同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行

同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)一、概述發(fā)電機(jī)將原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的動(dòng)能通過磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成為電能。同步發(fā)電機(jī)的分類：⒈按照原動(dòng)機(jī)的不同分為：⑴水輪發(fā)電機(jī)；⑵汽輪發(fā)電機(jī)；⑶燃汽輪發(fā)電機(jī)；⑷柴油發(fā)電機(jī)。⒉按照轉(zhuǎn)子的不同分為：⑴隱極式發(fā)電機(jī)：用于汽輪發(fā)電機(jī)和燃汽輪發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速高；⑵凸極式發(fā)電機(jī)：用于水輪發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)速低。⒊按照冷卻介質(zhì)不同分為：⑴空氣冷卻；⑵氫氣冷卻；⑶油冷卻；⑷水冷卻等。第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)4、按照發(fā)電機(jī)機(jī)安裝方式不同可分為：臥式、立式、；5、按照冷卻方式不同可分為：水-氫-氫：定子繞組水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷、鐵心氫冷；水-水-空：定子、轉(zhuǎn)子繞組水內(nèi)冷、鐵心空冷；水-水-氫：定子、轉(zhuǎn)子繞組水內(nèi)冷、鐵心氫冷。第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的型號(hào)1、型號(hào)對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，根據(jù)其冷卻方式不同，分為以下幾種型號(hào)：(1)空冷汽輪發(fā)電機(jī)QF系列，如QF-25-2，其型號(hào)的意義為：Q－汽輪，F(xiàn)－發(fā)電機(jī)，25表示額定功率(單位是MW)，2表示極數(shù)。(2)氫外冷汽輪發(fā)電機(jī)QFQ系列，如QFQ-50-2，其型號(hào)的意義為：Q－汽輪，F(xiàn)－發(fā)電機(jī)，Q－氫冷，數(shù)字解釋同(1)。(3)氫內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)QFN系列，如QFN-100-2，其型號(hào)的意義為：Q－汽輪，F(xiàn)－發(fā)電機(jī)，N－氫內(nèi)冷，數(shù)字解釋同(1)。(4)雙水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)QFSS系列，如QFSS-200-2，其型號(hào)的意義為：Q－汽輪，F(xiàn)－發(fā)電機(jī)，S－定子繞組水內(nèi)冷，S－轉(zhuǎn)子繞組水內(nèi)冷，數(shù)字解釋同(1)。(5)水氫氫冷汽輪發(fā)電機(jī)QFSN系列，如國(guó)電蚌埠發(fā)電廠機(jī)組型號(hào)QFSN-600-2，其型號(hào)的意義為：Q一汽輪，F(xiàn)－發(fā)電機(jī)，S－定子繞組水內(nèi)冷，N－轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷，數(shù)字解釋同(1)。如國(guó)電莊河電廠機(jī)組型號(hào)QFSN-600-2YHG，意義為：QF-汽輪發(fā)電機(jī)，S－定子繞組水內(nèi)冷，N－轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷，數(shù)字解釋同⑴，YHG-優(yōu)化改進(jìn)型。

對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，根據(jù)推力軸承安放的位置不同，可分為以下兩種型號(hào)：(1)懸式水輪發(fā)電機(jī)TS系列，如TS854/156-40，其型號(hào)的意義為：T－同步，S－水輪，854表示定子鐵芯外徑(cm),156表示鐵芯長(zhǎng)度(cm).40表示極數(shù)。(2)傘式水輪發(fā)電機(jī)TSS系列，如TSS1260/160-48，其型號(hào)的意義為：S－水輪，T－同步，S一雙水內(nèi)冷，數(shù)字解釋同(1)。第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)二、同步發(fā)電機(jī)的冷卻發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由于繞組中的電流和鐵芯中的交變磁通會(huì)產(chǎn)生熱量，這種熱量會(huì)使發(fā)電機(jī)溫度升高，隨著發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增大，溫升也越來越高。就發(fā)電機(jī)而言，溫升受到電機(jī)鐵芯沖片絕緣和線圈絕緣材料允許溫度的限制，因此，必須加以冷卻。80多年來，發(fā)電機(jī)冷卻介質(zhì)已從空氣時(shí)代進(jìn)展到氫氣和水的時(shí)代，氫氣的重量?jī)H為空氣的1/4，導(dǎo)熱性能比空氣高六倍，其冷卻效果比空氣好，效率提高了0.7-1.0%。一般汽輪發(fā)電機(jī)從空冷改為氫冷后，可提高出力20-35%，冷卻方法從冷卻介質(zhì)接觸絕緣外部的間接冷卻進(jìn)展到與銅線的內(nèi)部接觸直接冷卻，稱之內(nèi)冷式，大大提高了冷卻效果;而采用水作為冷卻介質(zhì)，為電機(jī)技術(shù)的發(fā)展開辟了一條嶄新的道路，當(dāng)水的流速僅為空氣的百分之幾時(shí)，它的冷卻能力比空氣大幾十倍。發(fā)電機(jī)的定子采用水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子及鐵芯采用氫內(nèi)冷方式，可大幅度提高其出力。第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)下表為空氣、氫氣、油和水四種冷卻介質(zhì)的冷卻性能。由上表可以看出：水是最好的，其熱容量是空氣的4.16倍，密度是空氣的1000倍，散熱能力是空氣的84倍，冷卻能力是空氣的50倍，此外水還有良好的絕緣性能。大型同步發(fā)電機(jī)常見的冷卻有：

定子、轉(zhuǎn)子氫表冷，SN≤100MW；轉(zhuǎn)子氫內(nèi)冷、定子氫表冷，SN≤250MW；第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子、轉(zhuǎn)子氫內(nèi)冷，SN≤1000MW；轉(zhuǎn)子氫內(nèi)冷、定子鐵心氫表冷、定子繞組水內(nèi)冷，SN≤1200MW；水氫冷發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是，定子繞組用水冷卻，轉(zhuǎn)子繞組采用氫氣冷卻，一般水源取自汽輪機(jī)的凝結(jié)水，這種水源比較清潔，符合冷卻水質(zhì)的要求。發(fā)電機(jī)鐵芯也采用氫氣冷卻。水氫冷發(fā)電機(jī)雖然可以減少材料消耗，但是和空冷電機(jī)相比，它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，維護(hù)修理比較麻煩，同時(shí)還必須配備一套專用冷卻系統(tǒng)，所以一般情況下，它只適用于大型電機(jī)，而對(duì)5萬kW以下的中小型電機(jī)，由于它的經(jīng)濟(jì)意義不大，故仍采用空冷型式為主。我國(guó)QFSN-300型30萬kW機(jī)組和QFSN-600型60萬kW機(jī)組，由于容量大、額定電壓高，較之普遍的中小型氫冷、水冷機(jī)組，在提高電氣性能和加強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度、確保安全運(yùn)行方面，都采取一系列特殊而有效的必要措施。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)三、同步發(fā)電機(jī)的額定容量同步發(fā)電機(jī)的額定容量是電力系統(tǒng)發(fā)展的重要標(biāo)志。下表示出了我國(guó)國(guó)產(chǎn)汽輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量增長(zhǎng)速度。目前同步發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量不斷增長(zhǎng)，原因：⒈降低造價(jià)和材料消耗；⒉降低電廠基建安裝費(fèi)；⒊降低運(yùn)行費(fèi)用。注意：并非是任何情況下，單機(jī)容量越大越好，而是要與系統(tǒng)的總?cè)萘科ヅ洹Ｈ缦到y(tǒng)容量小于1000MW，單機(jī)最大容量一般是系統(tǒng)容量的4~6%；系統(tǒng)容量在1000~10000MW，單機(jī)最大容量一般是系統(tǒng)容量的6~10%；系統(tǒng)容量在大于10000MW，單機(jī)最大容量一般可以超過系統(tǒng)容量的10%。第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)提高發(fā)電機(jī)單機(jī)容量，不能只靠增加電機(jī)體積，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鍛件和護(hù)環(huán)鍛件的機(jī)械性能極限使鍛件尺寸受到限制，因此隨著單機(jī)容量增加，材料利用率越來越高，單位體積的發(fā)熱量也大為增加，為限制發(fā)電機(jī)溫度，必須在冷卻上采取強(qiáng)化措施。所以，發(fā)電機(jī)冷卻方式可以反映出發(fā)電機(jī)的容量等級(jí)和結(jié)構(gòu)特征。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)同步發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量可用下式計(jì)算：

P=KABδDi2n

P為單機(jī)容量；六個(gè)影響單機(jī)容量的因素：K為常數(shù)，不可改變；n為額定轉(zhuǎn)速，r/min，一般也不可改變；Di定子內(nèi)徑，m，因?yàn)檗D(zhuǎn)子中心孔所受應(yīng)力與直徑的3次方成正比，所以受轉(zhuǎn)子材料的機(jī)械強(qiáng)度的限制不宜過大。

為定子鐵心有效長(zhǎng)度，m，因轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度與直徑的比例不能太大，所以受轉(zhuǎn)子剛度、撓度的限制不宜過大。Bδ為氣隙磁通密度，T，受硅鋼片飽和的影響不宜過大。A為定子線負(fù)荷，A/mm，是提高單機(jī)容量的唯一途徑，可以通過冷卻技術(shù)來提高定子線負(fù)荷，從60A/mm提高到200~250A/mm，再提高有相當(dāng)難度。第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)目前正研究“超導(dǎo)”材料，轉(zhuǎn)子繞組采用“超導(dǎo)”材料，定子繞組采用常導(dǎo)材料，因“超導(dǎo)”勵(lì)磁繞組可以產(chǎn)生高于常導(dǎo)勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的氣隙磁密，無需定子和轉(zhuǎn)子鐵心，所以定子繞組可作成無槽氣隙繞組，其空間利用率及線負(fù)荷大大提高，SN≤3600MW；下圖示出了常見汽輪發(fā)電機(jī)冷卻方式與容量的關(guān)系。以下3表分別是國(guó)產(chǎn)汽輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量增長(zhǎng)情況、進(jìn)口300MW、600MW機(jī)組技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和國(guó)產(chǎn)300MW、600MW機(jī)組的主要參數(shù)。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)四、同步發(fā)電機(jī)的主要部件發(fā)電機(jī)主要有以下部件：定子（繞組及鐵心）、轉(zhuǎn)子（繞組及鐵心）、機(jī)座、勵(lì)磁系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、油循環(huán)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（溫度、電流等）等；下圖是QFSN-300-2型和QFSN-600-2型發(fā)電機(jī)的側(cè)面圖。大型汽輪發(fā)電機(jī)通常采用臥式軸，實(shí)行一軸三機(jī)，即同一個(gè)軸上同時(shí)有發(fā)電機(jī)、主勵(lì)磁機(jī)和副勵(lì)磁機(jī)。副勵(lì)磁機(jī)采用永磁性轉(zhuǎn)子，定子發(fā)出400~500Hz的交流經(jīng)可控硅整流后給主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁，主勵(lì)磁機(jī)則發(fā)出100Hz的交流經(jīng)可控硅整流后給同步發(fā)電機(jī)。有些發(fā)電機(jī)的主勵(lì)磁機(jī)采用定子勵(lì)磁，三相繞組裝在轉(zhuǎn)子上，三相電流順轉(zhuǎn)軸引到同軸旋轉(zhuǎn)的整流裝置整流送到發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組，采用了無刷勵(lì)磁。QFSN-600-2型60萬kW發(fā)電機(jī)組采用靜止勵(lì)磁方式（自并勵(lì)勵(lì)磁方式）。

