上海电气600MW发电机概述概览.docx
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上海电气600MW发电机概述概览
上海电气600MW
发电机组
1.600MW发电机结构图及设计规范
主要设计点
应用技术
定子
机座
整体式机座,冷却器顶部背包式布置
铁心
无取向硅钢片,径向风道,分块压板
铁心端部结构
磁屏蔽及磁分路
铁心支撑
弹性支撑(弹簧板隔振)
水冷线圈
空心铜管
绝缘
多胶模压
线圈端部
采用绝缘支架、绝缘锥环及灌树脂的水龙带紧固结构;
绝缘瓷套端子
20kV等级水内冷结构
转子
冷却方式
定子铁心径向氢冷,转子斜流氢冷,定子绕组水内冷
轴
高强度合金材料
护环
高强度,18Mn-18Cr即刚度较大钢锻件;高SCC能力
轴振
小长径(L/D)比
转子铜排
双拼铜排
端盖式轴承
可倾瓦型轴承
密封瓦
单环式
励-发连接
Butterfly(蝴蝶)结构
密封油系统
发电机大部件:
序号
部件名称
数量
尺寸(m)长×宽×高
重量(t)
厂家名称
发运
地点
运输
方式
备注
包装
未包装
包装
未包装
1
发电机定子
1台
10.52×4.00×4.435
345
320
上海汽轮发电机有限公司
上海
2
发电机转子
1台
12.42×2.14×2.17
77
66
上海汽轮发电机有限公司
上海
3
静态励磁装置
1台
8400×1200×2503
ABB原装进口
上海
4
励磁变压器
3台
3800×2250×3300
海南金盘
上海
5
水系统组装装置
1套
5.23×3.64×4.13
12.6
9.2
上海汽轮发电机有限公司
上海
6
油系统组装装置
1套
4.08×3.23×2.83
8.5
6.2
上海汽轮发电机有限公司
上海
7
氢气冷却器
2只
3.80×1.66×1.27
5.1
4.3
上海汽轮发电机有限公司
上海
8
冷却器外罩
2只
3.71×2.98×2.30
14.1
12.4
上海汽轮发电机有限公司
上海
9
端盖
4件
3.59×1.88×1.14
6.4
5.5
上海汽轮发电机有限公司
上海
10
出线盒
1只
3.43×2.65×3.72
10.5
6.3
上海汽轮发电机有限公司
上海
外购部件:
序号
设备/部件
型号
数量
产地
厂家名称
备注
1
出线套管
1台份
苏州
苏州变电设备厂
2
氢气冷却器
2只
上海
上海顺浩公司
3
局部放电监测仪
W-PD6
1套
广州
广州昊致
4
绝缘过热监测仪
FJR-IIA
1套
北京
华北电力技术公司
5
静态励磁系统
1套
ABB原装进口
6
励磁变
3台
海南金盘
7
电流互感器
TPY/0.2S
24只
上海
MWB
发电机仪表及控制系统技术数据表:
序号
名称
型式及规范
数量
单位
厂家
原产地
备注
1
空侧直流启动柜
ZJ
1
STGC
中国
2
在线式氢气纯度分析仪
7866+7872D
1
套
HONEYWELL
美国
3
在线式氢气湿度监测仪
HMT-364E
1
套
VAISALA
芬兰
4
漏氢检测装置
LH1500
1
套
光力
郑州
5
漏水检测装置
YST
1
套
哈电站元件厂
哈尔滨
6
随机提供所有一次元件
1
套
STGC
上海
7
局部放电监测仪
W-PD6
1
套
广州昊致
广州
8
绝缘过热监测器
FJR-ⅡA
1
套
华力电力技术
北京
氢气系统技术数据表
序号
名称
型式
数量
单位
备注
1
发电机机壳内最大氢气压力
0.5
MPa(g)
2
氢气压力允许变化范围
0.38~0.44
MPa(g)
3
发电机机壳内额定氢气纯度
95
%
4
发电机机壳内最小氢气纯度
90
