发电机甩负荷,转子表面承受应力原因分析
发电机甩负荷的处置措施
发电机甩负荷的处置措施发电机甩负荷是指在电力系统中，由于各种原因导致发电机无法满足负荷需求而强制切断部分负荷的供电情况。
当电网负荷过重或发电机出现故障时，为保护发电机安全运行和电网稳定，需要采取相应的处置措施。
本文将探讨发电机甩负荷的处置措施，并提出一些解决方案。
一、发电机甩负荷的原因1.负荷过重：电网负荷超过发电机容量，超过负荷的供电能力。
2.发电机故障：例如发电机电气故障、转子短路等，导致发电机无法正常运行。
3.事故隔离：当电力系统出现故障时，为保护设备和人员安全，需要隔离一些负荷。
1.提前预警机制：建立健全的电力系统监测和预警机制，及时掌握负荷增长趋势和发电机运行状况，为甩负荷做好准备。
2.负荷调度措施：通过负荷调度，降低负荷需求，使发电机能够满足供电要求。
这包括调整负荷的用电方式、优化负荷曲线、提高负荷利用率等。
3.电网优化：通过电网调整和优化，减少无效负荷，提高发电机供电能力。
包括升级电网设备、改善电力输送和分配方式、提高电网运行效率等。
4.发电机维护保养：定期进行发电机维护保养工作，保持发电机设备的良好状态，减少发生故障的可能性。
5.发电机备用机组：配置足够的备用发电机机组，以备发电机故障时能够及时替代，保证电网的供电可靠性。
6.备用电源：通过备用电源（如蓄电池、UPS等）提供短时供电，在发电机甩负荷期间维持关键负荷的供电。
7.发电机并网控制：通过发电机并网控制系统，监测发电机运行状况并实时调整发电机输出功率，以确保发电机在最大功率输出状态下运行。
8.发电机调速控制：通过控制发电机的调速器，调节发电机输出功率，使发电机能够适应负荷需求的变化。
三、发电机甩负荷的解决方案1.加强电力系统规划：根据负荷需求和发电机容量的匹配度，合理规划电力系统，以提高供电能力和负荷调节能力。
2.发电机运行监控系统：建立监测发电机运行情况的系统，实时获取发电机运行数据，及时发现故障和异常情况，并采取相应措施进行处理。
水电站机组甩负荷停机原因分析及处理措施
102研究与探索Research and Exploration ·监测与诊断中国设备工程 2019.11 (上)1 工程概况电站位于老挝首都万象市西北，13号公路班欣合南立大桥上游约50km 、板东（B.Don ）北部约15km 处的南立河干流上，距老挝首都万象市公路距离约145km 。
电站属大（Ⅰ）型，以水力发电为主要目标，自2010年8月1日正式商业运行，特许运营期25年。
电站采用一管双机引水方式，通过引水隧洞、引水压力钢管从水库引水，在厂房前分叉至电站两台混流式水轮发电机组，每台水轮机发电机组前设备1台DN4000、PN=1.6MPa 双重锤液控蝶阀。
电站装机容量2×50MW ，多年平均发电量4.93×108kW·h。
电站电能经两回115kV 线路输出；发电机、变压器采用单元接线；电站控制方式采用计算机监控系统，按“无人值班，少人值守”设计。
由于老挝电网总容量较小，在雷雨季节时常因雷击造成电网故障。
在近年的运行过程中，常常出现电网故障造成机组甩负荷，机组因转速＞115%一级过速报警而启动紧急事故停机的不正常现象。
在通常情况下，机组甩负荷时，机组经过短时间过速，通过调速器及时调整，最终会稳定在发电机空载运行状态。
机组一级过速一般应只是作用于报警；只有在机组一级过速的同时，调速器失灵造成主配压阀拒动才应该启动紧急事故停机。
若每次甩负荷都造成机组停机，对机组稳定和电站及时恢复发电运行造成较大影响。
