发电机氢、油、水及励磁系统变压器结构和原理.ppt

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1、主要内容目录,发电机氢气系统,气体置换检测装置,油水泄漏开关,气体置换装置,置换用空气,氢气干燥装置,氢纯度分析器,供氢,供二氧化碳,氢气控制系统图,氢压表,氢气系统参数表,氢气与空气的混合物当氢气含量在4-74.2%范围内，均为可爆性气体。与氧接触时，极易形成具有爆炸浓度的氢、氧混合气体。因此。在向发电机内充入氢气时，应避免氢气与空气接触。为此，必须经过中间介质进行置换。中间介质一般为惰性气体CO2。机组启动前，先向机内充入50-60kPa的压缩空气，并投入密封油系统。然后利用CO2罐或CO2瓶提供的高压气体，从发电机机壳下部引入，驱赶发电机内的空气，当从机壳顶部原供氢管和气体不易流动的死区

2、取样检验CO2的含量超过85（均指容积比）后，停止充CO2。期间保持气体压力不变。开始充氢，氢气经供氢装置进入机壳内顶部的汇流管向下驱赶CO2。当从底部原CO2母管和气体不易流动的死区取样检验，氢气纯度高于96，氧含量低于时，停止排气，并升压到工作氢压。升压速度不可太快，以免引起静电。机组排氢时，降低气体压力至80-50KPa，降压速度不可太快，以免引起静电。然后向机内引入CO2用以驱赶机内氢气。当CO2含显超过85时，方可引入压缩空气驱赶CO2，当气体混合物中空气含量达到95%，氢气含最低于时，才可终止向发电机内输送压缩空气。,氢 气 置 换,CO2置换空气流程,H2置换CO2流程,干燥器流

3、程,正常运行监测,氢气系统冷却器,发电机氢冷系统的冷却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。发电机氢气冷却器采用绕片式结构。冷却器按单边承受0.8MPa压力设计。氢冷却器冷却水直接冷却的冷氢温度一般不超过46。氢冷却器冷却水进水设计温度38。,本系统在发电机的四角上布置了四组冷却器，停运一组冷却器，机组最高可带80%额定负荷。冷却介质为开式水，回水母管上设一调门，通过水量的调节可控制合适的冷氢气温度在40-46。,定子冷却水管路,发电机励磁碳刷间,氢气系统干燥器,发电机氢冷系统的干燥发电机采用冷凝式氢气干燥器，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

4、大于-5同时又不低于-25，发电机充、补氢气的露点50。干燥器氢气处理量不小于100Nm3/h，发电机设液位检测报警装置。,氢气去湿装置主要包括制冷系统、氢气去湿系统、电气控制系统三大部分。制冷系统由制冷压缩机组、热力膨胀阀、蒸发器等组成；氢气去湿系统由回热器、冷却器、贮水箱等组成；电气控制系统由电气控制箱、化霜电磁阀、温度仪、水位控制器等组成。,制冷式氢气干燥装置,发电机密封油系统,发电机采用氢气冷却，为防止运行中氢气沿转子轴向外漏，引起火灾或爆炸，机组配置了密封油系统，向转轴与端盖交接处的密封瓦循环供应高于氢压的密封油。本机组的密封油路只有一路，分别进入汽轮机侧和励磁机侧的密封瓦，经中间油

5、孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气侧，形成了油膜起到了密封润滑作用。然后分两路（氢侧、空气侧）回油。,密封油系统原理简介,发电机密封油系统原理简图,发电机密封油系统,油系统的装置为集装式，方便检修。密封瓦结构为单流环式。主油源来自汽机轴承润滑油，润滑油回油管上装设视流窗，以便观察回油。油氢差压由差压调节阀自动控制，并提供差压和压力报警信号接点。油温在汽机润滑油系统得到调节。2台100%容量的交流密封油泵和1台100%容量的直流密封备用油泵,1台100%容量的再循环油泵。,密封油系统主要技术参数,密封瓦进油温度：2550密封瓦出油温度：70密封油压大于机内氢压：0.0560.02MPa,密封油系统具有