%
5
漏氢量保证值(在额定氢压下)
11
Nm3/24h
6
氢系统装置制造厂/国别
STGC/中国
7
氢系统装置型式
部分集装式
8
氢系统装置尺寸(长×宽×高)
1600×800×400
mm
氢气系统技术数据表
需要的气体
置换运行
需要气体容积Nm3
估计需要的
时间(小时)
运行状态
停止状态
二氧化碳
用二氧化碳(纯度为98%)驱除空气
V=135
V=135
4~5
氢气
用氢气(纯度为99%)驱除二氧化碳
V=225
V=225
3~4
氢气
氢气压力提高到0.4MPa(g)
V=360
V=360
2~3
二氧化碳
用二氧化碳(纯度为98%)驱除氢气
V=180
V=180
5~6
电压和频率变化范围:
发电机在额定功率因数下,电压变化范围为±5%,频率变化范围为±3%时,能连续输出额定功率,各部分温升符合国标和IEC相关标准要求。
按照土耳其APK359标准满足下表所列要求:
频率(Hz)
允许运行时间
年累计时间(分)
每次持续时间(秒)
3%(51.5-48.5Hz)
连续运行
-4%(48Hz)
>120
>1200
-5%(47.5Hz)
>60
>600
<-5%(<47.5Hz)
>10
>10
励磁系统技术数据表:
序号
名称
单位
设计值
试验值
保证值
备注
1
整流柜
型号
整流方式
可控硅整流
额定电流/柜
A
1750
功率放大器组数
组
5
并联支路数
5
可控硅元件额定电流时结温
℃
85
额定正向平均电流
A
2300
额定反向峰值电压
V
4300
2
磁场断路器
型号
HPB60-82S
额定电压
V
2000
额定电流
A
6000
最大断流能力
kA
75
开断弧压
V
2800
3
AVR性能
电压调整范围
%
30~110
手动调整范围
%
10~130
调整偏差(精度)
%
≤±0.5
4
励磁变压器
型式
干式
容量
kVA
3×2200
初级
kV
20
次级
V
880
频率
HZ
50
相数
单相
连接方式
Y/Δ-11
绝缘方式
F(温升按B级考核)
冷却方式
AN/AF(容量按AN考核)
绝缘耐受电压
kV
35
高压侧
kV
170
工频耐受电压(一分钟)
高压侧
kV
70
低压侧
kV
5
防护等级
IP21
效率
%
≮99
阻抗电压
%
8
正序阻抗
%
8
零序阻抗
%
8
高压绕组电阻
Ω
0.32
励磁电流
A
0.22
噪声水平
dB
<70
发电机组的年运行小时数不小于7800小时,具有年利用小时数有不小于6500小时的能力。
大修间隔不少于五年,小修间隔为每年一次。
机组负荷模式如下:
负荷小时/年
100%额定功率3500
75%额定功率2300
50%额定功率1000
40%额定功率1000
4.2.6氢气系统技术要求
4.2.6.1发电机氢冷系统(含置换介质系统)及氢气压力自动控制装置能满足发电机充氢、自动补氢、排氢及中间气体介质置换工作的要求,能自动监测和保持氢气的额定压力、规定纯度及冷氢温度等。
4.2.6.2发电机氢冷系统为闭式氢气循环系统,热氢通过发电机的氢气冷却器由冷却水冷却。
4.2.6.3氢气进入发电机前和在运行中必须干燥,发电机应设置冷冻式氢气干燥器,设有氢气湿度在线检测仪。
干燥装置保证在额定氢压下机内氢气露点不大于-5℃同时又不低于-25℃。
干燥器氢气处理量不小于100Nm3/h。
当发电机内氢气露点超过要求时,应报警并采取措施。
发电机充、补氢气的露点≤-50℃。
4.2.6.4发电机设置液位检测报警装置。
4.2.6.5为了测量冷氢和热氢温度,氢气冷却器共埋置4个Pt100热电阻。
4.2.6.6两侧氢气冷却器冷却水流量分别由两个阀门站分路控制,氢气冷却器进出水管路对称布置。