2 原因分析根据对之前停机过程信号记录查询，电站因电网故障造成机组甩负荷时，调速器已经及时响应，导叶在设定时间内已全关，信号反馈正常。
因此，需对紧急事故停机流程进行检查分析。
如图1所示，为电站计算机监控程序中关于处理转速大于115%紧急停机程序段截图。
电站的控制流程设计中，调速器上送计算机监控的主配位置信号取用常闭接点信号，导叶静止或开启时主配位置信号接通，导叶关闭过程中主配位置信号断开。
职业技能试卷 — 集控值班员(第057套)
一、选择题（共 25 题，每题 2 分）：【1】机组甩负荷时，转子表面产生的热应力为（）。
A．拉应力B．压应力C．交变应力D．不产生应力【2】汽轮机停机惰走降速时，由于鼓风作用和泊桑效应，高中压转子会出现（）突増。
A．正胀差B．负胀差C．不会出现D．胀差突变【3】凝汽式汽轮机组的综合经济指标是（）。
A．热耗率B．汽耗率C．热效率D．循环效率【4】检修过程中若需更改或增设安全措施，必须（）。
A．经许可人同意B．经工作负责人同意C．填写新的工作票D．只要签发人同意【5】锅炉灭火后的吹扫时间应主要根据（）来确定。
A．环境气温和受热面温度确定B．风机出力和炉膛烟道体积确定C．预定的停炉时间长短D．灭火前的煤、油比例【6】故障停炉是指在（）的情况下的停炉。
A．无论由于锅炉的内部还是外部的原因发生事故，必须立即停止锅炉运行B．故障不甚严重，为保证设备安全又不允许继续长时间运行下去，必须在一定的时间内停止其运行C．在节日期间，为消除锅炉设备缺陷，调度批准的节日检修停炉D．其他原因【7】超速试验时，汽轮机转子应力比额定转速下约増加（）。
A．20%B．25%C．30%D．35%【8】在距离保护中，为了监视交流回路，均装设“电压断线闭锁装置”，当二次电压回路发生短路或断线时，该装置（）。
A．发出断线信号B．发出信号，断电源C．断开保护正负电源D．保护动作【9】由变压器的电抗的计算公式可知：变压器电抗X与频率/成正比。
当50Hz变压器接到60Hz电源上时，其电抗为原来的（）倍。
A．1.5B．2.0C．1.2D．1.25【10】停炉过程中的降压速度每分钟不超过（）。
A．0.05MPaB．1MPaC．0.15MPaD．0.2MPa【11】对于汽包炉,在下列热工信号中,其中（）信号作为锅炉重要热工保护信号。
A．汽包压力B．汽包水位C．给水流量D．主蒸汽流量【12】单机容量为200MW以上的新机组试生产时间为（）。
A．72hB．1个月C．3个月D．6个月【13】炉管爆破，经加强进水仍不能维持汽包水位时，应（）。
汽轮发电机组甩负荷的原因分析及判断
汽轮发电机组甩负荷的原因分析及判断作者：周汉斋来源：《科学与财富》2017年第35期摘要：汽轮发电机组甩负荷是一种相对严重的生产安全故障，如果处置不当，极易造成故障升级、危害增大，严重影响整个汽轮发电机组的安全稳定运行，甚至可能造成恶劣安全事故，本文从甩负荷的定义、分类、原因分析及防范措施等进行了研究和探讨。
关键词：汽轮发电机组；甩负荷；保护；超速一、汽轮发电机组甩负荷的定义所谓甩负荷事故是指汽轮发电机组突然卸掉全部或部分负荷的一种事故现象。
对于汽轮发电机组而言，甩负荷分为两种1、汽轮机甩负荷；2、发电机甩负荷。
无论哪种甩负荷事故的发生对汽轮发电机组的安全稳定运行影响很大，必须引起运行值班人员和有关人员的高度重视。
对于我们运行人员而言，应该熟练掌握机组甩负荷的现象、原因最重要的就是掌握甩负荷后的事故处理，尽可能的减小事故损失。