莊河發(fā)電機(jī)第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)㈠定子定子由定子鐵芯、定子繞組(也叫電樞繞組)、機(jī)座、端蓋及擋風(fēng)裝置等部件組成。定子鐵芯是電機(jī)磁路的一部分，同時(shí)也嵌放定子繞組。定子鐵芯的形狀呈圓筒形，在內(nèi)壁上均勻地分布著槽。為了減小鐵芯損耗，定子鐵芯一般采用0.35mm或0.5mmn厚的硅鋼片疊裝制成。當(dāng)定子鐵芯外徑大于1m時(shí)，用扇形沖片拼成一個(gè)整圓，錯(cuò)縫疊裝，沿軸向分成若干段，段與段之間留有1cm寬的風(fēng)道。整個(gè)鐵芯用非磁性的端壓板和抱緊螺桿壓緊固定于機(jī)座上。如圖是60萬kW發(fā)電機(jī)組的定子局部圖。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)定子繞組是定子的電路部分，它是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、通過電流、實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要部件。定子繞組用銅線或鋁線制成。汽輪發(fā)電機(jī)多采用雙層疊繞組。為了減小集膚效應(yīng)引起的附加損耗，繞制定子繞組的導(dǎo)線由許多互相絕緣的多股線并繞而成，在繞組的直線部分還要換位，以減小因漏磁通而引起各股線間的電動(dòng)勢(shì)差和渦流，整個(gè)繞組對(duì)地絕緣，如圖是水冷定子線棒斷面圖。定子機(jī)座應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般機(jī)座都是用鋼板焊接而成，主要用于固定定子鐵芯，并和其他部件一起形成密閉的冷卻系統(tǒng)。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)㈡轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組(也叫勵(lì)磁繞組)、滑環(huán)、轉(zhuǎn)軸等部件組成。對(duì)于一對(duì)磁極的汽輪發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)速達(dá)3000r/min。因此轉(zhuǎn)子要做得細(xì)一些，以減少轉(zhuǎn)子圓周的線速度，避免轉(zhuǎn)子部件由于高速旋轉(zhuǎn)的離心作用而損壞。所以轉(zhuǎn)子形狀為隱極式，它的直徑小，為一細(xì)長(zhǎng)的圓柱體，如圖為300MW汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子外形圖。轉(zhuǎn)子鐵芯既是電機(jī)磁路的一部分，又是固定勵(lì)磁繞組的部件，大型汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子一般采用導(dǎo)磁性能好、機(jī)械強(qiáng)度高的合金鋼鍛成，并和軸鍛成一個(gè)整體。沿轉(zhuǎn)子鐵芯軸向，鐵芯表面三分之二的部分對(duì)稱地銑有凹槽，槽的形狀有兩種，一種為輻射排列，一種是平行排列，如圖所示。我國(guó)生產(chǎn)的電機(jī)都采用輻射形槽。占轉(zhuǎn)子表面1/3的不開槽部分形成一個(gè)大齒，大齒的中心實(shí)際為磁極中心。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)勵(lì)磁繞組由矩形的扁銅線繞成同心式繞組，嵌放在鐵芯槽中，所有繞組串聯(lián)組成勵(lì)磁繞組。直流勵(lì)磁電流一般是通過電刷和集電環(huán)引入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，形成轉(zhuǎn)子的直流電路。勵(lì)磁繞組各匝間相互絕緣，各匝和鐵芯間也有可靠的絕緣。如圖為日立600MW汽輪發(fā)電機(jī)雙路斜流通風(fēng)風(fēng)路和ABB600MW汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)及開口槽斷面圖。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)㈢通風(fēng)冷卻系統(tǒng)介紹幾種典型的通風(fēng)冷卻系統(tǒng)。⒈半軸向通風(fēng)的冷卻系統(tǒng)如圖。定子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組都采用半軸向通風(fēng)的冷卻系統(tǒng)，此種通風(fēng)系統(tǒng)如圖所示。冷卻器5置于電機(jī)中部，經(jīng)冷卻器冷卻后的冷氫，由汽端(即汽輪機(jī)側(cè)的發(fā)電機(jī)端部)風(fēng)扇4迫使其分成兩路。其中一路直接進(jìn)入汽端鐵芯2和轉(zhuǎn)子繞組軸向冷卻風(fēng)道，另一路經(jīng)機(jī)殼上的風(fēng)道送至勵(lì)端(即發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁機(jī)側(cè))進(jìn)入鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組的另一半軸向冷卻風(fēng)道。汽勵(lì)兩端進(jìn)入鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組的氫氣都從鐵芯中段徑向風(fēng)道排出。排出的熱氫再進(jìn)入冷卻器，這就完成了機(jī)內(nèi)氫氣的循環(huán)冷卻功效。

這種發(fā)電機(jī)冷卻結(jié)構(gòu)在石洞口二電廠的進(jìn)口機(jī)組美國(guó)ABB公司生產(chǎn)的600MW發(fā)電機(jī)上采用，意大利ANSALDO公司等廠家也采用。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)⒉定子鐵芯軸向通風(fēng)和轉(zhuǎn)子繞組半軸向通風(fēng)的冷卻系統(tǒng)平圩電廠600MW水氫氫冷汽輪發(fā)電機(jī)(引進(jìn)美國(guó)WH公司技術(shù))采用這種冷卻系統(tǒng)。其通風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)類似下圖所示(平圩電廠發(fā)電機(jī)的兩組立式氫氣冷卻器布置在發(fā)電機(jī)汽端兩側(cè))。風(fēng)路由轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)6外汽端的五級(jí)軸流式高壓頭風(fēng)扇5抽的熱氫，首先進(jìn)入設(shè)置在汽端的冷卻器4，冷卻器出來的冷風(fēng)分為兩路:一路經(jīng)鐵芯背部流到勵(lì)端水母管2，一部分進(jìn)入定子鐵芯3的全軸向通風(fēng)道，在汽端排出，另一部分進(jìn)入轉(zhuǎn)子繞組1的端部和軸向風(fēng)道，分別在轉(zhuǎn)子本體端部排氣槽和轉(zhuǎn)子中部徑向排至氣隙;另一路冷風(fēng)轉(zhuǎn)彎經(jīng)風(fēng)路隔板和汽端端蓋間的風(fēng)路進(jìn)入汽端轉(zhuǎn)子繞組端部和軸向風(fēng)道，分別在轉(zhuǎn)子本體端排氣槽和轉(zhuǎn)子中部徑向排至氣隙。鐵芯的軸向出風(fēng)和轉(zhuǎn)子的氣隙出風(fēng)(熱氫)都被高壓頭風(fēng)扇抽出再進(jìn)入冷卻器，完成氫氣的機(jī)內(nèi)循環(huán)冷卻功效。為防止勵(lì)端風(fēng)路短路，在勵(lì)端鐵芯端部的氣隙處設(shè)有氣隙隔環(huán)。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)⒊定子鐵芯徑向通風(fēng)和轉(zhuǎn)子繞組氣隙取氣斜流通風(fēng)的冷卻系統(tǒng)這種通風(fēng)系統(tǒng)也稱為定、轉(zhuǎn)子藕合的徑向多流式通風(fēng)系統(tǒng)。山東鄒縣電廠日立公司產(chǎn)的600MW水氫氫冷汽輪發(fā)電機(jī)的通風(fēng)系統(tǒng)如下圖所示。定子鐵芯徑向通風(fēng)冷卻，轉(zhuǎn)子繞組采用氣隙取氣雙排斜流通風(fēng)(一風(fēng)斗二路)冷卻方式。定子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組采用"五進(jìn)六出"相對(duì)應(yīng)的通風(fēng)結(jié)構(gòu)，即沿發(fā)電機(jī)軸向長(zhǎng)度分為五個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)和六個(gè)出風(fēng)區(qū)，進(jìn)出風(fēng)區(qū)交替布置。機(jī)座內(nèi)設(shè)有四個(gè)冷卻器，分別布置在勵(lì)端和汽端兩側(cè)。經(jīng)冷卻器冷卻后出來的冷氫，由汽端和勵(lì)端的風(fēng)扇送到各個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)，冷卻定子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組后都經(jīng)鐵芯的徑向風(fēng)道排向出風(fēng)區(qū)，再進(jìn)入冷卻器，完成機(jī)內(nèi)氫氣循環(huán)冷卻功效。優(yōu)化設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)QFSN-600-2YH型水氫氫冷汽輪發(fā)電機(jī)，定、轉(zhuǎn)子沿軸向有11個(gè)風(fēng)區(qū)，為帶有氣隙隔環(huán)的“五進(jìn)六出”的定、轉(zhuǎn)子徑向藕合的多路(流)通風(fēng)系統(tǒng)。東方電機(jī)廠生產(chǎn)的(采用GE技術(shù))和北侖港電廠的(日東芝產(chǎn)-GE技術(shù))600MW汽輪發(fā)電機(jī)，則是采用帶有氣隙隔環(huán)的"六進(jìn)七出"的多路通風(fēng)結(jié)構(gòu)，定、轉(zhuǎn)子沿軸向共有13個(gè)風(fēng)區(qū)。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)㈣供氣系統(tǒng)采用氫冷方式的汽輪發(fā)電機(jī)需要建立專用的供氣系統(tǒng)。供氣系統(tǒng)應(yīng)保證：給發(fā)電機(jī)充以氫氣和空氣；進(jìn)行兩種氣體的置換，補(bǔ)充漏氣；自動(dòng)監(jiān)視和保持氫氣壓力和純度。如圖為QK3-300-1型供氣系統(tǒng)，各種不同型號(hào)的汽輪發(fā)電機(jī)，供氣系統(tǒng)基本上相同，其主要特性如下。(1)氫氣由中央制氫站或儲(chǔ)氫罐提供。(2)輸氫管道上設(shè)置有自動(dòng)氫壓調(diào)節(jié)閥保持機(jī)內(nèi)為額定氫壓。當(dāng)機(jī)內(nèi)氫氣溶于密封回油被帶走而使氫壓下降或機(jī)內(nèi)氫氣純度下降需要進(jìn)行排污換氣時(shí)，可通過調(diào)節(jié)閥自動(dòng)補(bǔ)氫。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)(3)設(shè)置一只氫氣干燥器，以除去機(jī)內(nèi)氫氣中的水分，保持機(jī)內(nèi)氫氣干燥和純度。(4)設(shè)置一套氣體純度分析儀及氣體純度計(jì)，以監(jiān)視氫氣的純度。有的系統(tǒng)中可能專設(shè)一套換氣分析儀和換氣純度計(jì)，專門用于監(jiān)視換氣的完成情況。(5)在發(fā)電機(jī)充氫或置換氫氣的過程中，采用二氧化碳(或氮?dú)?作為中間介質(zhì)，用間接方法完成，以防止機(jī)內(nèi)形成空氣與氫氣混合的易爆炸氣體。組成：制氫站、供氣管路、排氣管路、氫氣過濾器、液位控制器、氣體狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀表、氫氣干燥器、氣體控制屏等。氫氣走向正常干燥：氫氣干燥器→發(fā)電機(jī)低壓區(qū)→發(fā)電機(jī)冷卻→發(fā)電機(jī)高壓區(qū)→氫氣干燥器，以保持氫氣的干燥；補(bǔ)償：制氫站（或儲(chǔ)氫鋼瓶）→母管→氫氣過濾器→發(fā)電機(jī)氫氣總管，以保持氫氣壓力恒定；第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)：發(fā)電機(jī)高壓區(qū)→氣體分析器→發(fā)電機(jī)，以保持氫氣純度。二氧化碳CO2（氮?dú)釴2）的作用：①充氫時(shí)，先用二氧化碳CO2（氮?dú)釴2）置換發(fā)電機(jī)中的空氣，當(dāng)中間氣體純度達(dá)到85%CO2（或95%N2），再換氫氣；②排氫時(shí)，先用二氧化碳CO2（氮?dú)釴2）置換發(fā)電機(jī)中的氫氣，當(dāng)中間氣體純度達(dá)到95%CO2（或97%N2），再換空氣；當(dāng)中間氣體純度達(dá)到15%時(shí)，停止排氣。下圖為利港發(fā)電廠和兩種600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的供氣系統(tǒng)圖。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)㈤供水系統(tǒng)采用水冷方式的汽輪發(fā)電機(jī)需要建立的供水系統(tǒng)，主要用于定子的冷卻。對(duì)大容量水氫氫冷汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組，對(duì)供水系統(tǒng)要求：①冷卻水應(yīng)有良好的介質(zhì)特性，裝設(shè)離子交換器和過濾器；②管道運(yùn)行暢通，具有高度可靠性；③具有良好的密封性，特別在發(fā)電機(jī)內(nèi)不允許泄漏，故應(yīng)保持一定的氫、水壓。④供給額定的定子繞組冷卻水流量。⑤控制進(jìn)入定子繞組的冷卻水溫度達(dá)到要求值。⑥保持高質(zhì)量的冷卻水質(zhì)(除鹽水，又稱凝結(jié)水)。要求冷卻水的電導(dǎo)率低于5μS/cm（S為西門子），最高不大于10μS/cm(25℃時(shí))，否則應(yīng)停機(jī)。水氫氫冷發(fā)電機(jī)定子繞組的水冷系統(tǒng)都大同小異。如圖是典型供水系統(tǒng)。供水系統(tǒng)的組成：2個(gè)水冷卻器、2臺(tái)水泵、3個(gè)過濾器、離子交換器、水箱和一系列指示儀表及信號(hào)器等。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)供水走向：水箱→水泵→水冷卻器→濾網(wǎng)（45℃）→發(fā)電機(jī)定子→水箱（75~80℃）；流量：26~30t/h；為防止水分浸入發(fā)電機(jī)導(dǎo)致繞組受潮，要使水壓低于氫壓；但氫氣則可能進(jìn)入水中，為此，水箱裝設(shè)氣水分離系統(tǒng)，通過排氣管道排出；補(bǔ)充：補(bǔ)充水→電磁閥S→離子交換器→過濾器→水箱；信號(hào)：水泵停止、液位過高或過低、水溫過高、電導(dǎo)率過高、氫水壓差過低等均發(fā)信號(hào)。下圖為利港發(fā)電廠和其他發(fā)電廠的供水系統(tǒng)圖。