4.2.6.7发电机氢冷系统及氢气控制装置的所有管道、阀门、有关的设备装置及其正反法兰附件均由供方供货,材质为1Cr18Ni9Ti,并使布置便于运行操作,监视和维护检修。
4.2.6.8发电机氢气纯度设有防爆型传感器并设有就地指示外,还设置输出到远方指示及报警输出接点。
4.2.6.9确保系统完整提供下列设备:
氢气控制装置:
包括两个减压阀、一个压力计和两个压力变送器,用于控制发电机内部氢气压力,氢和二氧化碳置换;
(1)二氧化碳加热装置;
(2)氢气干燥装置;
(3)阀门、管接头等附件;
(4)测量和控制仪表:
1)氢气露点、温度在线监测仪和报警接点;
2)氢气纯度分析仪(带远、近报警讯号);
3)压力指示器及报警信号接点;
4)漏氢监测和报警装置;
5)用于控制氢冷却器冷却水流量的氢气温度信号接点;
6)局部放电监测仪;
4.2.7密封油系统
4.2.7.1密封油系统满足发电机在正常运行、起动、停机、盘车,充氢置换等工况下均能密封住机内气体的要求,并使压差稳定在规定范围内,且不应有密封油漏入发电机内。
4.2.7.2密封油系统采用集装式,方便检修。
4.2.7.3密封油系统配备性能良好的压差阀和平衡阀(进口)。
4.2.7.4密封油中的含水量不大于50mg/L。
4.2.7.5密封瓦结构采用双流环式。
4.2.7.6密封油冷却器设计冷却水温35℃。
4.2.7.7润滑油回油管上装设视流窗,以便观察回油。
4.2.7.8油泵电动机采用防护型,电机(AC)防护等级IP54,直流电机IP44。
4.2.7.9密封油油源取自汽轮机润滑油,需方应考虑油质满足国标的要求。
4.2.7.10设备:
(1)双流环式油密封系统:
-2台100%容量交流电动机带动的氢侧密封油泵;
-1台100%容量交流电动机带动的空侧密封油泵,1台100%容量直流电动机带动的空侧备用密封油泵;
-自动补排油调节阀;
-发电机轴承油循环油箱;
-油过滤器;
-2台氢侧密封油冷却器和2台空侧密封油冷却器;
-氢、油分离器;
-冷却器的测温元件;
-包括连接到发电机的全部管道、阀门(注:
其中平衡阀和差压阀为进口)、过滤器、温度计、密封油压计(变送器)和就地仪表等。
(2)密封油系统排油烟装置(2×100%)
4.2.8定子冷却水系统技术要求
4.2.8.1定子冷却水系统供发电机定子绕组冷却,为闭式独立水系统,采用集装式结构,冷却器冷却水设计进水温度35℃。
4.2.8.2定子外部水系统中的所有接触水的元器件及管道均采用不锈钢1Cr18Ni9Ti材料,密封垫圈采用聚四氟乙稀。
4.2.8.3定子水系统中水泵、冷水器、滤水器各设2台,互为备用。
每台冷却器都按照机组最大负荷设计流量、最高水温,并按5%管子堵塞的情况来设计。
4.2.8.4发电机内冷却水进水管应装压力表、差压开关和流量测量装置,为了确保断水保护动作信号的可靠性,设置3只水流量极低开关。
4.2.8.5冷却器有温度自动控制装置。
4.2.8.6水系统配有10%容量的离子交换器及其流量计、电导仪、压力表及温度计。
4.2.8.7定子水箱按压力容器设计、制造。
水箱排空管上装有气敏元件测氢浓度报警。
4.2.8.8水系统设置自动补水和水箱水位报警装置。
4.2.8.9水系统设有加热装置,以保证定子进水温度不低于氢温,防止发电机内部结露。
4.2.8.10提供完整的控制和报警装置并分别备有远程、就地的信号设备。
4.2.8.11水系统的管道有定子线圈反冲洗和排水管及阀门,能方便地对定子线圈进行反冲洗。
反冲洗管道上加装打孔的不锈钢过滤网。
发电机线圈冷却水质透明纯净,无机械混杂物。
电导率(25℃)≤0.5~1.5μs/cm(定子线圈独立水系统)