二、汽轮发电机组甩负荷分类如上文所提到的对于汽轮发电机组而言，甩负荷分为如下两类：（一）汽轮机甩负荷汽机甩负荷指的是由于汽轮机发生调速系统故障或油动机故障致使汽机的主汽门或者调门关闭造成汽缸不进汽，使得发电机不对外做功，反而从电网吸收功率，机组转速维持额定转速，但容易造成汽机的低压缸鼓风摩擦过热，需要投入低压缸减温水。
（二）发电机甩负荷发电机甩负荷指的是发电机出口开关突然跳闸和电网解列，此时机组转速超速，极有可能造成超速保护动作停机，甚至造成机组飞车的重大事故发生。
（这是因为当发电机甩负荷时，线路负荷降低或为零，使发电机定子磁场相对转子磁阻力降低，同时，自动调节的励磁电流也下降，转子的激磁也就减弱，原动机负载减轻了，转速就相应提高），因此相比这两种甩负荷而言，发电机甩负荷的危险性比汽机甩负荷的危险性更大。
三、导致汽轮发电机组甩负荷的原因分析及判断根据上文对汽轮发电机组甩负荷分类我们将其分为如下四小类进行分析：1.因供电输变线路突然跳闸，使机组负荷无法正常输出；2.发电机保护动作，跳开发电机出口开关；3.汽轮机保护动作，高中压自动主汽门突然关闭；4.运行中某一自动主汽门、调速汽门或某一油动机突然关闭。
机组甩负荷的现象及处理方法
主要现象：
1.机组有功负荷表指示突然减小，全甩负荷时，负荷可能至零。
2.蒸汽流量急剧减小，全甩负荷时，流量及调节级压力接近零。
3.蒸汽压力急剧上升，旁路或安全阀可能动作，调节级压力及排汽压力可能急
剧降低。
4.主、再热汽温升高。
5.液压系统控制油压、调节汽门开度可能大幅变化。
6.主变压器、220kV及厂用电系统可能出现故障。
7.汽轮机电调控制系统可能出现故障。
处理方法：
1．根据机组负荷情况，迅速减少燃机负荷和给水量，及时调整，以保持各参数恢复正常。
2．如果蒸汽压力过高，应该打开向空排汽阀或投入旁路系统。
3．注意监视主、再热蒸汽参数。
4．当发电机跳闸时，检查汽轮机转速是否飞升（如果超过110%，则手动跳闸），确认润滑油系统供油正常，全面检查机组各轴承温度、轴向位移、胀差、振动等是否正常，倾听汽轮机内是否有异声。
5．当故障处理完毕时，迅速将汽轮机并网。
2023年汽轮机运行高级考试试题及答案
汽轮机运营高级工一、填空1.若给工质加入热量，则工质熵（增长）。
若从工质放出热量，则工质熵（减小）。
2.若循环水泵在出口门全开的情况下停运，系统内的水会倒流入泵内，引起水泵(倒转)。
3.疏水泵的空气门在泵运营时应在（启动）位置。
4.水泵的重要性能参数有(流量)、扬程、(转速)、功率、(效率)、比转速、(汽蚀余量)。
5.水泵在运营中出口水量局限性也许是(进口滤网堵塞)、(出入口阀门开度过小)、(泵入口或叶轮内有杂物)、吸入池内水位过低。
6.提高机组（初参数），减少机组（终参数）可以提高机组的经济性。
7.同步发电机频率与转速和极对数的关系式为(f=P·n/60)。
8.机组冲转时不得在(临界转速)附近暖机和停留。
9.为防止甩负荷时，加热器内的汽水返流回汽缸，一般在抽气管道上装设(逆止门)。
10.为防止水内冷发电机因断水引起定子绕组(超温)而损坏，所装设的保护叫(断水保护)。
11.为防止叶片断裂，严禁汽轮机过负荷运营，特别要防止在(低) 频率下过负荷运营。
12.为了保证疏水畅通，同一疏水联箱上的疏水要按照压力等级依次排列，（压力低）的疏水靠近疏水联箱出口。
13.为了保证汽轮机的安全运营，新装机组或大修后的机组必须进行(超速实验)，以检查危急保安器的动作转速是否在规定范围内。
14.为了提高凝结水泵的抗汽蚀性能，常在第一级叶轮入口加装(诱导轮)。
15.循环水泵按工作原理可分为(离心泵)、(轴流泵)、(混流泵)。