第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)㈥密封油及供油系統(tǒng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸與端蓋之間的密封裝置稱軸封。它的作用是防止外界氣體進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部或阻止氫氣從機(jī)內(nèi)漏出，以保證電機(jī)內(nèi)部氣體的純度和壓力不變。所有的氫冷發(fā)電機(jī)都采用“油密封”裝置，為此需要一套供油系統(tǒng)稱為密封油系統(tǒng)。采用油進(jìn)行密封的原理是，在高速旋轉(zhuǎn)的軸與靜止的密封瓦之間注入一連續(xù)的油流，形成一層油膜來封住氣體，使機(jī)內(nèi)的氫氣不外泄，外面的空氣不能侵入機(jī)內(nèi)。為此，油壓必須高于氫壓，才能維持連續(xù)的油膜，一般只要使密封油壓比機(jī)內(nèi)氫壓高出0.015MPa就可以封住氫氣。從運(yùn)行安全上考慮，一般要求油壓比氫壓高0.03～0.08MPa。為了防止軸電流破壞油膜、燒傷密封瓦和減少定子漏磁通在軸封裝置內(nèi)產(chǎn)生附加損耗，軸封裝置與端蓋和外部油管法蘭盤接觸處都需加絕緣墊片。目前應(yīng)用的油密封結(jié)構(gòu)足以使機(jī)內(nèi)氫壓達(dá)0.4～0.6MPa。供油系統(tǒng)除滿足油量、油溫、油壓外還應(yīng)滿足：①系統(tǒng)密封性好，不漏氣；②當(dāng)供油系統(tǒng)破壞時(shí)，密封部件和軸應(yīng)完好無損；③保證密封瓦溫度不超過規(guī)定的75℃；④防止油經(jīng)過密封部件漏入發(fā)電機(jī)內(nèi)。如下圖是典型供油系統(tǒng)和利港發(fā)電廠的供油系統(tǒng)圖。供油系統(tǒng)應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立的油路系統(tǒng)。第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)㈠空氣側(cè)油系統(tǒng)油走向：主油泵（2MPa）→射油器（0.8MPa）→油冷卻器→過濾器→壓差閥→發(fā)電機(jī)密封瓦空氣側(cè)油環(huán)→空側(cè)回油箱→主油箱；空側(cè)回油箱：進(jìn)行空氣、油分離；直流、交流油泵：保證供油可靠性；㈡氫氣側(cè)油系統(tǒng)油走向：氫側(cè)回油箱→交流油泵→油冷卻器→過濾器→分為汽端和勵(lì)端兩路→兩個(gè)壓差閥→發(fā)電機(jī)密封瓦→氫側(cè)回油箱；氫側(cè)回油箱：進(jìn)行氫、油分離；直流油泵：保證供油可靠性；組成：氫側(cè)回油箱、空側(cè)回油箱、4臺(tái)油冷卻器、4臺(tái)油泵、射油器及濾油器。第一節(jié)同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)油密封從結(jié)構(gòu)上可分為盤式(徑向軸封)和環(huán)式(軸向軸封)兩種。600MW機(jī)組都采用環(huán)式油密封。環(huán)式油密封主要有三種:單流環(huán)式、雙流環(huán)式和三流環(huán)式，每一種又有不同的具體結(jié)構(gòu)，以下是這三種環(huán)式油密封的結(jié)構(gòu)圖。一、單流環(huán)式油密封如下圖所示。二、雙流環(huán)式油密封如下圖所示。三、三流環(huán)式油密封如下圖所示。

第二節(jié)發(fā)電機(jī)的工作原理一、工作原理我們知道，導(dǎo)線切割磁力線能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，將導(dǎo)線連成閉合回路，就有電流流過，同步發(fā)電機(jī)就是利用電磁感應(yīng)原理將原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的動(dòng)能通過磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成為電能的。

如圖是同步發(fā)電機(jī)的工作原理圖。定子三相繞組A-X、B-Y、C-Z對(duì)稱安裝在定子鐵心內(nèi)。所謂對(duì)稱是指三相繞組匝數(shù)相等、軸線在空間上相差120°電角度（如下圖所示）。勵(lì)磁繞組裝設(shè)在轉(zhuǎn)子上，繞組中通以直流電流產(chǎn)生發(fā)電機(jī)主磁場(chǎng)，磁通如圖所示。原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在定子三相繞組上感應(yīng)產(chǎn)生對(duì)稱的三相電勢(shì)，即第二節(jié)發(fā)電機(jī)的工作原理感應(yīng)電勢(shì)的頻率取決于發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n（r/min）。即f=pn/60（Hz）表明發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)p和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n一定時(shí)，發(fā)電機(jī)電勢(shì)頻率就一定，即轉(zhuǎn)速與頻率保持嚴(yán)格不變的關(guān)系，這是同步發(fā)電機(jī)的基本特點(diǎn)之一。我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz，當(dāng)極對(duì)數(shù)p=1時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=3000r/min；當(dāng)極對(duì)數(shù)p=2時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=1500r/min，以此類推。發(fā)電機(jī)三相繞組與三相對(duì)稱負(fù)載接通，會(huì)產(chǎn)生對(duì)稱三相電流，并產(chǎn)生一個(gè)合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其轉(zhuǎn)速n=60f/p，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相同，又稱同步，同步發(fā)電機(jī)即由此得名。第二節(jié)發(fā)電機(jī)的工作原理二、同步發(fā)電機(jī)的額定參數(shù)⑴額定容量SN或額定功率PN發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期安全運(yùn)行時(shí)，所能夠輸出的最大視在功率（kVA或MVA）或有功功率（kW或MW）；⑵額定電壓UN發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，機(jī)端定子三相繞組的線電壓（V或kV）；⑶額定電流IN發(fā)電機(jī)正常連續(xù)運(yùn)行時(shí)，定子繞組允許通過的最大線電流（A）；⑷額定功率因數(shù)cosφN同步發(fā)電機(jī)的額定功率與額定容量的比值。關(guān)系：PN=SNcosφN=UNINcosφN第二節(jié)發(fā)電機(jī)的工作原理⑸其它參數(shù)額定效率ηN(%)，額定頻率fN(Hz)，額定轉(zhuǎn)速nN(r/min)，額定勵(lì)磁電壓ULN(V)，額定勵(lì)磁電流ILN(A)，額定溫升τN(℃)等。國(guó)電蚌埠發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的參數(shù)：額定功率：600MW；（連續(xù)最大648.322MW）額定電壓：20kV；額定電流：19250A；額定功率因數(shù)：0.9；額定效率：99.0%；額定頻率：50Hz；額定轉(zhuǎn)速：3000r/min；極數(shù)：2；冷卻方式：水-氫-氫；額定氫壓：0.4MPa；絕緣等級(jí)：F負(fù)序電流承載能力：連續(xù)：(I2/IN)≥10%；短時(shí)：(I2/IN)2t≥10S；短路比：0.542山東濰坊發(fā)電廠二期2×670MW機(jī)組工程汽輪發(fā)電機(jī)組采用上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司引進(jìn)西屋公司技術(shù)生產(chǎn)的670MW等級(jí)水氫氫汽輪發(fā)電機(jī)及其配套的自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。基本規(guī)格和參數(shù)：額定容量 733MVA額定功率：660MW（保證值）（額定氫壓0.5MPa、氫冷卻器進(jìn)水溫度35℃）最大連續(xù)功率： 708MW（額定氫壓0.5MPa、氫冷卻器進(jìn)水溫度30℃）最大輸出功率： 738MW（額定氫壓0.5MPa、氫冷卻器進(jìn)水溫度26℃）額定功率因數(shù) 0.9（滯后）額定電壓 20kV定子額定電流IN21180A額定轉(zhuǎn)速 3000r/min額定頻率 50Hz相數(shù) 3極數(shù) 2定子線圈接法 YY額定氫壓0.50MPa額定效率（保證值）98.92%短路比（保證值） 0.5額定勵(lì)磁電壓UfN

441V額定勵(lì)磁電流IfN4493A冷卻方式水氫氫

勵(lì)磁方式自并勵(lì)靜態(tài)勵(lì)磁

定子線圈極限溫度79℃

轉(zhuǎn)子線圈極限溫度98℃

定子鐵芯極限溫度93℃

定子端部結(jié)構(gòu)件允許溫度＜120℃

發(fā)電機(jī)進(jìn)口風(fēng)溫46～48℃

發(fā)電機(jī)出口風(fēng)溫＜80℃

定子冷卻水流量105m3/h定子冷卻水進(jìn)口溫度40~50℃

定子冷卻水出口溫度＜85℃

定子冷卻水導(dǎo)電率0.5～1.5μS/cm定子水冷卻器進(jìn)水溫度38℃

定子水冷卻器出水溫度43℃

定子冷卻器水流量300m3/h氫氣冷卻器進(jìn)水溫度35℃

氫氣冷卻器出水溫度40℃

氫氣冷卻器水流量900t/h冷氫溫度46℃

熱氫溫度＜80℃

額定氫壓0.5MPa(g)最高允許氫壓0.52MPa(g)軸承潤(rùn)滑油進(jìn)口溫度35~45℃

軸承潤(rùn)滑油出口溫度＜70℃

軸承潤(rùn)滑油流量930L/min氫側(cè)密封瓦進(jìn)油溫度40~49℃

氫側(cè)密封瓦出油溫度≤70℃

氫側(cè)密封瓦油量55L/min空側(cè)密封瓦進(jìn)油溫度40~49℃

空側(cè)密封瓦出油溫度≤70℃

空側(cè)密封瓦油量235L/min定子鐵芯內(nèi)徑D01316mm,外徑Da2673mm定子鐵芯長(zhǎng)度Li6300mm例如國(guó)電莊河發(fā)電廠QFSN-600-2YHG發(fā)電機(jī)組的參數(shù)：額定功率：600MW（最大660MW）；冷卻方式：水氫氫額定電壓：20kV；額定電流：19250A；額定功率因數(shù)：0.90；額定效率：99.0%；額定頻率：50Hz；額定轉(zhuǎn)速：3000r/min；額定勵(lì)磁電壓：421.8V；額定勵(lì)磁電流：4128A；極數(shù)：2；額定氫壓：0.4Mpa。第二節(jié)發(fā)電機(jī)的工作原理三、同步發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)方程、等值電路和相量圖1、同步發(fā)電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁量同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由于定子三相繞相中有電流通過，也會(huì)形成一個(gè)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)也是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，稱之為電樞磁場(chǎng)，電樞磁場(chǎng)以與轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)相同的轉(zhuǎn)速，相同的方向旋轉(zhuǎn)。所以同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，氣隙中存在著兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和電樞旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。為了分析問題簡(jiǎn)單方便，可不計(jì)磁路飽和的影響。應(yīng)用疊加原理，認(rèn)為一個(gè)磁動(dòng)勢(shì)獨(dú)立產(chǎn)生一個(gè)磁通，并在電樞繞組中感應(yīng)出相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)。所以負(fù)載時(shí)定子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)包括轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)感應(yīng)的空載電動(dòng)勢(shì)、電樞磁場(chǎng)感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)和漏磁通感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)。上述磁通勢(shì)、磁通、電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系可表示如下：