PH值7.0~9.0
硬度<2μmol/L
定子冷却水系统技术数据表
序号
名称
型式
数量
单位
容量
位置
备注
1
尺寸(长×宽×高)
集装式
1
m
5×3.4×3.7
2
全套泵组重量
1
kg
500
3
储水容量
1
m3
2.7
4
冷却水总容量
m3
约6
5
泵组数量和功率
2
kW
55
6
每台冷却器管子数量/面积
根/m2
582/91.5
7
冷却器型式/面积
管壳式
91.5
8
发电机额定条件下冷却水流量
m3/h
105
9
冷却水压与发电机氢压的压差
MPa(g)
>0.035
10
通过泵组的冷却水是否要经过处理和过滤
是
11
定子线圈内冷却水入口最高温度
℃
50
12
定子线圈内冷却水性质
除盐水
13
系统材料
1Cr18Ni9Ti
水泵
1Cr18Ni9Ti
管道
1Cr18Ni9Ti
热交换器
1Cr18Ni9Ti
热交换器管子
1Cr18Ni9Ti
集箱
1Cr18Ni9Ti
14
加热器
1Cr18Ni9Ti
电动机技术数据表
序号
名称
定子
冷却水泵
氢侧
密封油泵
空侧密封油泵
氢侧
备用油泵
空侧
备用油泵
氢油分离箱排氢风机
1
设备/电动机名称
交流电动机
交流电机
直流电机
异步电动机
2
数量/型号
2/Y250M
1/112M
1/Y160M
1/112M
1/ZBL4
2/YB100L
3
安装位置
室内
室内
室内
室内
室内
室内
4
铭牌功率(kW)
55
4
15
4
15
3
5
额定电压V/相数
400/3
400/3
400/3
400/3
220/DC
400/3
6
转速(r/min)
2970
1440
1450
1500
1450
2880
7
轴
ф55
ф28
ф38
ф28
ф38
ф28
8
联轴器负荷
正常负荷
41.05
3
9.8
3
9.8
1.6
最大负荷
48
3.6
12.2
3.6
12.2
2.3
9
推力负荷
常态,向上或向下
无
无
无
无
无
无
瞬态,向上或向下
无
无
无
无
无
无
10
最高环境温度(℃)
40
40
40
40
40
40
11
满载电流(A)
103
8.8
29.4
20.5
76
6.4
堵转电流(A)
721
61.6
205.8
806
3667
44.8
12
温升(℃)
80
80
80
80
80
80
13
壳体
IP54
IP54
IP54
IP54
IP54
IP54
14
密封定子绕组
15
绝缘等级
F
F
F
F
F
F
运行规程内容:
5.2.6启动方式下大约启动时间见下表
点火~汽机冲转
(min)
汽机冲转~并网
(min)
并网~满负荷
(min)
总启动时间
(min)
冷态启动
100
177
200
477
温态启动
60
20
116
196
热态启动
35
15
46
96
极热态启动
7.5
15
43.5
66
5.2.7各种启动方式下升负荷控制速率及时间表
5%ECR
(min)
→
(%/min)
30%ECR
(min)
→
(%/min)
50%ECR
(min)
→
(%/min)
总时间
(min)
冷态
30
0.5
(50min)
20
1.0
(20min)
30
1.0
(50min)
200
温态
15
0.7
(36min)
20
1.0
(20min)
0
2.0
(25min)
116
热态
2
1.5
(17min)
7.5
3.0
(7min)
0
4.0
(50min)
46
极热态
2
1.5
(17min)
7.5
3.0
(7min)
0
5.0
(10min)
43.5
发电机系统运行限额
