
发电机正常运行一、额定工况运行汽轮发电机根据设计和制造所规定的条件长期连续工作，称为额定工况。
这一运行工况的电压、电流、出力、功率因数、冷却介质温度和氢压等，称为发电机的额定参数。
发电机额定参数如下：额定容量667MVA额定功率600MW最大连续输出容量728MVA（在额定氢压0.414MPa 和冷却水温度33℃下，功率因数0.9）额定功率因数0.9（滞后）额定电压22kV额定电流17495A额定转速3000r/min周波50Hz相数 3极数 2定子线圈接法YY额定氢压0.414MPa漏氢（保证值）≤10Nm3/24h（在额定氢压下，折算为标准气压下）效率（保证值）≥98.95%短路比（保证值）≥0.58承担负序能力：稳态I2（标么值）≥10%暂态22I≥10s发电机在长期连续运行时的允许出力，主要受机组的允许发热条件限制。
发电机带负荷运行时，其绕组和铁芯中都有能量损耗，引起各部分发热。
在一定冷却条件下运行时，发电机各部分的温升与损耗及其所产生的热量有关。
发电机负荷电流越大，损耗就越大，所产生的热量也越多，温升就越高。
汽轮发电机的额定容量，是在一定冷却介质的温度和氢压下，在定子绕组、转子绕组和定子铁芯的长期允许发热温度的范围内确定的。
发电机的绕组和铁芯的长期发热运行温度，与采用的绝缘等级有关。
我公司的600MW汽轮发电机采用F/F级绝缘（温度按B级考核），发电机温度限额规定如下：定子绕组出水温度：≤85℃（埋设检温计）定子绕组温度：≤120℃（埋设检温计）定子铁芯允许最高温度：≤120℃（埋置检温计）转子绕组温度：≤115℃（电阻法）定子端部结构件温度：≤120℃（埋置检温计）集电环温度：≤120℃（温度计法）轴瓦温度：≤90℃（检温计法）轴承和轴封回油温度：≤70℃（检温计法）除了转子绕组的温度采用电阻法测量、集电环温度采用红外线温度计法测量外，其余的温度测量采用埋设检温计法。
发电机绝缘在运行过程中会逐渐老化。
P-Q图的绘制方法及在汽轮机在线监测中的应用
P-Q图的绘制方法及在汽轮机在线监测中的应用李国胜;华泽玺;苗轶如【摘要】By modeling and solving the Turbine operating limits boundary function, we can find a computer graphics method, which can monitor the turbine perfectly. Combined with VC + + , it can be drawn accurately and used to turbine condition monitoring system. Finally , the graphics of different turbine operating conditions are given, it shows that the system has a good effect.%通过对汽轮机运行极限边界进行函数建模与求解,给出一种能够用于汽轮机监测的计算机绘图方法,并结合VC++将其准确绘制并应用于汽轮机运行状态在线监测系统中,最后给出汽轮机不同运行工况下的图形,结果表明系统具有良好的效果.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2012(031)003【总页数】4页(P91-94)【关键词】P-Q图;同步发电机;计算机绘图【作者】李国胜;华泽玺;苗轶如【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM306P-Q图又称安全运行极限图，在分析同步发电机运行状态时常会用到P-Q图，发电机组的PQ图能很好的描述它的实时运行点。
利用P-Q图，结合常用的稳定性指标可分析冲击负荷对发电机稳态运行的影响［1］，及发电机组参与无功服务的能力，帮助发电公司分析发电机组在无功辅助服务市场中确定竞价策略，从而为电厂投标无功支撑服务提供重要的技术数据［2-3］。
同步发电机的运行特性PPT课件
_ 4、保梯电抗
若零功率因数负载特性是实测(设I=IN)的，如图
- _ 6.35中虚线所示，此时特性三角形为A“ B” C “ ， B大"C"
于 B，C 计算的电抗将大于漏抗X，称为保梯电抗XP，
XP=
B/I"NC"
实测零功率因数负载特性3与理想零功率因数负载
特性2不同是由于转子漏磁影响。若测零功率因数负
常励磁状态。
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U
UN
O
图6-32
IN I
同步发电机的外特性
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例6-1 一台凸极同步发电机，其直轴和交轴同步
电抗的标幺值为X d* 1.0
X
* q
，0.6
，电枢电
阻略去不计，试计算该机在额定电压、额cos定电 0流.8、
(滞后)
时
激
磁
电
动
势
的
标
幺
值E
* 0
(不计饱和)
★ kc = IK0 / IN = If0 (U0 =UN) / IfK (IK =IN) = (If0 / If0 ')* (If0 '/ IfK) =k UN / E0 '
= k / Xd*不饱和
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E
气隙线
E0'
E0
If0 ---产生空载
额定电压所需的
UN
励磁电流
If0 ' ---产生气隙
本上为纯直轴去磁， Fa=Fad,Faq=0.