第二節(jié)發(fā)電機(jī)的工作原理2、電勢(shì)方程

根據(jù)基爾霍夫電壓定律，參看圖7-6所示各電磁量正方向，得出一相繞組的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式

第二節(jié)發(fā)電機(jī)的工作原理第二節(jié)發(fā)電機(jī)的工作原理3、同步發(fā)電機(jī)的等值電路和相量圖由式(7-7)可得同步發(fā)電機(jī)的等值電路如圖7-7所示。根據(jù)圖7-7的等值電路可以畫出如圖7-8所示的同步發(fā)電機(jī)帶感性負(fù)載時(shí)的相量圖。

第三節(jié)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性運(yùn)行特性：同步發(fā)電機(jī)帶對(duì)稱負(fù)載運(yùn)行時(shí)，負(fù)載電流I、功率因數(shù)cosφ、端電壓U及勵(lì)磁電流IL等物理量之間的關(guān)系。⒈空載特性：發(fā)電機(jī)在定子繞組開路(I=0)、轉(zhuǎn)速等于額定轉(zhuǎn)速nN時(shí)，空載電勢(shì)Eq0與勵(lì)磁電流IL的關(guān)系曲線，如圖所示；該特性曲線表征了發(fā)電機(jī)磁路的飽和情況，可用來求發(fā)電機(jī)的參數(shù)，還可用來判斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組匝間短路故障；⒉短路特性：發(fā)電機(jī)在定子繞組短路、轉(zhuǎn)速等于額定轉(zhuǎn)速nN時(shí)，定子短路電流I與勵(lì)磁電流IL的關(guān)系曲線，如圖所示；該特性曲線可用來求發(fā)電機(jī)的重要參數(shù)：飽和的同步電抗與短路比，還可用來判斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組匝間短路故障；第三節(jié)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性⒊負(fù)載特性：發(fā)電機(jī)在定子電流I為額定、轉(zhuǎn)速等于額定轉(zhuǎn)速nN、功率因數(shù)cosφ為常數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓U與勵(lì)磁電流IL的關(guān)系曲線，如圖所示；不同的cosφ值，可得到不同的曲線；空載特性、短路特性和負(fù)載特性可以測(cè)定發(fā)電機(jī)的基本參數(shù)。⒋外特性：發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速nN下，保持勵(lì)磁電流IL和功率因數(shù)cosφ不變時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓U與負(fù)載電流I的關(guān)系曲線，如圖所示；特性曲線分為感性負(fù)載、電阻負(fù)載和容性負(fù)載下的特性，其中感性負(fù)載、電阻負(fù)載特性隨負(fù)載電流I的增大而下降，因其電樞磁場(chǎng)對(duì)主磁場(chǎng)呈去磁作用；容性負(fù)載特性隨負(fù)載電流I的增大而上升，因其電樞磁場(chǎng)對(duì)主磁場(chǎng)呈助磁作用；第三節(jié)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性⒌調(diào)整特性：發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速nN下，保持電壓U和功率因數(shù)cosφ不變時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流IL與負(fù)載電流I的關(guān)系曲線，如圖所示；特性曲線分為感性負(fù)載、電阻負(fù)載和容性負(fù)載下的特性，其中感性負(fù)載、電阻負(fù)載特性隨負(fù)載電流I的增大而增大，這是為了保持電壓U不變，必須相應(yīng)地增加勵(lì)磁電流，以補(bǔ)償負(fù)載電流產(chǎn)生電樞磁場(chǎng)的去磁作用；容性負(fù)載特性隨負(fù)載電流I的增大而下降，這是為了保持電壓U不變，必須相應(yīng)地減小勵(lì)磁電流，以抵消負(fù)載電流產(chǎn)生電樞磁場(chǎng)的助磁作用；⒍功角特性：發(fā)電機(jī)接入電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的電磁功率與功角（發(fā)電機(jī)空載電勢(shì)與端電壓之間的夾角）之間的關(guān)系曲線，如圖所示。前面系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)已經(jīng)講過。第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行屬于允許長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的工作狀態(tài)，特點(diǎn)：發(fā)電機(jī)的有功負(fù)荷、無功負(fù)荷、電壓、電流等都在允許的范圍內(nèi)，是穩(wěn)定、對(duì)稱的工作狀態(tài)；額定工作狀態(tài)：有功負(fù)荷、電壓、功率因數(shù)、頻率、冷卻介質(zhì)溫度均額定；發(fā)電機(jī)工作在額定工作狀態(tài)時(shí)，損耗小、效率高、轉(zhuǎn)矩均勻等；發(fā)電機(jī)一般運(yùn)行在接近額定工作狀態(tài)下運(yùn)行；正常運(yùn)行時(shí)，需要不斷調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，但不能超出允許范圍。一、發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行極限在穩(wěn)定運(yùn)行條件下，發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行極限取決于以下4個(gè)條件：(1)原動(dòng)機(jī)輸出功率極限，即原動(dòng)機(jī)的額定功率，一般要稍大于或等于發(fā)電機(jī)的額定功率；(2)發(fā)電機(jī)的額定兆伏安數(shù)，即由定子發(fā)熱決定的允許范圍。(3)發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)和勵(lì)磁機(jī)的最大勵(lì)磁電流，通常由轉(zhuǎn)子發(fā)熱決定。(4)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定度，當(dāng)發(fā)電機(jī)功率因數(shù)小于零而轉(zhuǎn)入進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，E0和U之間的夾角不斷增大，此時(shí)，發(fā)電機(jī)有功功率輸出受到靜態(tài)穩(wěn)定條件的限制。

第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行二、運(yùn)行參數(shù)不同于額定參數(shù)時(shí)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行發(fā)電機(jī)的額定容量是按照額定冷卻介質(zhì)溫度、額定電壓、額定頻率和額定功率因數(shù)等運(yùn)行條件下設(shè)計(jì)的。在實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)的冷卻介質(zhì)溫度、電壓、頻率和功率因數(shù)等都經(jīng)常發(fā)生變化，相應(yīng)地發(fā)電機(jī)的出力也隨之發(fā)生變化。⒈冷卻介質(zhì)溫度不等于額定值時(shí)對(duì)額定容量的影響當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的冷卻介質(zhì)溫度不等于額定值時(shí)，一般不能在額定容量條件下運(yùn)行，其允許負(fù)荷可隨冷卻介質(zhì)溫度的變化而改變。決定允許負(fù)荷的原則是定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的溫度都不超過其允許值。第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)定子繞組的溫度主要由以下幾個(gè)部分組成：⑴冷卻介質(zhì)的溫度；⑵因通風(fēng)摩擦損耗而引起的溫升；⑶因鐵耗引起的溫升；⑷因銅耗引起的溫升。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的溫度主要由以下幾個(gè)部分組成：⑴冷卻介質(zhì)的溫度；⑵因鐵耗引起的溫升；⑶因通風(fēng)摩擦損耗而引起的溫升；⑷因銅耗引起的溫升。冷卻介質(zhì)溫度變化時(shí)的允許出力如圖所示。第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行由特性可以看出，當(dāng)冷卻介質(zhì)溫度高于額定值時(shí)，應(yīng)降低的定子電流倍數(shù)大于應(yīng)降低的轉(zhuǎn)子電流倍數(shù)，故應(yīng)該以限制定子電流來減小出力，此時(shí)轉(zhuǎn)子繞組溫度不會(huì)超出允許值；當(dāng)冷卻介質(zhì)溫度低于額定值時(shí)，應(yīng)增加的轉(zhuǎn)子電流倍數(shù)小于應(yīng)增加的定子電流倍數(shù)，故應(yīng)該以限制轉(zhuǎn)子電流來增加出力，此時(shí)定子繞組溫度不會(huì)超出允許值。同時(shí)特性還表明：冷卻介質(zhì)溫度比額定值每低1℃所能增加的電流倍數(shù)（取決于轉(zhuǎn)子）較冷卻介質(zhì)溫度比額定值每高1℃所能降低的電流倍數(shù)（取決于定子）小，這一原則一般對(duì)發(fā)電機(jī)都適用，發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程中所規(guī)定的電流允許變化范圍即依據(jù)此原則確定。第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行⒉端電壓不同于額定值時(shí)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，其端電壓允許在額定電壓±5%范圍內(nèi)變動(dòng)，而發(fā)電機(jī)本身的額定出力不變。當(dāng)端電壓降低5%時(shí)，定子電流可增加5%；當(dāng)端電壓升高5%時(shí)，定子電流可減小5%，從而保證定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的溫度都不會(huì)超過允許值。當(dāng)端電壓低于額定值的95%運(yùn)行時(shí)，定子電流不應(yīng)超過額定值的5%，此時(shí)發(fā)電機(jī)須降低出力運(yùn)行，否則定子繞組的溫度要超出允許值；發(fā)電機(jī)運(yùn)行端電壓的下限是根據(jù)運(yùn)行穩(wěn)定性來確定的，一般不低于其額定值的90%；當(dāng)端電壓高于額定值的105%運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)出力也必須降低，因電壓升高使鐵心磁通密度增加，鐵耗增大，進(jìn)而引起鐵心溫度和定子繞組溫度升高；此外，發(fā)電機(jī)端電壓升高時(shí)，若維持發(fā)電機(jī)有功輸出不變，需要加大勵(lì)磁電流，引起轉(zhuǎn)子溫度升高，使轉(zhuǎn)子繞組的溫度要超出允許值。

第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)運(yùn)行的最高電壓應(yīng)按照制造廠家的規(guī)定執(zhí)行，一般不超過額定電壓的10%。否則可能會(huì)因定子漏磁的大大增加，使定子機(jī)架感應(yīng)巨大電流（如圖），引起局部過熱甚至燒毀。第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行⒊運(yùn)行頻率不同時(shí)的發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定發(fā)電機(jī)的運(yùn)行頻率要在一定范圍內(nèi)，我國(guó)采用50Hz±0.2~0.5Hz。運(yùn)行頻率比額定值高時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)子離心力增大，進(jìn)而損壞某些部件，故轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度是限制頻率的主要因素；此外頻率升高，轉(zhuǎn)速增加，摩擦損耗增大，發(fā)電機(jī)效率降低。運(yùn)行頻率比額定值低時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，冷卻風(fēng)進(jìn)風(fēng)量減少，使發(fā)電機(jī)冷卻條件變壞，溫度升高；同時(shí)頻率降低，需增加磁通以維持電壓不變，進(jìn)而產(chǎn)生局部過熱；此外頻率降低，還可能損壞汽輪機(jī)葉片、廠用電動(dòng)機(jī)出力下降，危及電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行⒋功率因數(shù)不同時(shí)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行發(fā)電機(jī)允許在不同的功率因數(shù)下運(yùn)行，但受下列條件的限制。(1)高于額定功率因數(shù)時(shí)，定子電流不應(yīng)超過允許條件的限制。(2)低于額定功率因數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流不應(yīng)超過允許值。(3)發(fā)電機(jī)在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)應(yīng)受到穩(wěn)定極限的限制