16.循环水泵出力局限性的因素重要有(吸入侧有异物)、叶轮破损、转速低、(吸入空气)、(发生汽蚀)、出口门调整不妥。
17.循环水泵的特点是(流量大)、(扬程低)。
18.循环水泵正常运营中应检查(电机电流)、(入口水位)、(出口压力)、(轴承温度)、电机线圈温度、循环泵的振动。
19.循环水泵重要用来向汽机的(凝汽器)提供冷却水，冷却(汽机排汽)。
20.循环水中断，会导致(真空)消失，机组停运。
【深度】为什么汽轮机甩全负生产的荷热应力小于甩部分负荷
【深度】为什么汽轮机甩全负生产的荷热应力小于甩部分负荷？一、汽轮机启停和工况变化时的传热现象：1、凝结放热：当蒸汽与低于蒸汽饱和温度的金属表面接触时，在金属壁表面发生蒸汽凝结现象，蒸汽放出气化潜热，蒸汽凝结放热在金属表面形成水膜——膜状凝结，其放热系数达4652~17445w/m2·k，如果蒸汽在壁面上凝结，形不成水膜则这种凝结——珠状凝结，珠状凝结的放热系数是膜状凝结的15~20倍。
汽轮机冷态启动，从开始冲转2~3min 内，剧烈的换热使汽缸表面很快上升到蒸汽的饱和温度，尤其是转子表面上升更快。
2、对流放热：汽轮机部件的最大允许温差，由机组结构、汽缸转子的热应力、热变形以及转子与汽缸的胀差决定的。
3、汽轮机启停和工况变化由于高、中压缸进汽区温度较高，热交换剧烈，因而汽缸转子内形成的温差也大，因此监视好这些部件温差不超允许值，其它部件的温差就不超允许值。
当蒸汽的温升率一定时，随着启动时间的增长及蒸汽参数的提高，蒸汽对金属单位时间的放热量并不相等，在金属部件内部引起的温差也不是定值。
当调节级的蒸汽温度升到满负荷所对应的蒸汽温度时（约为503℃）蒸汽温度不再变化，此时金属部件内部温差达到最大值，在温升率变化曲线上的这一点为准稳态点，准稳态附近的区域为准稳态区。
经过一段时间热量从内壁传到外壁，不考虑外壁的散热损失，内外壁温度相同，汽轮机进入稳定状态在汽轮机启停和变工况运行时，在金属部件内引起的温差不仅与蒸汽的温升率有关还与蒸汽温度的变化量有关，温差随蒸汽的温升率增大而增加，随蒸汽温度变化量的增加而增大。
机组启动时暖机，有效的减少了金属部件内引起的温差，所谓暖机，就是在蒸汽参数不变的情况下，对汽缸、转子进行加热，此时蒸汽传给金属的热量等于金属内部的导热量，使金属内外壁温差减小，暖机结束时，金属部件的温差很小或接近于零，金属部件的温度接近暖机开始的温度。
二、热应力：1、由于温度的变化引起零件的变形——热变形，如果热变形受到约束，则物体内就产生应力，这种应力称为热应力。
集控值班员(高级)题库
<<集控值班员>>高级工理论题库一、选择题1(La4A1001).凝汽器内蒸汽的凝结过程可以看做是( C )。
(A)等容过程；(B)等焓过程；(C)等压过程；(D)绝热过程。
2(La4A1003).工质的内能决定于它的( C )，即决定于所处的状态。
(A)温度；(B)比容；(C)温度和比容；(D)压力。
3(La4A1005).在工质的膨胀过程中，由于压力降低，此时，会出现( A )。
(A)工质对外界作功；(B)外界对工质作功；(C)工质与外界间不作功；(D)工质与外界间相互作功。
4(La4A1007).确定电流通过导体时所产生的热量与电流的平方、导体的电阻及通过的时间成正比的定律是( C )。
(A)欧姆定律；(B)基尔霍夫定律；(C)焦耳-愣次定律；(D)戴维南定律。
5(La4A1009).求解直流复杂电路中某一支路的电压、电流或功率时，采用( D )计算较为方便。
(A)支路电流法；(B)节点电压法；(C)回路电流法；(D)戴维南定律。