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.
E
=U.+I. Ra+jI. X
jI. K
发电机的励磁限制与保护的配合整定
发电机的励磁限制与保护的配合整定§1发电机运行功率圆与限制发电机运行功率圆又称“安全运行极限”或“P、Q图”，下面图1为ABB励磁厂家说明书的发电机功功率图，经常用到的三个限制：1）转子发热限制；2）定子发热限制；3）低励限制。
图1 ABB励磁说明书中的发电机功功率图实际发电机的运行功率极限图下图所示：图2 某600MW汽轮机组功率图§1.1转子发热限制§1.1.1同步发电机的相量图同步发电机的电动势相量图如图3所示U E qjδφ图3 同步发电机的电动势相量图对△oab 的每条边分别乘以U ／X q ，得功率三角形△OAB ，并以O 点为原点，引入直角坐标系，如图3所示。
从图上可看出有以下关系成立：图4 功率三角形1) φ— OA 与纵轴的夹角即为功率因数角；2）δ— 发电机功角； 3) 直角坐标系的第一象限是发电机的迟相(过励)运行区，第二象限是发电机的进相(欠励)运行区。
4) 发电机机端电压U 保持不变，X d 为发电机同步电抗为常数， BA 的长度正比于发电机电势，也正比于励磁电流I fn 。
以B 点为圆心，以BA 为半径作圆弧，此圆弧即为转子发热极限曲线。
对应图1中的“最大励磁电流限制器”。
运行分析：汽轮发电机额定运行时，定子电流I 与励磁电流均为额定值，一般其额定功率因数cos φ为0．85—0.9。
此时，当欲调整发电机的运行参数，降低其功率因数(φ角增大)时，IB增发无功，励磁电流I会增加，发电机的运行受到转子发热极限的限制。
为了使转子不过热，则需降低定子电流，使发电机沿曲线AD运行，定子绕组未得到充分利用。
反之，欲提高其功率因数( 角减小)时，定子电流会超过额定值，发电机的运行受到定子发热极限的限制，即图1中的“欠励、过励侧定子电流限制器”，又称“定子发热限制”。
§1.1.2 ABB励磁系统最大励磁电流限制器原理限制器有两个限制值：一个是强励顶值电流限制值，另一个是连续运行允许的过热限制值。
汽轮发电机安全运行极限图绘制方法
汽轮发电机安全运行极限图绘制方法蒋大伟;于龙滨【摘要】讨论了汽轮发电机安全运行极限图的组成与绘制方法，从功角特性出发，根据不同的约束条件，解释了汽轮发电机在进行迟相试验、进相试验及运行时发电机安全运行极限图的重要作用。
%In this paper, the composition and drawing method of turbine generator safe operation limit diagram are discussed, accord⁃ing to the power angle characteristics, under different constraint conditions, the important role of turbine generator safe operation limit diagram in the lagging phase test , the leading phase test and operation are explained.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2016(037)007【总页数】5页(P9-13)【关键词】发电机;功角;进相【作者】蒋大伟;于龙滨【作者单位】辽宁东科电力有限公司，辽宁沈阳 110179;国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁沈阳 110006【正文语种】中文【中图分类】TM311随着电力系统的发展，现阶段的发电企业己进入大机组、高参数、高自动化阶段，输电线路越来越长，电压等级越来越高，城市配电线路电缆化率也逐年提高。