第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行

一、進(jìn)相運(yùn)行系統(tǒng)電壓升高，線路增長(zhǎng)，電容電流增大，出現(xiàn)輕負(fù)荷時(shí)無功功率過剩，使系統(tǒng)樞紐變電所電壓超過額定值（可達(dá)15%~20%），利用發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行可以消耗無功功率，進(jìn)行電壓調(diào)整。若調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)電勢(shì),則發(fā)電機(jī)從遲相運(yùn)行轉(zhuǎn)為進(jìn)相運(yùn)行，即從發(fā)出到吸收無功功率；勵(lì)磁電流越小，從系統(tǒng)吸收的無功越大，功角δ也越大，所以發(fā)電機(jī)在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，允許吸收多少無功，發(fā)出多少有功，主要取決于發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定的極限角。另外，發(fā)電機(jī)在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，會(huì)因發(fā)電機(jī)端部漏磁引起的渦流損失和磁滯損失而導(dǎo)致端部發(fā)熱。因此，發(fā)電機(jī)從遲相運(yùn)行轉(zhuǎn)為進(jìn)相運(yùn)行，靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備下降，端部嚴(yán)重發(fā)熱。第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，限制發(fā)電機(jī)容許出力的另一個(gè)因素是發(fā)電機(jī)端部發(fā)熱。端部發(fā)熱是由端部漏磁引起的，發(fā)電機(jī)的端部漏磁是由定子繞組端部漏磁和轉(zhuǎn)子繞組端部漏磁組成的合成磁通。它的大小除與發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、型式、材料、短路比等因素有關(guān)外，還與定子電流的大小、功率因數(shù)的高低等因素有關(guān)。發(fā)電機(jī)在進(jìn)相(欠勵(lì)磁)運(yùn)行時(shí)，其端部發(fā)熱比遲相(過勵(lì)磁)運(yùn)行嚴(yán)重。原因是在相同的視在功率下，發(fā)電機(jī)隨著功率因數(shù)COSφ由遲相向進(jìn)相轉(zhuǎn)移時(shí)，端部的漏磁通密度增大，引起定子端部的發(fā)熱也逐步趨向嚴(yán)重。根據(jù)理論計(jì)算，定子端部漏磁密度Be的平方隨功率因數(shù)角φ之間存在如圖4-22所示的關(guān)系。端部合成磁通隨功率因數(shù)COSφ變化的曲線如圖5-10所示。

第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行從圖4-22可以看出，當(dāng)視在功率一定，發(fā)電機(jī)從遲相向進(jìn)相轉(zhuǎn)移時(shí)，在COSφ=1(即φ=0°)附近，定子端部磁密上升很快。此后，隨著進(jìn)相φ角增大，COSφ降低，吸收的無功功率增多，Be仍繼續(xù)增大。而定子端部溫升與Be成正比，因此可能在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)使發(fā)電機(jī)定子端部過熱，從而成為限制發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行容量的因素之一。

第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行上面討論在視在功率一定時(shí)定子端部漏磁通與功率因數(shù)的關(guān)系，而當(dāng)功率因數(shù)一定時(shí)，端部漏磁通約與發(fā)電機(jī)的視在功率S成正比，如圖4-23所示。由圖中可以看出，如欲保持定子端部發(fā)熱為一定值，亦即端部漏磁通為一定值，隨著進(jìn)相程度的增大，視在功率S應(yīng)相應(yīng)降低。由于發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)的端部漏磁通及溫升隨功率因數(shù)和輸出功率而變化，所以為了在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)不致使端部溫升超過允許值，應(yīng)作發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)定子端部溫升限額曲線。根據(jù)這一溫升限額曲線就可以確定在不同進(jìn)相運(yùn)行深度時(shí)，端部溫升不超過允許值的條件下，發(fā)電機(jī)的有功功率和無功功率的限值。

第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行發(fā)電機(jī)在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，出力越大，靜態(tài)穩(wěn)定性越差，如圖為在功率因數(shù)一定的條件下，發(fā)電機(jī)端部漏磁通與出力的關(guān)系。由圖看出：欲保持一定的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備，保持端部發(fā)熱為定值，隨發(fā)電機(jī)進(jìn)相程度的增大，應(yīng)相應(yīng)降低出力。第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行下圖為大型機(jī)組發(fā)電機(jī)允許出力（有功和無功）與功率因數(shù)的關(guān)系。第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行由圖看出：當(dāng)發(fā)電機(jī)由遲相轉(zhuǎn)為進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，隨功率因數(shù)的下降，發(fā)電機(jī)的允許出力劇烈下降。大型發(fā)電機(jī)降低端部發(fā)熱的措施：采用非磁性鋼轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)；采用銅板屏蔽；開槽分割限制渦流等。二、調(diào)相運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)只發(fā)出無功或只吸收無功的運(yùn)行方式稱發(fā)電機(jī)的調(diào)相運(yùn)行。遇下列情況發(fā)電機(jī)須調(diào)相運(yùn)行：①水輪發(fā)電機(jī)在低水位或枯水季節(jié)；②汽輪發(fā)電機(jī)的汽輪機(jī)檢修期間；③汽輪發(fā)電機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)很低。發(fā)電機(jī)調(diào)相運(yùn)行分為：過勵(lì)磁運(yùn)行和欠勵(lì)磁運(yùn)行。過勵(lì)磁運(yùn)行：系統(tǒng)無功不足，負(fù)荷在電廠附近時(shí)；欠勵(lì)磁運(yùn)行：電廠帶低負(fù)荷，且經(jīng)長(zhǎng)線路與系統(tǒng)相連時(shí)。第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行發(fā)電機(jī)在調(diào)相運(yùn)行時(shí)，可與原動(dòng)機(jī)不分離，也可與原動(dòng)機(jī)分離單獨(dú)運(yùn)行。與原動(dòng)機(jī)不分離方式的優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行靈活性較大，在不改動(dòng)設(shè)備的情況下，既可以調(diào)相運(yùn)行，又可以作為系統(tǒng)熱備用，隨時(shí)可轉(zhuǎn)為正常發(fā)電方式。這種方式的缺點(diǎn)：須帶動(dòng)原動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，損耗較大；另外，發(fā)電機(jī)調(diào)相運(yùn)行須對(duì)發(fā)電機(jī)端部、汽輪機(jī)葉片過熱和散熱等進(jìn)行詳細(xì)分析和試驗(yàn)；特別是水輪發(fā)電機(jī)是立式結(jié)構(gòu)，一般不能與原動(dòng)機(jī)分離，此時(shí)為減小損耗，須用壓縮空氣將水壓出。與原動(dòng)機(jī)分離單獨(dú)運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)：可以減少有功損耗。缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)需用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速或借助異步轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)。第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行三、過負(fù)荷運(yùn)行正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子電流均不超過限定值。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路、發(fā)電機(jī)失步運(yùn)行、大批電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)及強(qiáng)行勵(lì)磁裝置動(dòng)作時(shí)，發(fā)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子都可能短時(shí)過負(fù)荷。電流超過額定值會(huì)使繞組溫度超過允許值，嚴(yán)重時(shí)可能造成機(jī)械損壞。過負(fù)荷數(shù)值越大、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，上述危險(xiǎn)越嚴(yán)重。因此發(fā)電機(jī)只允許短時(shí)過負(fù)荷。影響發(fā)電機(jī)過負(fù)荷時(shí)間的因素：發(fā)電機(jī)過負(fù)荷數(shù)值、持續(xù)時(shí)間和冷卻方式；

中小型發(fā)電機(jī)組定子繞組在1.5倍額定電流下允許持續(xù)運(yùn)行2min，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組在2倍額定電流下允許持續(xù)運(yùn)行30s；而60OMW機(jī)組在同樣的工況下，只能持續(xù)運(yùn)行30s和l0s。過流能力隨著容量的增加而顯著下降，負(fù)序過電流能力I2t值對(duì)中小型機(jī)組為30左右，而60OMW機(jī)組則減小到4.0。

第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行四、異步運(yùn)行發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障、因誤投滅磁開關(guān)使發(fā)電機(jī)失磁、短路故障使發(fā)電機(jī)失步等，都可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行。研究結(jié)果證明：發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁后，在一定時(shí)間內(nèi)能夠以異步狀態(tài)運(yùn)行，并繼續(xù)向系統(tǒng)輸送有功功率，這是提高系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施。影響發(fā)電機(jī)失磁后異步運(yùn)行的允許時(shí)間和輸送功率的因素：①定子和轉(zhuǎn)子發(fā)熱限制；②轉(zhuǎn)子電磁不對(duì)稱產(chǎn)生的脈沖轉(zhuǎn)矩引起的機(jī)組和基礎(chǔ)振動(dòng)的限制；③系統(tǒng)無功功率是否充足的限制；第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行發(fā)電機(jī)失磁后觀察到的現(xiàn)象失磁后的異步運(yùn)行狀態(tài)與原先的同步運(yùn)行狀態(tài)相比，有許多不同之處，其現(xiàn)象可由表計(jì)的變化看出，主要有：(1)轉(zhuǎn)子電流表的指示降為零或降到接近于零；(2)定子電流表擺動(dòng)且指示增大；(3)有功功率表指示減小且也發(fā)生擺動(dòng)；(4)無功功率表指示負(fù)值，功率因數(shù)表指示進(jìn)相，發(fā)電機(jī)母線電壓表指示值下降并擺動(dòng)；(5)轉(zhuǎn)子各部分溫度升高。

第五節(jié)同步發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行五、不對(duì)稱運(yùn)行不對(duì)稱負(fù)荷、輸電線路不對(duì)稱以及非全相運(yùn)行等都導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行。發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行，除有正序電流外，還會(huì)有負(fù)序電流。負(fù)序電流產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而引起定子繞組過熱、轉(zhuǎn)子的附加發(fā)熱及振動(dòng)，對(duì)發(fā)電機(jī)造成危害。發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，其允許負(fù)荷主要定于下3個(gè)條件。(1)負(fù)荷最大相的定子電流，不應(yīng)超過發(fā)電機(jī)定子的額定電流。(2)轉(zhuǎn)子最熱點(diǎn)的溫度，不應(yīng)超過轉(zhuǎn)子絕緣材料和金屬材料的允許溫度。(3)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的機(jī)械振動(dòng)，不應(yīng)超過允許范圍，機(jī)械振動(dòng)的允許值按制造廠推薦的標(biāo)準(zhǔn)確定。

對(duì)負(fù)序電流的限制措施限制負(fù)序電流的措施主要有：⑴供電部門：盡可能保持三相平衡，避免單相負(fù)荷集中于一相。⑵電力系統(tǒng)：系統(tǒng)的零序阻抗對(duì)不對(duì)稱運(yùn)行的電流不對(duì)稱度有直接影響，故運(yùn)行中應(yīng)適當(dāng)減小零序阻抗，如增加變壓器中性點(diǎn)直接接地點(diǎn)等。⑶電機(jī)制造商：在設(shè)計(jì)、制造工藝上盡可能減輕負(fù)序電流的危害。如對(duì)300MW和600MW大型汽輪發(fā)電機(jī)組在轉(zhuǎn)子兩端裝設(shè)梳齒形半阻尼系統(tǒng)，以在出現(xiàn)負(fù)序電流產(chǎn)生的反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，在該梳齒形半阻尼系統(tǒng)中感應(yīng)出渦流，對(duì)負(fù)序磁場(chǎng)起削弱作用，有利于降低轉(zhuǎn)子端部及槽楔接縫處的局部發(fā)熱。為了限制汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的負(fù)序電流引起的發(fā)熱，對(duì)國(guó)產(chǎn)300MW和600MW機(jī)組提出兩項(xiàng)指標(biāo)：暫態(tài)指標(biāo)和穩(wěn)態(tài)指標(biāo)。