6、四种运行方式，能保证各种工况下对机内氢气的密封。（1）正常运行时，一台主密封油泵运行，油源来自主机润滑油。（2）当主密封油泵均故障或交流电源失去时，运行方式如下：油源来自主机润滑油直流密封油泵密封瓦膨胀箱空气析出箱主油箱。（3）当交直流密封油泵均故障时，应紧急停机并排氢，降压直至主机润滑油压能够对氢气进行密封。（4）当主机润滑油系统停运时,密封油系统可独立循环运行。此时应注意保持密封油真空箱高真空，以利于充分回油。,密封油系统的运行方式,发电机定子冷却水系统,发电机的定子绕组采用水内冷方式，水冷的效果是氢冷的50倍。水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水回路，每个线棒分成若干组，每组内含有一根空

7、心铜管和数根实心铜线，空心铜管内通过冷却水带走线棒产生的热量。到线棒出槽以后的末端，空心铜管与实心铜线分开，空心铜管与其它空心铜管汇集成型后与专用水接头焊好由一根较粗的空心铜管与绝缘引水管连接到总的进（或出）汇流管。冷却水由一端进入线棒，冷却后由另一端流出，循环工作不断地带走定子线棒产生的热量。,发电机定子冷却水的作用,定冷水系统原理简图,定冷水系统设备、仪表,定子水系统中水泵、冷水器、滤水器各设2台，互为备用。冷却器为管式。发电机内冷却水进水管装有压力表、压力开关和流量表及流量测量装置，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。定子线圈内冷却水允许断水时间在带满负荷运行的情况

8、下不少于30秒。发电机内设有漏水、漏油监测装置。,定子水系统配有10%容量的离子交换器及其流量计、电导仪、压力表及温度计，以提高水质。定子水箱按压力容器设计、制造，且采用氮气加压。水箱排空管上装有气敏元件、测氢浓度报警。水系统设电加热装置。发电机管道设计考虑定子线圈反冲洗和排水管及阀门，能方便地对定子进行反冲洗，反冲洗管道上加装激光打孔过滤器。,本装置包括水箱、两台水泵、两台冷却器、气动温度、压力调节装置（包括电/气定位器、阀门变送器等）、主过滤器、补水过滤器及其之间的相互连接管路、阀门及其部分就地压力表、测温元件。装置上还设置有仪表箱，装有电导率发送器和与内外电气接口相连的端子。,定子冷却水

9、控制装置,定冷水系统水温、水质,定子冷却系统供发电机定子绕组冷却，采用闭式独立水系统并采用集装式结构，冷却器冷却水进水设计温度为38。定子线圈内的冷却水的进水温度范围为4050、进水温度设有自动调节装置，冷却水温度波动范围3，出水温度不得大于85。水质应透明纯净，无机械混杂物，在水温为20时：电导率 0.51.5S/cm（定子线圈独立水系统）PH值 7.09.0硬度 2微克当量/L（2gE/L）含氨（NH3）微量,定冷水系统技术参数,额定流量：1530 L/min进水压力（计算值）：196kPa进水温度：453最大连续出力时线圈出水温度（计算值）：73水的电导率：不高于0.5S/cm离子交换器

10、额定处理流量：250 L/min进水温度高报警值：49出水温度高报警值：73出水温度高保护动作值：78进水压力低报警值：110 kPa进水流量低报警值：1200 L/min进水流量低保护动作值：1050 L/min,定子水中断会造成严重的过热，威胁机组的安全运行。因此，本机组综合参考定子水压力、流量、温度，设置了完善的断水保护。保护触发的条件及动作程序：（1）发电机负荷60MCR，定子冷却水出口温度78或定子冷却水进口压力0.089MPa且进口流量500L/min时，汽轮机直接跳闸；（2）发电机负荷60MCR，定子冷却水出口温度78或定子冷却水进口压力0.089MPa且进口流量500L/min

