调度员电厂.ppt
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调度员电厂.ppt
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九同步发电机的运行九同步发电机的运行用煤(包括油和天然气)为燃料的发电厂。
一、火力发电厂的主要电气设备简介一次设备:
生产和分配电能的设备1生产和转换电能的设备生产和转换电能的设备;2接通或断开电路的开关电器接通或断开电路的开关电器;3限制故障电流和防御过电压的电器限制故障电流和防御过电压的电器;4接地装置接地装置5载流导体载流导体ll二次设备:
对一次设备进行测量、控制、监视和保护的设备。
ll仪用互感器;仪用互感器;仪用互感器;仪用互感器;ll测量仪表;测量仪表;测量仪表;测量仪表;ll继电保护及自动装置继电保护及自动装置继电保护及自动装置继电保护及自动装置ll直流设备直流设备直流设备直流设备ll电气主接线ll二、发电机的功率调整与电能质量二、发电机的功率调整与电能质量、同步电机的功率平衡、同步电机的功率平衡、同步电机的功率平衡、同步电机的功率平衡效率:
=P2/P1水轮发电机:
9698.5%汽轮发电机:
9498.5%P1P2=PNP+PPFePcufPcuall、功率调整与电能质量ll工作原理简介工作原理简介工作原理简介工作原理简介ll外特性:
外特性:
外特性:
外特性:
ll同步发电机在额定转速下,保持励磁电流和同步发电机在额定转速下,保持励磁电流和同步发电机在额定转速下,保持励磁电流和同步发电机在额定转速下,保持励磁电流和功率因数不变时,端电压与负载电流之功率因数不变时,端电压与负载电流之功率因数不变时,端电压与负载电流之功率因数不变时,端电压与负载电流之间的关系。
间的关系。
间的关系。
间的关系。
ll调整特性:
调整特性:
调整特性:
调整特性:
ll同步发电机在额定转速下,端电压与负载同步发电机在额定转速下,端电压与负载同步发电机在额定转速下,端电压与负载同步发电机在额定转速下,端电压与负载功率因数不变时,励磁电流与负载电流之功率因数不变时,励磁电流与负载电流之功率因数不变时,励磁电流与负载电流之功率因数不变时,励磁电流与负载电流之间的关系。
间的关系。
间的关系。
间的关系。
ll功角特性:
功角特性:
功角特性:
功角特性:
ll功角的概念功角的概念功角的概念功角的概念:
ll同步发电机在电网上稳态运行时,发电机的电同步发电机在电网上稳态运行时,发电机的电同步发电机在电网上稳态运行时,发电机的电同步发电机在电网上稳态运行时,发电机的电磁功率与功角的关系。
磁功率与功角的关系。
磁功率与功角的关系。
磁功率与功角的关系。
ll曲线:
曲线:
曲线:
曲线:
ll功率平衡与电能质量ll频率频率频率频率-有功有功有功有功-机械能机械能机械能机械能ll电压电压电压电压-无功无功无功无功-励磁电流励磁电流励磁电流励磁电流ll有功功率调整与静态稳定的概念ll有功功率不平衡:
影响频率有功功率不平衡:
影响频率有功功率不平衡:
影响频率有功功率不平衡:
影响频率ll方法:
调整汽门方法:
调整汽门方法:
调整汽门方法:
调整汽门ll物理过程:
物理过程:
物理过程:
物理过程:
ll原动机转矩增大,转子加速,功角增大,当原动机转矩增大,转子加速,功角增大,当原动机转矩增大,转子加速,功角增大,当原动机转矩增大,转子加速,功角增大,当原动机转矩与发电机转矩相互平衡时,功角原动机转矩与发电机转矩相互平衡时,功角原动机转矩与发电机转矩相互平衡时,功角原动机转矩与发电机转矩相互平衡时,功角稳定,进入新平衡稳定,进入新平衡稳定,进入新平衡稳定,进入新平衡ll静态稳定:
静态稳定:
静态稳定:
静态稳定:
ll注意:
注意:
注意:
注意:
ll()当()当()当()当常数时,发电机的输出功率常数时,发电机的输出功率常数时,发电机的输出功率常数时,发电机的输出功率具有具有具有具有静态稳定静态稳定静态稳定静态稳定极限为确保一定的静态稳定极限为确保一定的静态稳定极限为确保一定的静态稳定极限为确保一定的静态稳定功率储备,在增加有功负荷时,相应的要增功率储备,在增加有功负荷时,相应的要增功率储备,在增加有功负荷时,相应的要增功率储备,在增加有功负荷时,相应的要增加励磁电流加励磁电流加励磁电流加励磁电流ll()对无功功率的影响()对无功功率的影响()对无功功率的影响()对无功功率的影响ll()频率下降,输出有功功率不足,开大()频率下降,输出有功功率不足,开大()频率下降,输出有功功率不足,开大()频率下降,输出有功功率不足,开大汽门,增加有功输出,提高频率汽门,增加有功输出,提高频率汽门,增加有功输出,提高频率汽门,增加有功输出,提高频率ll励磁电流调整(无功功率调整)励磁电流调整(无功功率调整)励磁电流调整(无功功率调整)励磁电流调整(无功功率调整)ll方法:
励磁电流调整方法:
励磁电流调整ll无功功角特性:
无功功角特性:
第二项与电势和功角无关,代表发电机维持第二项与电势和功角无关,代表发电机维持一定的端电压所需要的无功功率一定的端电压所需要的无功功率发电机供给电网的无功等于主磁通转换的无发电机供给电网的无功等于主磁通转换的无功功率减去电枢绕组电感的无功损耗功功率减去电枢绕组电感的无功损耗对有功功率无影响对有功功率无影响ll注意:
ll型曲线型曲线ll正常励磁正常励磁ll过励过励ll欠励欠励ll电枢电流随励磁电流变化的关系表现为一个V形曲线。
llV形曲线是一簇曲线,每一条V形曲线对应一定的有功功率。
llV形曲线上都有一个最低点,对应cosj=0的情况。
将所有的最低点连接起来,将得到与cosj=0对应的曲线,该线左边为欠励状态,功率因数超前,右边为过励状态,ll通过调节励磁电流可以达到调节同步发电机无功通过调节励磁电流可以达到调节同步发电机无功功率的目的。
当从某一欠励状态开始增加励磁电功率的目的。
当从某一欠励状态开始增加励磁电流时,发电机输出的超前的无功功率开始减少,流时,发电机输出的超前的无功功率开始减少,电枢电流中的无功分量也开始减少;达到正常励电枢电流中的无功分量也开始减少;达到正常励磁状态时,无功功率变为零,电枢电流中的无功磁状态时,无功功率变为零,电枢电流中的无功分量也变为零,此时分量也变为零,此时;如果继续增加励磁电流,;如果继续增加励磁电流,发电机将输出滞后性的无功功率,电枢电流中的发电机将输出滞后性的无功功率,电枢电流中的无功分量又开始增加。
无功分量又开始增加。
小结:
ll功角特性功角特性=f()=f()反映了同步发电机的电磁功率随反映了同步发电机的电磁功率随着功角变化的情况。
稳态运行时,同步发电机着功角变化的情况。
稳态运行时,同步发电机的转速由电网的频率决定,恒等于同步转速,的转速由电网的频率决定,恒等于同步转速,即即:
发电机的电磁转矩发电机的电磁转矩和电磁功率之间成正比关和电磁功率之间成正比关系:
系:
电磁转矩与原动机提供的动力转矩相平衡电磁转矩与原动机提供的动力转矩相平衡其中为空载转矩因摩擦、风阻等引起的阻力转其中为空载转矩因摩擦、风阻等引起的阻力转矩)。
矩)。
ll要改变发电机输送给电网的有功功率,就必须改变原动机提供的动力转矩,这一改变可以通过调节水轮机的进水量或汽轮机的汽门来达到。
ll当功角当功角09009090度时,随着度时,随着的增大,反而减小,电磁功率无法与输入的机的增大,反而减小,电磁功率无法与输入的机械功率相平衡,发电机转速越来越大,发电机械功率相平衡,发电机转速越来越大,发电机将失去同步,故在这一区间发电机不能稳定运将失去同步,故在这一区间发电机不能稳定运行。
行。
ll当发电机的励磁电流不变时,当发电机的励磁电流不变时,的变化也使无的变化也使无功功率的变化。
无功功率随着有功功率的增加而功功率的变化。
无功功率随着有功功率的增加而减少,甚至可能导致无功功率改变符号,这是应减少,甚至可能导致无功功率改变符号,这是应尽可能避免的。
因此如果只要求改变发电机所承尽可能避免的。
因此如果只要求改变发电机所承担的有功功率时,应该在调节发电机有功功率的担的有功功率时,应该在调节发电机有功功率的同时适当调节发电机的无功功率。
