1第一篇发电机及其励磁系统运行规程.docx
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1第一篇发电机及其励磁系统运行规程
第一篇发电机及其励磁系统运行规程
1概述
发电机为东方电机股份有限公司设计、制造的QFSN-300-2-20B型三相、二极、隐极式转子同步交流发电机，由汽轮机直接驱动，其旋转方向从汽轮机头向发电机看为顺时针。
发电机采用“水氢氢”冷却方式，即：
定子线圈及其引线、出线采用水内冷，转子绕组采用氢冷，定子铁芯及端部采用氢气表面冷却。
机座内的氢气由转子两端的轴流式风扇进行闭式循环。
密封系统采用单流环式油密封。
集电环采用空气冷却，即：
两集电环间的同轴离心式风扇对集电环及电刷进行强迫冷却。
发电机励磁采用静止半导体自并励系统，主要由励磁电源变压器、微机励磁调节器组成。
微机励磁调节器采用ABB授权东方电机股份有限公司生产的Q5S-0/U231-S4500型励磁调节器，该型励磁调节器类型为：
UNITROL®5000，带四通道（双自动通道加两个独立的手动通道）冗余的自动控制器，具有3个可控硅桥，型号为：
UNL13300，以n-1的方式冗余配置（n-1方式冗余的含义：
当任一可控硅桥故障时，剩下的可控硅桥仍能保证额定输出），磁场开关为单断口直流开关，位于可控桥直流侧，其额定电流为4500A。
励磁调节系统功能如下：
励磁调节器由自动调节器（AC调节器）和手动调节器（DC调节器）组成。
自动调节器的主要功能有自动电压调节、磁场电压调节、有功/无功功率补偿、欠励限制（XEL）、V/HZ限制、过励限制（OEL）、无功VAR/功率因数调节、电力系统稳定器（PSS）等功能。
监测和保护功能包括PT故障监测、转子温度测量、过流保护、失磁保护、过磁通保护等。
自动励磁调节器（AC调节器）电压调节范围可达70%～110%发电机额定电压。
手动励磁调节器（DC调节器）电压调节范围可达20%～110%发电机额定电压。
2设备规范
2.1发电机主要技术数据
名称
单位
设计值
试验值
备注
规格型号
型号
QFSN-300-2-20B
额定容量SN
MVA
353
额定功率PN
MW
300
最大连续输出容量S
MVA
388
最大连续输出功率P
MW
330
定子额定电压UN
kV
20
定子额定电流IN
A
10189
额定功率因数cosφN
0.85
额定频率fN
Hz
50
额定转速nN
r/min
3000
相数
3
定子线圈接线方式
YY
出线端子数目
6
冷却方式
水氢氢
励磁方式
自并励
环境温度
℃
5～40
额定励磁电流IfN
A
2075
额定励磁电压UfN
V
455
空载励磁电流
A
824
空载励磁电压
V
主要性能参数
短路比SCR
0.6241
超瞬变电抗
≥0.15
瞬变电抗
≤0.25
负序能力I2/IN
%
10
负序能力（I2/IN）2t
Sec
10
灭磁时间常数
2.1s
强励顶值电压倍数
≥2
强励电压响应比
/Sec
≥2
允许强励时间
Sec
10
效率
效率
%
≥98.9
振动值
轴承振动
mm
≤0.025
轴振
mm
≤0.075
绝缘等级及温度限值
定子线圈绝缘等级
F
按B级绝缘温升使用
转子线圈绝缘等级
F
按B级绝缘温升使用
定子铁芯绝缘等级
F
按B级绝缘温升使用
定子铁芯温度（额定工况）
℃
69
≤120
定子线圈温度（额定工况）
℃
59.4
≤80
转子线圈温度（额定工况）
℃
87.4
≤110
定子铁芯温度（MCR工况）
℃
≤120
定子线圈温度（MCR工况）
℃
≤85
转子线圈温度（MCR工况）
℃
≤110
定子端部结构件允许温度
℃
≤120
定子槽间层内温度
℃
≤90
检温计法
层间温度差
℃
≤8
检温计法
冷却介质
氢气冷却器数目
4
氢气冷却器进水温度
℃
20~38
氢气冷却器出水温度
℃
≤43
氢气冷却器水流量
t/h
4×100
氢气冷却器进水压力
MPa
0.1～0.2
氢气冷却器水压降
MPa
0.024
氢气冷却器风阻压降
MPa
0.222
额定氢压
MPa
0.25
最高允许氢压
MPa
0.35
发电机充氢容积
m3
72
漏氢
m3/24h
≤10
氢气纯度
%
≥95
氢气露点
℃
-14～-2.5
氢气湿度
g/m3
1.5～4
额定氢压下
冷氢温度
℃
35～46