暫態(tài)指標(biāo)是用來限制不對(duì)稱短路時(shí)間和負(fù)序電流值的。如300MW和600MW汽輪發(fā)電機(jī)組應(yīng)滿足I22t的持續(xù)時(shí)間小于10s，其中I2為標(biāo)幺值，t為短路時(shí)間（s）。I2由下式?jīng)Q定：式中i2為負(fù)序電流瞬時(shí)值對(duì)額定電流的比值。I22t表明不僅限制I2值，而且要限制其承受I2的時(shí)間。穩(wěn)態(tài)指標(biāo)是用來限制穩(wěn)態(tài)負(fù)序電流的。如對(duì)300MW和600MW汽輪發(fā)電機(jī)，通常要求I2/IN（標(biāo)幺值）小于0.08~0.10。如黃金埠電廠和國(guó)電莊河電廠600MW汽輪發(fā)電機(jī)的I22t不超過10s，I2/IN值不超過0.10。下表是國(guó)產(chǎn)300MW和600MW機(jī)組的負(fù)序電流指標(biāo)。

⑷系統(tǒng)運(yùn)行：要注意不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷最重的相電流不應(yīng)超過發(fā)電機(jī)組的額定值，而且各相電流差值與額定電流之比不能超過10%，否則要降低發(fā)電機(jī)的出力。

發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視與檢查維護(hù)

⒈發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行下列項(xiàng)目監(jiān)視：⑴每小時(shí)記錄發(fā)電機(jī)各運(yùn)行工況參數(shù)，并與打印報(bào)表相對(duì)照，若有異常，應(yīng)進(jìn)行分析并找出原因。若發(fā)現(xiàn)個(gè)別溫度測(cè)點(diǎn)異常，應(yīng)根據(jù)具體情況加強(qiáng)該部位的監(jiān)視，縮短記錄時(shí)間，并向有關(guān)部門匯報(bào)處理；⑵嚴(yán)格監(jiān)視發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況，及時(shí)調(diào)整使發(fā)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)不超過規(guī)定值；⑶按照調(diào)度下達(dá)的負(fù)荷曲線，合理經(jīng)濟(jì)地調(diào)整各發(fā)電機(jī)的有功負(fù)荷和無功負(fù)荷。

⒉發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的檢查正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備進(jìn)行全面認(rèn)真的檢查，若發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，應(yīng)及時(shí)記錄、匯報(bào)和處理。檢查的項(xiàng)目有：⑴發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備各部分的溫度、溫升應(yīng)正常；⑵從發(fā)電機(jī)窺視孔內(nèi)檢查定子繞組端部不變形、無漏膠；無絕緣破壞、綁線墊塊松動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生；在滅燈情況下觀察有無電暈發(fā)生；⑶電刷及接地電刷連接應(yīng)牢固，應(yīng)無過熱、卡澀、破碎、跳動(dòng)現(xiàn)象；壓簧完好，引線接線良好；電刷應(yīng)無冒火現(xiàn)象，電刷長(zhǎng)度應(yīng)不小于20mm；

⑷空冷室照明應(yīng)良好，窺視窗玻璃完好，空氣冷卻器無漏風(fēng)、漏水、結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生；⑸整流柜應(yīng)運(yùn)行正常，各元件應(yīng)完好；⑹各斷路器、隔離開關(guān)及其連接母線應(yīng)無過熱現(xiàn)象，支持絕緣子、電流互感器、電壓互感器及穿墻套管應(yīng)無電暈放電現(xiàn)象；油斷路器油位、油色應(yīng)正常，無漏油、噴油現(xiàn)象；SF6斷路器SF6氣體壓力、純度、微水量應(yīng)正常；⑺自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置各指示燈、表計(jì)顯示應(yīng)正常，各插件無松動(dòng)，各開關(guān)投切符合要求；⑻機(jī)組所有保護(hù)應(yīng)運(yùn)行正常，連接片位置正確。

對(duì)雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)組還應(yīng)檢查下列項(xiàng)目：⑴發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子冷卻水壓力、流量、進(jìn)出口溫度、溫升及進(jìn)出風(fēng)溫應(yīng)正常；⑵發(fā)電機(jī)本體的冷卻水系統(tǒng)應(yīng)無滲水、漏水現(xiàn)象，液位檢測(cè)器工作應(yīng)正常。對(duì)氫冷發(fā)電機(jī)組還應(yīng)檢查以下項(xiàng)目：⑴軸承油溫、軸瓦溫度、軸承振動(dòng)及其他運(yùn)轉(zhuǎn)部件應(yīng)正常；⑵發(fā)電機(jī)氫氣系統(tǒng)各閥門應(yīng)處于規(guī)定開、關(guān)位置；⑶勵(lì)磁機(jī)小室內(nèi)應(yīng)無漏油、漏水現(xiàn)象；⑷對(duì)采用無刷勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，應(yīng)檢查無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)整流二極管無損壞；⑸檢查氫氣壓力應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，其純度應(yīng)大于96%，微水量應(yīng)符合要求；⑹液位檢測(cè)器工作應(yīng)正常；⑺發(fā)電機(jī)空、氫側(cè)密封油系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)正常。

⒊發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的維護(hù)在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中應(yīng)進(jìn)行下列維護(hù)工作：⑴定期進(jìn)行滑環(huán)和電刷的清潔工作。包括清除電刷刷架、刷握、滑環(huán)等處的積灰和油污；⑵定期測(cè)量滑環(huán)電刷的均流度，并消除發(fā)現(xiàn)的問題。在長(zhǎng)期運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)滑環(huán)電刷因各種原因（電刷長(zhǎng)短不一、彈簧壓力不均等）使接觸電阻不等進(jìn)而造成滑環(huán)電刷電流不均，反映電流不均勻的程度稱均流度。零電流電刷越多，其它電刷承載的電流就越大，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，會(huì)使大電流電刷嚴(yán)重發(fā)熱甚至燒紅，繼而可能造成惡性循環(huán)，甚至被迫停機(jī)。

⑶及時(shí)更換過短和不能繼續(xù)使用的電刷。更換時(shí)要使用規(guī)定型號(hào)的電刷，如果使用的電刷的材質(zhì)硬度和導(dǎo)電性能不合適，有可能加速滑環(huán)表面磨損或?qū)е虏糠蛛娝⑦^熱，影響機(jī)組的運(yùn)行。在更換電刷的過程中，要防止接地，嚴(yán)禁同時(shí)用兩手碰觸勵(lì)磁回路和接地部分或不同極性的帶電部分，也不允許兩人同時(shí)對(duì)同一機(jī)組不同極的電刷更換，以免造成勵(lì)磁系統(tǒng)兩點(diǎn)接地短路。更換后的電刷應(yīng)在刷握內(nèi)活動(dòng)自如、壓緊彈簧壓力正常。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)