11、时，定子冷却水中断启动层RUN BACK如下：如负荷在2分钟内降到26MCR时，断水前导电度大于0.5s/cm，那么3分钟内发电机跳闸；,在负荷安全减至26MCR后，若定子冷却水导电度小于0.5s/cm，那么发电机可运行60分钟后停机。,发电机定子水系统的保护：,发电机励磁系统,励磁系统在电能生产诸环节中的位置,发电机的同步转矩和功角,发电机励磁系统基本原理框图,我厂发电机励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统（全套进口瑞士ABB公司原装产品）。主要由励磁功率放大单元和励磁调节器（AVR）两大部分组成。,发电机静态励磁系统原理图,三相励磁变,没有旋转部件。运行可靠性高，调整、维护简单，检修方便

12、。可缩短机组的轴系长度，缩短电厂厂房长度。缩短了的汽轮机发电机轴系长度可提高机组轴系的稳定性、提高机组安全运行的水平。没有主励磁机时滞环节，属高起始快速响应励磁系统，技术指标高，响应快，性能参数好。,自并励系统及其主要优点,起励装置,发电机励磁系统AVR,励磁调节器（AVR）采用数字微机型，AVR中装设无功功率、功率因数等自动调节功能。励磁调节器设有过励磁限制、过励磁保护、低励磁限制、电力系统稳定器、V/H限制及转子过电压保护和PT断线闭锁保护等单元；其附加功能包括转子一点接地保护、转子温度测量、串口通讯模块、跨接器、DSP智能均流、轴电压毛刺吸收装置等。,采用两路完全相同且独立的自动励磁调节

13、器并联运行，两路通道间能相互自动跟踪，当一路调节器通道出现故障时，能自动无扰切换到另一通道运行。手动、自动电路应能相互自动跟踪；当自动回路故障时能自动无扰切换到手动。CT、PT均为两路独立的输入回路。,发电机励磁系统起励与灭磁,采用220V DC电源起励方式。当发电机电压上升到规定值时，起励回路自动脱开。,自动灭磁装置装在励磁回路直流侧。灭磁开关的额定参数按励磁系统强励工况（机端电压为80%额定电压时，强励倍数2倍额定励磁电压）选择。灭磁开关型号为HPB60M81S额定电压1000V，开断电压3000V，设计开断电压1900V，短路电流开断能力100KA以上。,发电机励磁系统性能,当发电机的励

14、磁电压和电流不超过其额定励磁电流和电压的1.1倍时，励磁系统能连续运行。励磁系统具有短时过载能力，励磁系统强励倍数不小于2（静止励磁系统即使定子电压降到80%额定值时），允许强励时间为20秒。励磁系统具备高起始响应特性，在 0.05秒内励磁电压增长值达到顶值电压和额定电压差值的95%。励磁系统响应比（V）即电压上升速度，不低于3.58倍/秒,励磁调节器的调压范围：发电机空载时能在20-110%额定电压范围内稳定平滑调节，整定电压的分辨率不大于额定电压的0.2%。发电机空载时手动调压范围为10%-130%UN。如果励磁电源采用6300V的厂用电时，手动调节的范围可以从0%130%，可满足发电机零起升压试验的要求。功率整流装置的一个功率柜退出运行时满足发电机强励和1.1倍额定励磁电流运行的要求。当有2个功率柜退出运行时，能提供发电机额定工况所需的励磁容量。,整流装置的每个功率元件都设有快速熔断器保护，以便及时切除短路故障元件。并可检测熔断器熔断并给出信号。整流装置冷却风机有100%的备用容量，在风压或风量不足时，备用风机应能自动投入。整流装置的通风电源设有两路，并可自动切换。任一台整流柜故障或冷却电源故障，发出报警信号。,结束,谢谢大家,