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發電機滿載運行時穩定策略

  【摘 要】 隨著社會市場經濟的發展,我國的電力行業取得了較大的進步與發展,隨著社會發展電力需求的不斷增大,發電站的建設規模和建設數量在不斷的增加,作為發電站中非常重要的設備,發電機的安全a、穩定運行,對于發電站的正常運行具有非常重要的作用,本文就主要結合發電機滿載運行過程中常見故障,對其故障原因進行簡單分析,并提出相關的運行穩定策略,對于其運行安全、穩定性的提升具有積極的作用。 
  【關鍵詞】 發電機 滿載運行 穩定策略 
  發電機是發電站中非常重要的設備,保證其穩定運行是非常必要的,但是由于受到各種因素的影響,其在運行的過程中出現一定程度的故障是難以完全避免的,這就需要對其故障產生原因進行分析,并提出相關的提升其運行穩定性的措施,本文就主要針對此予以簡單分析研究。 
  1 故障情況 
  本次研究中,以某發電站為例,其運行過程中提供蒸汽的是煉化裝置,為了有效的提升能源利用率,在其運行過程中,先將蒸汽通過汽輪機,使其發電,然后再將其送至煉化裝置中,本發電站在運行過程中具有一臺3兆瓦的背壓式汽輪發電機組,通常情況下,該發電機能夠處于正常的運行狀態,但是當其運行于滿載工作狀態時,其無功功率就會變得不穩定,有時會出現無功功率的突然大幅上升現象,而其有功功率的變化則是比較穩定的,一旦操作人員對其實施調節,無功功率又會表現出突然下降的現象,這會引發發電機功率方向的保護動作,導致發電機的跳閘,引發嚴重的經濟損失。 
  2 故障具體分析 
  2.1 勵磁系統運行原理 
  本次研究中的發電站應用的是同軸自勵勵磁機供磁的風冷式同步發電機,其同軸勵磁機在工作的過程中,主要是依賴剩磁來工作,一旦發電機在汽輪機的帶動之下進行高速旋轉,勵磁機內線圈會感應到勵磁機轉子中一定大小的電動勢,能夠在由LLQ、Rg、Rc、MK、L所構成的回路中產生一定大小的電流,這一電流的出現,直接導致LLQ磁場強度變大,這種反饋方式使勵磁系統能夠達到一種動態的平衡關系,對回路中的Rc進行調整,就是對勵磁機勵磁回路中的阻值進行適當的調整,這會使得系統達到一種新的動態平衡,從而有效的實現勵磁機電樞兩端電壓值的改變,但是在實際的運行過程中發電機的勵磁回路的阻值是一定的,這相當于使發電機勵磁電流的值出現了變化,發電機并網之后,要對發電機的無功功率進行調整,可以通過調整期磁場變阻器來實現。 
  2.2 故障成因 
  對發電機滿載運行過程中出現的不穩定故障的產生原因進行簡單分析,主要表現為以下幾點:(1)發電機的穩定性能有待提升; (2)磁場變阻器中存在接觸不良的情況,或者是勵磁回路中存在接觸不良的情況;(3)當勵磁機磁場中的有功負荷達到滿載時或者是勵磁機磁場中出現畸變時,勵磁機工作于非線性區中,這會導致系統的運行不穩定;(4)外電網的波動,或者是鍋爐蒸汽負荷的波動范圍過大,這些因素都會對發電機的運行穩定性產生影響。對該發電站的運行記錄資料進行查閱,并對相關的管理人員進行詢問,發現該發電站中的發電機出現滿載不穩定故障時,廠外電網中并沒有出現波動現象,并且鍋爐的負荷也處于正常狀態,這就排除了故障的產生是由于外界干擾導致的。 
  對發電機空載運行狀態下的運行情況進行簡單分析,發現其內部建立的勵磁磁場均由勵磁機中轉子產生的電流影響,發電機在三相負荷下運行,定子產生電樞磁勢,與勵磁磁勢的轉速及轉向是相同的,從空間關系上來看,兩者是相對靜止的,二者在相互作用下,建立氣隙磁勢,相應的氣隙磁場也會出現,存在電樞反應現象,這會導致氣隙磁場發生畸變,并且在一定程度上具有去磁作用,影響發電機的性能,所以初步判斷發電機處于滿載運行狀態下時,由于勵磁機的氣隙畸變所導致的無功突變。對發電機的磁場通過磁場變阻器來監測,變阻器在磁場中的各個連接點平穩過渡,未出現異常或激增現象,即可排除該因素的影響。然而,由于發電機勵磁回路的線路過長,其到達發電機主控制室之前,要經過發電機出線小間內的滅磁屏,并且其線路大多較復雜,某點出線接觸不良的情況較常見,另一方面,發電機靜穩定性能的好壞也是難以排除的。 
  3 解決措施 
  3.1 檢修發電機勵磁回路和勵磁機 
  在故障檢修的過程中,對發電機的勵磁機進行全面的檢查,對勵磁機的轉子與定子間的氣隙進行測量,沒有發現異常現象,同時測量絕緣電阻、定子、轉子的直流電阻都沒有異常現象,但是在勵磁機定子的回裝過程中,與發電機廠家提供的資料比較,汽輪機與發電機之間是通過聯軸器進行連接,對發電子轉子與定子之間的偏移量進行測量,偏移量正常,但是由于安裝原因導勵磁機的定子相對于轉子向勵磁機側偏移了3毫米,這導致在正常運行過程中勵磁機的轉子與定子之間具有較大的偏移量,勵磁機座的底板不能進行移動,調整的唯一方法就是對勵磁機的定子進行移動,本次檢修過程中,用氧炔焰將定子座的螺孔的加工成橢圓形。 
  3.2 改造發電機勵磁系統二次回路 
  對發電機勵磁的四根引入電纜進行更換,其原電纜是橡膠電纜,在長期的應用過程中,已經有部分電纜出現了絕緣老化,應用性能良好的麻皮電纜對其予以更換,并更換發電機勵磁屏中的勵磁刀閘、母線排,應用導電性能較好的紫銅母線排將發電機勵磁屏中的母線排中的黃銅母線予以更換,并對各個接頭進行相關的導電處理。檢修結束之后,對勵磁機進行整體的試驗,并對試驗結果進行分析,無功不穩定現象得以消除。 
  4 結語 
  發電機是發電站運行過程中非常重要的組成設備,其在運行過程中的穩定性對于整個發電站的運行穩定性具有非常大的影響,本文就結合發電站的相關實例,對其滿載運行時的故障形式、故障原因及檢修措施進行了簡單分析,對于其運行穩定性的提升具有積極的作用。 
  參考文獻: 
  [1]雷勝明,程國勝,喬文華.發電機滿載運行時穩定策略[J].電工技術,2011(11). 
  [2]于達仁,郭鈺鋒,徐基豫.發電機組并網運行一次調頻的穩定性[J].中國電機工程學報,2012(9).



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