所謂水氫冷汽輪發(fā)電機(jī)的水氣油系統(tǒng)是指發(fā)電機(jī)定子線圈內(nèi)冷水系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)冷及鐵芯冷卻氫氣系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的密封油系統(tǒng)。本節(jié)主要介紹水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)。一、發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)㈠概述本節(jié)對(duì)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)定子線圈內(nèi)冷水系統(tǒng)了比較詳細(xì)的介紹。㈡產(chǎn)品結(jié)構(gòu)介紹1、水系統(tǒng)特點(diǎn)及功能定子線圈冷卻水系統(tǒng)是一個(gè)組裝式的閉式循環(huán)系統(tǒng)，本系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能簡(jiǎn)介如下：⑴采用冷卻水通過定子線圈空心導(dǎo)線，將定子線圈損耗產(chǎn)生的熱量帶出發(fā)電機(jī)。⑵用冷卻器帶走冷卻水從定子線圈吸取的熱量。⑶系統(tǒng)中設(shè)有過濾器以除去水中的雜質(zhì)。⑷用旁路式離子交換器對(duì)冷卻水進(jìn)行軟化，控制其電導(dǎo)率。⑸使用檢測(cè)儀表及報(bào)警器件等設(shè)備對(duì)冷卻水的電導(dǎo)率、流量、壓力及溫度等進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)控。⑹具有定子線圈反沖洗功能，提高定子線圈沖洗效果。⑺水系統(tǒng)中的所有管道及與線圈冷卻水接觸的元器件均采用抗腐蝕材料。第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)2、發(fā)電機(jī)線圈冷卻水路系統(tǒng)定子線圈冷卻水通過外部進(jìn)水管進(jìn)入發(fā)電機(jī)勵(lì)端定子機(jī)座內(nèi)的環(huán)形總進(jìn)水管，其中一路通過聚四氟乙烯絕緣水管流入定子線棒中的空心導(dǎo)線，然后從線圈的另一端（汽端）經(jīng)絕緣引水管匯入環(huán)形出水管；另一路經(jīng)絕緣引水管流入定子線圈主引線，出主引線后經(jīng)絕緣引水管匯入安置在出線盒的出水管，然后也經(jīng)外管道匯入汽端環(huán)形出水管。雙路水流最后從汽端機(jī)座上部流出發(fā)電機(jī)，經(jīng)總出水管返回到水箱。環(huán)形進(jìn)水管和出水管的頂部通過一根排氣管相互連接，排氣管直接和水箱相通，用以排除定子線圈中的氣體。該排氣管還可在水系統(tǒng)斷水時(shí)起防止虹吸的作用?？傔M(jìn)、出水管之間裝有壓差表計(jì)和一系列壓差開關(guān)，用于指示冷卻水通過定子線圈的水流壓降，并對(duì)不正常的壓降發(fā)出報(bào)警信號(hào)。外部總進(jìn)、出水管上各裝有一個(gè)測(cè)溫元件和一個(gè)溫度開關(guān)，用于進(jìn)、出水管的監(jiān)測(cè)和報(bào)警。此外，總進(jìn)水管上還裝有錐形過濾器，用于防止較大尺寸的雜質(zhì)進(jìn)入定子空心導(dǎo)線。總進(jìn)水管上裝有壓力表用于指示進(jìn)水壓力。在總進(jìn)水管和發(fā)電機(jī)定子機(jī)座之間還裝有壓差開關(guān)。壓差開關(guān)的高壓端接至定子機(jī)座內(nèi)部（氫壓），低壓端與總進(jìn)水管（水壓）相連。正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫壓應(yīng)高于定子線圈進(jìn)水壓力。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓下降到僅高于進(jìn)水水壓35kPa時(shí)，該壓差開關(guān)將動(dòng)作并發(fā)出“氫－水壓差低”報(bào)警信號(hào)。3、水箱水箱是閉路循環(huán)水系統(tǒng)中的一個(gè)儲(chǔ)水容器。定子線圈的出水首先進(jìn)入水箱，回水中如含有微量的氫氣可在水箱內(nèi)釋放。當(dāng)水箱內(nèi)氣壓高于一定值時(shí)，可通過水箱上安全閥自動(dòng)排氣。水箱裝有液位開關(guān)，用于自動(dòng)控制補(bǔ)水以保持箱內(nèi)正常的液位水平及對(duì)過高或過低的液位發(fā)出報(bào)警。水箱上還配有液位計(jì)，用以觀察水箱液位。由于少量高壓氫氣可滲過聚四氟乙烯絕緣引水管而進(jìn)入定子水系統(tǒng)中，最終匯集于水箱上部。因此，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，水箱上部聚有氫氣是正常的現(xiàn)象。第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)機(jī)組初運(yùn)行是因機(jī)內(nèi)氫氣濕度可能偏高，同時(shí)定子線圈內(nèi)部循環(huán)水溫度又可能過低，為防止定子線圈表面結(jié)露，水箱內(nèi)還裝有蒸汽加熱裝置，以便在機(jī)組升壓和投入運(yùn)行之前對(duì)定子線圈內(nèi)部的循環(huán)水進(jìn)行加熱，從而杜絕線圈表面結(jié)露現(xiàn)象的發(fā)生。蒸汽加熱裝置的蒸汽來源為電廠雜用蒸汽，壓力為0.8～1.3MPa，溫度約320℃左右。流量為2m3/h。第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)4、水泵定子水系統(tǒng)中裝有兩臺(tái)并聯(lián)的離心式水泵，兩臺(tái)水泵互為備用。泵的出口處裝有單向止回閥以隔離二水泵。二臺(tái)水泵要求具有聯(lián)動(dòng)功能，即一臺(tái)水泵退出運(yùn)行時(shí)，備用水泵能立即自動(dòng)啟動(dòng)。本裝置提供泵組故障信號(hào)，即由跨接在水泵進(jìn)出口管道上的壓差開關(guān)來實(shí)現(xiàn)：當(dāng)一臺(tái)運(yùn)行中的水泵發(fā)生故障，使得泵兩端的壓差降至0.14MPa時(shí)，在發(fā)出報(bào)警信號(hào)的同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)備用泵以維持水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。用戶應(yīng)增設(shè)水泵電動(dòng)機(jī)電氣連鎖裝置，以確保水泵互為備用。5、水冷卻器水系統(tǒng)中裝有兩臺(tái)并聯(lián)的水冷卻器，每臺(tái)冷卻器可承擔(dān)發(fā)電機(jī)100％所需要的熱交換功率。正常情況下一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)備用。6、水過濾器定子水系統(tǒng)中裝有兩臺(tái)并聯(lián)的水過濾器，正常情況下一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)備用。過濾器的兩端跨接著壓差開關(guān)。當(dāng)過濾器兩端壓差增大到一定值時(shí)，壓差開關(guān)動(dòng)作并發(fā)出“過濾器壓差高”報(bào)警信號(hào)，此時(shí)應(yīng)及時(shí)將備用過濾器投入運(yùn)行，清理或更換被堵塞的過濾器濾芯。在切換水泵、過濾器及冷水器時(shí)，必須先將備用裝置投入使用，然后才可關(guān)閉待處理的裝置，以防造成瞬時(shí)斷水而引起發(fā)電機(jī)跳閘事故。第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)7、離子交換器水系統(tǒng)的功能之一是保持進(jìn)入定子線圈的冷卻水處于合適的低電導(dǎo)率值，這是因?yàn)槎ㄗ咏^緣引水管須承受定子線圈對(duì)地電壓。水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，從冷卻水路中旁路一小部分的冷卻水，使水流經(jīng)一臺(tái)混床式離子交換器來實(shí)現(xiàn)冷卻水的低電導(dǎo)率。流經(jīng)離子交換器的冷卻水水量通過流量表計(jì)指示，并由手動(dòng)閥門控制通過離子交換器的水量。在正常情況下，只需要少量的冷卻水流經(jīng)離子交換器，即可保證主循環(huán)水路中冷卻水的電導(dǎo)率處于規(guī)定的范圍內(nèi)。只有當(dāng)電導(dǎo)率居高不下時(shí)，才有必要增大流經(jīng)離子交換器的水量。第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)8、氮?dú)鈮毫ο到y(tǒng)水系統(tǒng)水箱是密閉的。在水箱液位以上的空間應(yīng)充有一定壓力的氮?dú)猓愿綦x空氣對(duì)水質(zhì)的不良影響。氮?dú)鈦碜怨┑獨(dú)庋b置，沖入水箱的氮?dú)鈮毫?，由氮?dú)鉁p壓器自動(dòng)穩(wěn)定在14KPa。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)充有氫氣時(shí)，此時(shí)少量氫氣可通過聚四氟乙烯絕緣引水管滲入冷卻水并在水箱內(nèi)釋放。為防止水箱內(nèi)壓力過高，水箱上裝有開啟值為35KPa的安全閥。當(dāng)水箱內(nèi)不充氮?dú)鈺r(shí)，水系統(tǒng)仍可運(yùn)行。第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)9、定子線圈內(nèi)冷水路的排水和干燥在進(jìn)行定子線圈的絕緣試驗(yàn)時(shí)，如線圈中的剩水影響試驗(yàn)的進(jìn)行，此時(shí)應(yīng)將定子水系統(tǒng)中的水徹底排放。在放水之前，水箱應(yīng)先減壓，將水箱的殘余氣體通過安全閥旁路排入大氣。然后關(guān)閉供氣閥門以切斷供氮管道和定子線圈水系統(tǒng)的聯(lián)系。發(fā)電機(jī)定子線圈內(nèi)的水可通過從發(fā)電機(jī)兩端總進(jìn)、出水管上引出的信號(hào)檢測(cè)管道排掉。當(dāng)所有定子線圈內(nèi)的水通過排放管排掉后，可將水箱內(nèi)的剩水也放掉。為了進(jìn)一步干燥定子線圈，可用清潔的儀用壓縮空氣繼續(xù)驅(qū)趕殘水。第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)關(guān)閉水箱上的排氣閥、液位計(jì)閥、通往水泵的閥門，允許對(duì)水箱及定子線圈充入0.5Mpa的壓縮空氣，然后快度開啟勵(lì)端發(fā)電機(jī)底部的球閥＃400釋放壓力，利用高速氣流迫使空心導(dǎo)線中的殘水沖出線圈。上述方法可視需要反復(fù)進(jìn)行，直到線圈內(nèi)殘留的水很少，即排放氣體時(shí)看不到水珠或水霧噴出來為止。如采用了上述方法后還不能達(dá)到絕緣要求，即可用抽真空的方法對(duì)定子線圈水系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的干燥。水箱上備有連接電廠真空系統(tǒng)的管道。施加的真空出水系統(tǒng)上的真空壓力表指示。真空干燥的效果取決于抽真空的時(shí)間、真空度和溫度的大小。10、補(bǔ)充水系統(tǒng)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水來自于鍋爐的凝結(jié)水系統(tǒng)或除鹽水系統(tǒng)。補(bǔ)充水依序通過補(bǔ)水過濾器、減壓閥、電磁閥（或旁路閥）、流量開關(guān)和離子交換器，然后進(jìn)入水箱。電磁閥的開閉由位于水箱上的液位開關(guān)控制。為了防止補(bǔ)充水進(jìn)水壓力過高，進(jìn)水管道上還裝有安全閥。11、電導(dǎo)率儀定子線圈冷卻水的電導(dǎo)率由三個(gè)電導(dǎo)率儀來監(jiān)測(cè)，其中兩個(gè)并聯(lián)的安裝在定子線圈主水管道的旁路上，用于檢測(cè)主水路的電導(dǎo)率；一個(gè)安裝在離子交換器的出水管路上。電導(dǎo)率儀帶有報(bào)警開關(guān)。主水路電導(dǎo)率的正常范圍應(yīng)為0.5～1.5μS/cm。當(dāng)主水路中的電導(dǎo)率達(dá)到5和9.5μS/cm時(shí)，將分別發(fā)出“電導(dǎo)率高”和“電導(dǎo)率非常高”報(bào)警。離子交換器出口水路的電導(dǎo)率達(dá)到1.5μS/cm時(shí)，發(fā)出“離子交換器出口電導(dǎo)率高”報(bào)警。離子交換器出口水路中的電導(dǎo)率可直接反映出離子交換器內(nèi)樹脂的飽和情況。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)12、氣表定子水箱排氣管道上裝有氣表（煤氣表），用以監(jiān)視并記錄從水箱中排出氣體的數(shù)量。在正常運(yùn)行情況下，每天約有50～150升的氫氣通過絕緣引水管匯集到水箱。當(dāng)流過氣表的流量明顯增大并伴有發(fā)電機(jī)補(bǔ)氫量增加時(shí)，提示定子內(nèi)冷水路可能泄有漏。

㈢安裝1、概述定子線圈水系統(tǒng)供水裝置通過主管道與發(fā)電機(jī)定子線圈相連。為了防止雜質(zhì)進(jìn)入管路系統(tǒng)。接管前所有的保護(hù)蓋板或封口均不得拆開。一切外接管道均要求嚴(yán)格清洗并用氬弧焊打底，防止接管過程中雜質(zhì)進(jìn)入管道。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子線圈水系統(tǒng)供水裝置之間的水平連接管至少應(yīng)有2％的傾斜度。只有這樣，當(dāng)水泵停止運(yùn)行后所有管道內(nèi)的水才會(huì)自動(dòng)排回到定子水系統(tǒng)供水裝置，而不至于殘留在管道中。所有的排污、排水管道口與排地溝管子之間要有100～200mm左右的斷口，以便觀察排污、排水閥門是否泄漏。排地溝管子可裝上錐形喇叭口以便接水。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)2、預(yù)防措施只有當(dāng)定子線圈內(nèi)部需用壓縮空氣排水時(shí)，才允許將壓縮空氣裝置和水箱之間的拆卸式連接管“J”裝上。只有在系統(tǒng)管道和定子線圈水管路沖洗合格后，才可把過濾器濾芯、離子交換樹脂和電導(dǎo)率儀等裝上或投入使用。3、定子線圈及其它零部件的氣密試驗(yàn)在安裝發(fā)電機(jī)上的定子線圈冷卻水管和對(duì)發(fā)電機(jī)座氣密試驗(yàn)之前，應(yīng)先按發(fā)電機(jī)定子線圈氣密試驗(yàn)的有關(guān)資料對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組及其它零部件作氣密試驗(yàn)。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)4、系統(tǒng)管道和其他部件的沖洗定子線圈水系統(tǒng)供水裝置在制造廠已沖洗干凈，其所有與發(fā)電機(jī)相接的外部水管應(yīng)在電廠安裝后再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)沖洗，在現(xiàn)場(chǎng)沖洗時(shí)，除了在總進(jìn)水管上裝上錐形過濾器，并在反沖洗管道上裝上斜插式過濾器芯外，還應(yīng)在水箱的回水入口法蘭間裝上臨時(shí)性反沖洗閥門，以改變水流方向，提高沖洗效果。在定子線圈和其他部件的現(xiàn)場(chǎng)沖洗完畢后，應(yīng)將水排掉并拆除臨時(shí)過濾網(wǎng)，并打開水箱入孔蓋板，對(duì)水箱內(nèi)部進(jìn)行徹底清理。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)5、定子線圈外部水管路的沖洗外部管道的水沖洗可與上述“定子線圈及其零部件的氣密試驗(yàn)”同時(shí)進(jìn)行，以縮短安裝進(jìn)度。6、水箱氣密試驗(yàn)水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，無論水箱是否充氮，水箱的上部終將積蓄有氫氣，水箱屬帶氫設(shè)備。因此，在水箱清理完畢后需要對(duì)水箱進(jìn)行氣密試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，先在水箱內(nèi)充入半箱左右的水，然后充入0.5MPa的壓縮空氣及200克左右的氟利昂，用嗅敏儀對(duì)水箱的上部排氣管路進(jìn)行仔細(xì)檢查。