6(La3A2022).蓄电池的电动势大小与( B )无关。
(A)内阻；(B)温度；(C)比重；(D)极板。
7(La3A2024).熔断器的额定值主要有( C )。
(A)额定电压、额定电流和额定电阻；(B)额定电压和额定电流；(C)额定电压、额定电流和熔体额定电流；(D)额定电压。
8(La3A2026).锅炉管道选用钢材，主要根据金属在使用中的( B )。
(A)硬度；(B)温度；(C)强度；(D)压力。
9(La3A2028).采用回热循环后与具有相同初参数及功率的纯凝汽式循环相比，它的( B )。
(A)汽耗量减少；(B)热耗量减少；(C)作功的总焓降增加；(D)作功不足系数增加。
10(Lb3A2070).机组甩负荷时，转子表面产生的热应力为( A )。
(A)拉应力；(B)压应力；(C)交变应力；(D)不产生应力。
11(Lb3A3072).在锅炉三冲量给水自动调节系统中，( C )是主信号。
发电机甩负荷的认识和理解
发电机甩负荷的认识和理解发电机甩负荷是指发电机在运行过程中突然失去负荷，即负荷突然减小或消失。
这种情况可能发生在电力系统中，也可能发生在其他工业生产中使用的发电机组中。
发电机甩负荷的认识和理解对于电力系统的稳定运行和设备的安全运行至关重要。
我们需要了解发电机甩负荷的原因。
发电机甩负荷可能是由于负荷突然减小或消失导致的。
例如，电力系统中某一负荷突然断电，导致该负荷所连接的发电机突然失去负荷。
此外，发电机组所连接的负荷突然减小，也会导致发电机甩负荷。
这些情况可能会对电力系统的稳定性和设备的安全性产生负面影响。
我们需要了解发电机甩负荷对电力系统的影响。
发电机甩负荷会导致发电机的输出功率突然增大，可能会导致发电机的电压和频率超出正常范围。
这会对电力系统的稳定性产生影响，可能会引发电力系统的不稳定运行甚至引发电力系统的崩溃。
此外，发电机甩负荷还可能会导致发电机内部的温度和电流等参数超过额定值，从而对发电机的安全运行产生威胁。
为了避免发电机甩负荷带来的负面影响，我们需要采取一些措施。
首先，电力系统应该具备良好的负荷调节能力，能够及时调整发电机的输出功率，以适应负荷的变化。
其次，发电机组应该配备恰当的保护设备，能够在发电机甩负荷时及时切断发电机与电力系统的连接，以保证电力系统的稳定运行。
此外，发电机组的运行人员应该具备丰富的经验和技能，能够及时发现和处理发电机甩负荷的情况，以保证发电机的安全运行。
在实际应用中，还可以通过一些技术手段来避免或减少发电机甩负荷的发生。
例如，可以通过合理调整发电机组的运行参数，使其与负荷之间的匹配更加合理，从而减少发电机甩负荷的可能性。
此外，可以采用一些自动控制系统，能够实时监测负荷的变化，并及时调整发电机组的输出功率，以保持系统的稳定运行。
总的来说，发电机甩负荷是一种可能会对电力系统的稳定运行和设备的安全运行产生负面影响的情况。
我们需要认识和理解发电机甩负荷的原因和影响，并采取相应的措施来避免或减少其发生。
水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及应对措施
水电站水轮发电机组运行中甩负荷危害及应对措施摘要：在水电站水轮发电机组的运行过程中，常常会出现甩负荷的情况，导致系统运行过程的安全风险显著增大，严重影响到水电站的正常工作。
面对这种情况，本文就针对水电站水轮发电机组运行中甩负荷的产生原因及危害进行分析，并提出一些具体的应对及预防措施，希望能为水电站水轮发电机组的运行管理提供有效参考依据。