电力系统中容性负荷不断增加，负荷低谷时易出现无功过剩，系统电压升高的情况，影响电气设备的使用寿命、电力系统的供电质量和经济性。
此时，可通过发电机进相运行来吸收系统无功功率，降低系统电压，在不增加设备的情况下是目前提高电力系统经济效益的有效措施。
正常运行时，发电机运行在迟相状态，应实时观察发电机定子电流与转子电流不应超出允许值。
发电机保护若干图形曲线
IR
Q’
OR
Q R
0 L
-Z b 2 1
R
图1-44
振荡中机端阻抗继电器的测量阻抗图
0.5 1.0
U0/E0
0.25
0.5
0.75
1.0
α
(a)单相接地示意图
α （b)基波零序电压与 的关系
图1-35 发电机定子绕组单相接地示意图
N E3 I03 UN3 C0f/2 C0f/2 C0s
S
N E3 US3 UN3 3L I03
S
C0f/2 C0f/2
C0s
US3
图 1-36 发 机 次 波 势 电 三 谐 电 和 对 电 的 值 路 地 容 等 电 图
低转差率
-jXd
图1-40是发电机失磁后机端测量阻抗变化趋势图
发 电 机 转 子
+
I1
U
α U
I2
R
Rg
R
R
S1
S2
R
图1-41
转子接地电阻测量图
Eb o Zb Zc Za
Ea
图1-42发电机与系统失步时的等效系统图
I
Eb
uO
Ea
Φ
δ
图1-43 系统各点的电流电压关系图
jx
Za
U D
OL IL
图1-7 同步发电机转子磁场与气隙磁场之间的夹角δ
图1-8发电机转子磁场拖动气隙磁场在空间以同步速度施转
图1-9隐极同步电势的等值电路图1
图1-11电枢反应相量图
图1-19 汽轮发电机输电系统的功角特性
（a）功率特性
图1-22静态稳定功角变化特性 （b）运行点a功角变化 （c）运行点b功角变化
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21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆
第九章-同步发电机的运行.
第四节 同步发电机的特殊运行方式
着重分析第②点。 （1）cos变化 ① cos=1附近，合成漏磁通 变化较明显。 ②随着进相， cos→ →吸收的无功功率→发热
图9-12端部漏磁通与功率因数关系
图9-13端部合成漏磁通随功率因数变化曲线
第四节 同步发电机的特殊运行方式
（2）定子电流的影响——发电机出力！ ①当功率因数一定时，端部漏磁通 约与发电机的出力成正比，如欲保 持端部发热为一定值，亦即端部漏 磁通为一定值，随着进相程度的增 大输出功率应相应降低。如图9-14 所示。
若δ>δmax，则P→dP/dδ＜0， 失步（不稳定）；
第二节 同步发电机的正常运行
当δ=δmax，则P→Pmax（静态稳定极限） （3）P＜＜ Pmax,稳定储备大。P时→要使励磁电流→Pmax，保 持一定的静储备。 （4）cos=1,Q=0,则cosδ=U/Eq
2. P为常数，Eq为变数 (1)在Q=0时，P→δ 励磁电流越小。
图9-16发电机电压、频率变化范围和过励磁运行领域
第四节 同步发电机的特殊运行方式
2．过励磁运行方式——3种！
(1)负荷甩开后电压升高； (2)启动过程中(低速度)，自动电压调节器(AVR)动作； (3)单独运行时，励磁电流过大。
第四节 同步发电机的特殊运行方式
2．端部漏磁的发热
定子绕组端部漏磁
发电机端部的漏磁
转子绕组端部漏磁
影响端部漏磁的因素 ①发电机的结构、型式、材料、短路比 ②定子电流的大小、功率因数的高低
在迟相运行时这种发热是在允许范围内的。
进相运行时，随着进相功率的增大，发热越来越严重，这是因 为端部合成漏磁通随功率因数的变化而增大所致。
电子教案