㈣運(yùn)行1、定子線圈冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行準(zhǔn)備裝上過濾器濾芯和離子交換樹脂、打開電導(dǎo)率發(fā)送器的隔離閥門，為了防止樹脂處于干燥狀態(tài)，應(yīng)立即向水系統(tǒng)充水，樹脂不允許結(jié)凍。系統(tǒng)可按下列步驟投入運(yùn)行：⑴整定水箱液位控制器⑵操作閥門開閉，使位于水系統(tǒng)上的可卸式連接管“J”處于斷開狀態(tài)。⑶關(guān)閉＃448、＃460閥門和供氮系統(tǒng)中的＃49閥門以及氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)器“Z”，切斷發(fā)電機(jī)的供氮管道。⑷啟動(dòng)密封油系統(tǒng)。⑸發(fā)電機(jī)的氣體置換。發(fā)電機(jī)應(yīng)先充入壓力為0.4（600MW）MPa的額定氫氣，從而使水系統(tǒng)所在驅(qū)氣和充水期間，機(jī)內(nèi)的氫壓能始終高于定子線圈內(nèi)的水壓。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)2、水系統(tǒng)的驅(qū)氣和充水⑴打開＃428閥使補(bǔ)充水進(jìn)入水系統(tǒng)。將減壓閥＃430的出口壓力整定在0.53MPa。⑵補(bǔ)充水流經(jīng)由裝于水箱上的液位開關(guān)SWSV－2控制電磁閥＃433。⑶打開＃420、＃421和＃509閥將水充入離子交換器。約充水5分鐘后關(guān)閉＃420、＃421和＃509閥。⑷打開＃512閥對(duì)總回路進(jìn)行排氣。⑸打開＃424閥將水充入水箱，同時(shí)水流還將流入水泵、過濾器、冷水器及其連接管道。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)⑹當(dāng)水箱液位達(dá)到正常時(shí)，＃433電磁閥將在液位開關(guān)SWSV－1的作用下關(guān)閉，此時(shí)可手動(dòng)打開＃431閥繼續(xù)充水。當(dāng)＃431閥打開時(shí)不要關(guān)閉＃512閥。若從＃512閥噴出的水流中不再含空氣時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)＃431閥，使之節(jié)流以防建立靜壓。⑺排氣閥＃501和＃505在過濾器和冷水器處于備用狀態(tài)時(shí)應(yīng)將其關(guān)閉。＃509、＃477和＃500排氣閥，應(yīng)先關(guān)閉，然后先開一整圈，用于連續(xù)排氣。⑻啟動(dòng)一臺(tái)水泵使水流循環(huán)，當(dāng)從＃512閥噴出的水流中不再含有空氣時(shí)停泵。一般此過程約需一個(gè)多小時(shí)，停泵后一次關(guān)閉＃431閥和＃512閥。

3、水系統(tǒng)的充氮⑴關(guān)閉排氣管路上的＃445閥⑵開啟氫系統(tǒng)上的＃78閥并將減壓器”Z”出口壓力整定在0.1MPa左右。⑶打開＃448閥，使氮?dú)獬淙胨?。⑷打開＃511閥排放過量的水，直到水箱內(nèi)液位在液位計(jì)上顯示高位為止。⑸啟動(dòng)＃1水泵和＃2水泵并將水箱內(nèi)液位整定在正常值。裝在水箱上的液位開關(guān)會(huì)自動(dòng)通過控制＃433電磁閥來補(bǔ)充水量。如果發(fā)生高液位報(bào)警，可打開＃511閥排水，直至液位正常為止⑹整定所有的閥門。通過上述操作完成水箱的充氮，水箱液位也處于正常位置。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)4、水系統(tǒng)運(yùn)行前狀態(tài)的檢查⑴在發(fā)電機(jī)運(yùn)行之前，先檢查一下水泵的運(yùn)行情況。啟動(dòng)＃1水泵使之投入運(yùn)行。關(guān)閉＃475閥并慢慢打開＃474閥，當(dāng)壓差開關(guān)【21】前后的壓差降低至0.14MPa時(shí)，＃2水泵應(yīng)能立即啟動(dòng)，此時(shí)應(yīng)盡快使＃1水泵停運(yùn)。⑵＃2水泵可采用同樣的方式進(jìn)行試驗(yàn)，壓差開關(guān)【20】觸發(fā)值可通過關(guān)閉＃471閥和慢慢打開＃470閥來檢查。

⑶過濾器兩端的壓差報(bào)警信號(hào)，可通過關(guān)閉＃480閥和慢慢打開＃481閥來整定。將壓差開關(guān)【22】整定在過濾器兩端的壓差比額定流量的壓差增加21KPa時(shí)能觸發(fā)報(bào)警的位置。⑷當(dāng)冷卻水通過定子線圈時(shí)，在線圈的二端產(chǎn)生一壓差，此壓差的大小可直接反映流過定子線圈水流量的大小。所有非正常的流量通過一系列壓差開關(guān)【31】、【29】、【30A】和【30B】來發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)定子線圈進(jìn)出水兩端壓降比正常壓降大35KPa時(shí)，表明定子線圈水路可能發(fā)生堵塞，該“定子線圈壓降大”報(bào)警信號(hào)可通過關(guān)閉＃489閥慢慢打開＃485閥門來整定，當(dāng)壓差開關(guān)【31】整定好后再打開＃489閥，并關(guān)閉＃485閥。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)另外四個(gè)低壓報(bào)警信號(hào)可通過關(guān)閉＃490閥和慢慢打開＃486閥來整定，當(dāng)定子流量降低到額定流量的80％左右時(shí)，壓差開關(guān)【29】發(fā)出“定子線圈流量低”報(bào)警；當(dāng)流量進(jìn)一步下降至額定流量的70％時(shí)，可將另三個(gè)信號(hào)并聯(lián)的壓差開關(guān)【30】、【30A】和【30B】整定在觸發(fā)位置，此時(shí)將發(fā)出“定子線圈流量非常低”報(bào)警信號(hào)。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)5、發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)“定子線圈流量非常低”報(bào)警信號(hào)發(fā)出后延時(shí)30秒，發(fā)電機(jī)即跳閘，以保護(hù)定子線圈不因冷卻水流量過低而引起燒毀事故。三個(gè)并聯(lián)的壓差信號(hào)用于斷水保護(hù)，根據(jù)“三取二”原則，由計(jì)算機(jī)或電氣方式實(shí)現(xiàn)斷水保護(hù)，以提高斷水保護(hù)的可靠性。6、冷水器的運(yùn)行冷水器的出口處的水溫在正常情況下應(yīng)不超過50℃。

7、離子交換器的運(yùn)行在發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行之前，循環(huán)水路中冷卻水的電導(dǎo)率必須達(dá)到規(guī)定的值。由水泵打出的循環(huán)水的一部分那須經(jīng)過離子交換器。調(diào)節(jié)＃422、＃423閥處于節(jié)流狀態(tài)，使流經(jīng)離子交換器的水量不超過規(guī)定的數(shù)值。如果離子交換器出口處冷卻水的電導(dǎo)率小于限定值，則可適當(dāng)減少流經(jīng)離子交換器的水量。在正常情況下，流經(jīng)離子交換器的水量很小即可滿足使用要求，在流量計(jì)上可以反映不出來。離子交換器中大約裝有0.15m3的離子交換樹脂，這些樹脂在有效期內(nèi)可高效的起到擬制冷卻水電導(dǎo)率的作用，當(dāng)離子交換器出水端的電導(dǎo)率開始迅速上升時(shí)，證明樹脂已開始失效，此時(shí)應(yīng)更換樹脂。離子交換樹脂應(yīng)避免處于時(shí)干時(shí)濕、時(shí)凍時(shí)溶化、或遭受過熱的運(yùn)行，這些狀態(tài)對(duì)樹脂是有害的。

8、過濾器的作用當(dāng)過濾器兩端的壓降比正常值大21KPa時(shí)，應(yīng)將備用過濾器投入使用，然后將壓降大的過濾器的兩端閥門關(guān)閉，拆出濾芯進(jìn)行清理或更換，然后再裝上作為備用。每個(gè)過濾器的底部裝有一個(gè)排污閥。9、水箱不充氮狀態(tài)的運(yùn)行水系統(tǒng)可以在水箱不充氮的狀態(tài)下運(yùn)行。當(dāng)水箱不充氮?dú)膺\(yùn)行時(shí)，關(guān)閉供氮裝置管路中＃49閥及氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)器“Z”，同時(shí)還應(yīng)關(guān)閉＃460閥。但是當(dāng)水箱不充氮運(yùn)行時(shí)，還是會(huì)有氫氣通過聚四氟乙烯絕緣軟管逐漸深入水系統(tǒng)，最后積蓄在水箱上部，所以水箱上裝有＃454安全閥，在水箱內(nèi)壓力超過35KPa時(shí)，氫氣通過安全閥排入大氣。若打開＃460閥及供氮裝置管路中＃49閥即可對(duì)水系統(tǒng)恢復(fù)充氮，使之處于充氮運(yùn)行狀態(tài)。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)10、發(fā)電機(jī)停機(jī)時(shí)氫、油、水系統(tǒng)的運(yùn)行在發(fā)電機(jī)停機(jī)期內(nèi)只要按規(guī)定維持密封油壓，氫氣可留在發(fā)電機(jī)內(nèi)，而水亦可留在發(fā)電機(jī)內(nèi)，只要無凍結(jié)的危險(xiǎn)，并保持氣壓大于水壓。水箱內(nèi)應(yīng)充氮，以防止氧氣入侵。水泵應(yīng)間歇的投運(yùn)以維持水電導(dǎo)率在規(guī)定的限值之內(nèi)。除此之外，為了防止停機(jī)期間內(nèi)冷線圈表面結(jié)露，必須合理控制機(jī)內(nèi)氫氣的露點(diǎn)，并保持水溫高于氫溫2～3℃以上。

㈤檢查與維護(hù)1、概述定子線圈水系統(tǒng)的檢查和維修包括每日、每周、每月一次的檢查以及計(jì)劃停機(jī)時(shí)的各種全面檢查。2、每日維護(hù)⑴記錄進(jìn)出水溫、各電導(dǎo)率、流量、定子線圈進(jìn)出水壓差等所有表計(jì)的讀數(shù)。⑵觀察水箱的水位。⑶檢查閥門及管道是否有泄漏。3、每周維護(hù)⑴每周交替使用水泵一次。⑵檢查水過濾器兩端水壓降。⑶保持水質(zhì)在合格值以上。

4、每月一次的檢查⑴水泵及電動(dòng)機(jī)水系統(tǒng)的循環(huán)水泵采用離心泵。在運(yùn)行過程中，應(yīng)定期檢查彈性連軸器并檢查水泵的密封情況。電動(dòng)機(jī)的溫升應(yīng)在許可的范圍內(nèi)。⑵冷卻器水冷卻器為管殼型臥式冷卻器，它由一系列銅鎳合金管或不銹鋼管及一個(gè)不銹鋼外殼組成，這些管子適用于凈化水也適用于未凈化水。如果二次水側(cè)水流過管子時(shí)有受阻的跡象或發(fā)生結(jié)垢阻塞現(xiàn)象，則必須清洗這些管子。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)⑶過濾器為了保證系統(tǒng)的水流量，水過濾器應(yīng)定期檢查工作是否正常。為了防止阻塞，應(yīng)經(jīng)常檢查過濾器兩端的壓差。若有必要可隨時(shí)拆下過濾器上蓋檢查濾芯，但在一個(gè)過濾器退出運(yùn)行之前，應(yīng)先投入備用過濾器。⑷離子交換器離子交換器為混床型。其剖視圖如圖所示。陰陽離子配比為2：1。樹脂型號(hào)可與鍋爐水用樹脂相同。筒內(nèi)樹脂高度不低于1050mm。被凈化水的溫度不宜高于50℃，以防樹脂過早老化。

第六節(jié)水氫冷600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的水氣油系統(tǒng)更換樹脂方法：⑴關(guān)閉離子交換器出水閥門⑵在做好收集樹脂的準(zhǔn)備工作后，慢慢打開樹脂排放閥門。待樹脂全部流出后