关键词：水电站；水轮发电机组；甩负荷；应对措施近年来，随着我国社会经济的发展，我国人民对电力资源的需求不断提高，这就给我国电力事业的发展带来更多机遇和挑战，在加快水电站建设步伐的同时，对水电站的运行管理提出了更高要求。
但是在水电站水轮发电机组的运行过程中，常常出现甩负荷情况，严重影响到水电站的正常工作，不利于水力发电事业的发展。
因此，有必要深入分析水电站水轮发电机组运行中甩负荷的产生原因及危害，采取有效措施进行处理，使水电站水轮发电机组能够处于更加安全、稳定的运行环境。
1.水电站水轮发电机组运行中甩负荷的产生原因及危害分析1.1甩负荷的产生原因就目前来看，造成水轮发电机组运行中甩负荷的原因主要体现在以下几个方面：①在水轮发电机组的运行过程出现电气、励磁、水机事故，进而出现保护动作，引起发电机出口断路器的跳闸操作。
②调速器油压装置出现故障，事故低油压引起紧急停机，进而出现发电机出口断路器的跳闸情况。
③主变压器出现线路故障或保护动作，以致主变压器或线路的断路器出现跳闸情况。
④电力系统出现故障，进而出现线路开关跳闸情况[1]。
1.2甩负荷的危害首先，在水轮发电机组运行过程中出现甩负荷的时候，势必会出现机组转速升高、轴向推力变化的情况，进而产生一系列的安全风险，其主要体现在以下几个方面：①在转速升高、导叶开发减小的情况下，轴向水推力与转动部分的重力是相反的，那么反方向的轴向力就会将机组抬起。
同时，也会出现尾水管的负水锤情况，导致转叶下出现过大的水锤压力，最终出现反水锤抬机情况。
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发电机甩负荷，转子表面承受应力原因分析
机组甩负荷也要分多种情况，所以转子表面在不同情况不同时间所受应力也有不同，有时是受到交变应力的影响：
(1)当由电气原因造成机组甩负荷时，则发电机甩去全部或大部分负荷（仅
剩下厂用电负荷），这时机组最显著的特征是转速升高，若汽轮机调速系统的动态特性不理想，就会造成汽轮机超速保护动作而停机。
这时由于转速上升，使汽缸内鼓风摩擦热量增加，同时转子内部受到泊桑效应影响收缩变短，再加上转子表面暂时受热膨胀，所以瞬间是受到压应力。
但是后期由于汽机调门的关小，转速下降且蒸汽量减少的同时转子又受到冷却，故此时转为收缩受阻，所以承受拉应力。
(2)当由汽轮机保护动作造成机组甩负荷时，则发电机组会甩去全部负荷，
此时机组转速与甩负荷前相比基本不变。
由于高中压自动主汽门的关闭，切断了进入汽轮机的所有蒸汽，此时机组得以维持稳定转速全靠电网的返送电，即发电机组变为电动机运行模式，称为逆功率运行，在逆功率运行期间由于鼓风摩擦热量的存在，转子表面冷却影响不大。
但目前大型机组一般都有逆功率保护联跳发电机，此时由于转速的下降再加上无蒸汽进入汽轮机，通过汽轮机通流部分的蒸汽温度将发生大幅度的降低，使汽缸、转子表面受到急剧冷却，致使其中产生很大的热应力，这时转子表面主要应该是受拉应力。
(3)当由部分主汽门或部分调门突关造成机组甩负荷时，则发电机组仅甩去
部分负荷，机组转速保持不变。
其甩负荷量视突然关闭的主调门的通流量，占机组当时进汽量的份额而定，同时也与主调门的类别有关。
此类甩负荷后机组负荷发生了大幅度的变化，则进入汽轮机的蒸汽量随之而减小，由于调速汽门的节流作用，通过汽轮机通流部分的蒸汽温度将发生大幅度的降低，使汽缸、转子表面受到急剧冷却，转子表面收缩受阻，故无疑同样是受拉应力。
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