同时适当调节发电机的无功功率。
ll三、发电机的运行方式ll1.1.进相运行运行进相运行运行进相运行运行进相运行运行:
ll迟相运行迟相运行迟相运行迟相运行:
ll进相运行进相运行进相运行进相运行:
ll低负荷时低负荷时低负荷时低负荷时,采用部分发电机低励磁运行以采用部分发电机低励磁运行以采用部分发电机低励磁运行以采用部分发电机低励磁运行以吸收无功功率吸收无功功率吸收无功功率吸收无功功率,进行电压调整的运行方式进行电压调整的运行方式进行电压调整的运行方式进行电压调整的运行方式.ll影响进相运行能力的主要因素影响进相运行能力的主要因素影响进相运行能力的主要因素影响进相运行能力的主要因素:
ll
(1)
(1)静态稳定性降低静态稳定性降低静态稳定性降低静态稳定性降低;ll
(2)
(2)定子铁心端部发热定子铁心端部发热定子铁心端部发热定子铁心端部发热;ll2.调相运行ll调相运行调相运行调相运行调相运行:
ll只输出无功功率、不输出有功功率的运行方只输出无功功率、不输出有功功率的运行方只输出无功功率、不输出有功功率的运行方只输出无功功率、不输出有功功率的运行方式,为同步电动机状态。
式,为同步电动机状态。
式,为同步电动机状态。
式,为同步电动机状态。
ll方法类型方法类型方法类型方法类型:
ll汽轮机无蒸汽运行汽轮机无蒸汽运行汽轮机无蒸汽运行汽轮机无蒸汽运行:
可按电力系统的要求只:
可按电力系统的要求只:
可按电力系统的要求只:
可按电力系统的要求只发有功或只发无功,设备改动较小,操作简发有功或只发无功,设备改动较小,操作简发有功或只发无功,设备改动较小,操作简发有功或只发无功,设备改动较小,操作简单方便。
单方便。
单方便。
单方便。
ll发电机与汽轮机的连轴节拆开,仅电动机运发电机与汽轮机的连轴节拆开,仅电动机运发电机与汽轮机的连轴节拆开,仅电动机运发电机与汽轮机的连轴节拆开,仅电动机运行。
行。
行。
行。
ll注意事项注意事项注意事项注意事项:
ll四、失磁运行与自励磁ll1、失磁运行ll同步发电机因某种原因失去励磁后同步发电机因某种原因失去励磁后同步发电机因某种原因失去励磁后同步发电机因某种原因失去励磁后,仍输出一定的仍输出一定的仍输出一定的仍输出一定的有功功率有功功率有功功率有功功率,此时转子转速略高于同步转速此时转子转速略高于同步转速此时转子转速略高于同步转速此时转子转速略高于同步转速,与电网并与电网并与电网并与电网并列运行的一种非正常运行方式列运行的一种非正常运行方式列运行的一种非正常运行方式列运行的一种非正常运行方式.ll失磁的原因失磁的原因失磁的原因失磁的原因:
ll(11)励磁回路、励磁装置及其电源发生故障;)励磁回路、励磁装置及其电源发生故障;)励磁回路、励磁装置及其电源发生故障;)励磁回路、励磁装置及其电源发生故障;ll(22)励磁机故障;励磁机故障;励磁机故障;励磁机故障;ll(33)转子回路故障;)转子回路故障;)转子回路故障;)转子回路故障;ll(44)灭磁开关误动作;)灭磁开关误动作;)灭磁开关误动作;)灭磁开关误动作;ll(55)误操作)误操作)误操作)误操作ll失磁运行的物理过程:
ll(11)从失磁到失步)从失磁到失步)从失磁到失步)从失磁到失步ll(22)异步运行阶段)异步运行阶段)异步运行阶段)异步运行阶段ll(33)再同步)再同步)再同步)再同步ll(44)失磁后观察到的现象)失磁后观察到的现象)失磁后观察到的现象)失磁后观察到的现象ll转子电流表指示为零或接近与零;转子电流表指示为零或接近与零;转子电流表指示为零或接近与零;转子电流表指示为零或接近与零;ll定子电流表摆动且指示增大;定子电流表摆动且指示增大;定子电流表摆动且指示增大;定子电流表摆动且指示增大;ll无功功率指示负值;无功功率指示负值;无功功率指示负值;无功功率指示负值;ll转子各部分温度升高。
转子各部分温度升高。
转子各部分温度升高。
转子各部分温度
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- 调度员 电厂