1.3.1发电机系统运行限额及温度不得超过下表限额
序号
名称
单位
正常值
高限
低限
跳闸值
1
额定容量
MVA
666.7
2
额定功率
MW
600
3
发电机额定电流
A
19245
4
发电机额定电压
kV
20
5
周波
Hz
50±0.5
6
定子铁芯温度
℃
<120
7
定子线棒层间温度
℃
90
8
定子线棒最大温差
(同类水支路)
K
<8(出水)
<10(层间)
8(出水)
10(层间)
12(出水)
14(层间)
9
定子线圈冷却水进水温度
℃
45~50
53
42
10
定子线圈总水管出水温度
℃
<80
85
90
11
定冷水流量
m3/h
105
84
73.5
12
定子铁芯及磁屏蔽处温度
℃
120
13
转子绕组温度
℃
110(电阻法)
14
氢气压力
MPa
0.4
0.54
0.3
15
氢气纯度
%
≥95
90
16
氢冷器冷却水压
MPa
0.3±0.05
≯0.8
17
冷氢温度
℃
40~48
50
40
18
热氢温度
℃
45~80
80
19
氢冷器进水温度
℃
≤35
38
20
密封油进油温度
℃
40~49
49
40
21
额定氢压下氢气湿度
g/m3
2~4
10
22
漏氢量
Nm3/day
11.3
23
25℃时的导电率
μs/cm
0.5~1.5
5
24
25℃时的PH值
6~8
25
25℃时的硬度
μmol/l
<2
10
26
铜化合物含量
μg/l
≤40
27
发电机轴振
mm
≤0.08
0.127
0.254
2.维护检查与测试
序号
维护测录项目
周期
1
转子轴振及轴承座振动
每班一次
2
定子槽内层间温度、温差和水支路出水口温度及温差
每小时一次
3
轴瓦钨金温度
每班一次
4
轴承回油温度
每班一次
5
氢气侧及空气侧密封进油压力
每班一次
6
氢气侧及空气侧密封进油温度
每班一次
7
机内氢气压力
每班一次
8
机座内氢气纯度
每班一次
9
机座内氢气湿度及补充的氢气湿度
每班一次
10
漏氢率
每天测算一次
11
冷氢温度
每班一次
12
定子绕组内冷水电导率
每班一次
13
定子绕组内冷水流量
每班一次
14
定子绕组内冷水进出水压力
每班一次
15
定子绕组内冷水进出水温度
每班一次
16
定子内冷水水箱气表排气流量
每班一次
17
定子内冷水冷却器进出口压降(含过滤器进出口压降)
每班一次
18
每个氢气冷却器冷却水进出口压降
每班一次
19
密封油冷却器进出口压降(包括油过滤器进出口压降)
每班一次
20
励端轴承、密封支座及外挡油盖等绝缘电阻(按附图A-8)
每月一次,临时停机时至少一次
21
转子轴电压(带励磁负荷时测)
启动及停机各一次,每月至少一次
22
设定转子接地自动检测
每班一次
23
定子及转子绕组绝缘电阻
停机时定期测
24
定子槽内测温元件对地电位(检查电腐蚀)
每月一次
25
分相隔离封闭母线外套内氢含量
停机时定期测
日常周期性维护
•机械损伤
零部件松弛磨损
•漏氢、油和水
•电弧损伤
•不正常的噪声
不正常局部发热
第六节发电机运行中的监视、检查和维护
8.6.1发电机正常运行方式
8.6.1.1发电机按照制造厂铭牌规定参数运行的方式,称为额定运行方式;发电机可在这种方式下长期连续运行。
8.6.1.2发电机在下列情况下输出额定出力:
(1)冷氢温度不大于46℃。
(2)氢冷却器冷却水进水温度不大于35℃。
(3)定子绕组定冷水进水温度不大于50℃。
(4)氢压不低于额定值,氢气纯度不低于95%。
8.6.1.3发电机在上述情况下,在
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