热氢温度
℃
≤65
定子冷却水进水压力
MPa
0.1~0.2
定子冷却水进水温度
℃
42~48
定子冷却水出水温度
℃
≤80
定子冷却水流量（二次流量）
t/h
45
定子绕组充水容积
m3
0.3
定子冷却水导电率
μs/cm
0.5~1.5
20℃
定子冷却水PH值
7.0～8.0
定子冷却水硬度
μgE/L
≤2
允许断水时间
Sec
≤30
氨NH3
允许微量
机械杂质
无
集电环和碳刷
电刷允许载流密度
A/cm2
10
额定工况下电刷载流密度
A/cm2
6.7
集电刷和碳刷允许励磁电流
A
3097
集电环温度
℃
≤120
检温计法，风温≤65℃
2.2励磁系统主要技术数据
名称
单位
设计值
试验值
备注
整流柜
型号
UNL13300
整流方式
三相全控桥
额定电流/柜
A
2075
功率放大器组数
组
3
并联支路数
1
可控硅型号
HUEL412422
可控硅元件额定电流时结温
℃
107
额定正向平均电流
A
1900
额定反向峰值电压
V
4200
磁场断路器
型号
HPB45
额定电压
V
1000
额定电流
A
4500
最大断流能力
kA
50
开断弧压
V
1900
控制电压（直流）
V
220
AVR性能
电压调整范围
%
30-110
手动调整范围
%
20-110
调整偏差（精度）
%
0.2
励磁变压器
型式
环氧浇注、户内、干式
型号
ZSCB9-3300/20
容量
kVA
3300
初级电压
kV
20±2×2.5%
次级电压
kV
0.9
频率
Hz
50
相数
3
连接方式
Y/d11
绝缘等级
F
冷却方式
AN/AF
温升极限
k
90
输出额定电流
A
2117
效率
%
99
电压调整
%
4.18
短路阻抗
%
8.21
2.3封闭母线规范
名称
主回路
厂用分支
电压互感器及励磁变分支
制造厂
阜新封闭母线有限责任公司
额定电压（kV）
20
20
20
最高工作电压（kV）
23
23
23
额定电流（A）
12500
4000
4000
相数
3
3
3
频率（HZ）
50
50
50
短路电流冲击峰值（kA）
400
560
560
4S热稳定电流（kA）
160
220
220
母线正常运行最高温度（℃）
≤90
≤90
≤90
母线接头的最高温度（℃）
≤65
≤65
≤65
外壳连接最高温度（℃）
≤70
≤70
≤70
铝母线外径及厚度（mm）
Φ500x12
Φ150x10
Φ150x10
铝外壳外径及厚度（mm）
Φ1050x8
Φ700x5
Φ700x5
相间距离（mm）
1200
1200
1200
一分钟工频耐压（kV）
75
75
75
冲击耐压（kV）
150
150
150
冷却方式
自冷
自冷
自冷
母线涂漆（外表）
黑
黑
黑
母线涂漆（内表面）
黑
黑
黑
母线涂漆（外表面）
浅灰（光泽）
浅灰（光泽）
浅灰（光泽）
母线导体损耗（W/三相米）
897
90.5
90.5
外壳的损耗（W/三相米）
594
50
50
2.4励磁母线技术参数
名称
直流励磁母线
交流励磁母线
制造厂
阜新封闭母线有限责任公司
额定电压（kV）
1
1
额定电流（A）
3000
3000
相数
3
频率（HZ）
50
短路电流冲击峰值（kA）
125
4S热稳定电流（kA）
50
母线运行最高温度（℃）
≤90
≤90
外壳运行最高温升（K）
30
30
冷却方式
自冷
自冷
涂漆
同主母线
同主母线
导线规格：
2（TMY-120X10）
2（TMY-120X10）
外壳尺寸（mm）
400x300×δ3
550x400×δ3
一分钟工频耐压（有效值）（kV）
3.5
3.5
冲击耐压（有效值）（kV）
3发电机的运行规定
3.1一般规定
3.1.1发电机在正常运行时，不允许超过铭牌的额定数据运行。
3.1.2 发电机不允许无励磁运行。
3.1.3发电机在额定参数下运行，最高允许监视温度应根据温升试验结果确定，现场没有做温升试验前，最高允许监视温度应低于制造厂的规定允许值。
3.1.4运行中的发电机周围10米以内严禁烟火作业，且警告标示牌定置齐全。
3.1.5发电机允许输出最大连续功率330MW的条件：
氢压0.25Mpa；氢冷器进水温度20℃；氢冷器出水温度≤27℃；冷氢温度≤30℃；厂内环境温度≤30℃。
3.1.6 发电机不允许在空气中运转。
仅允许在安装、调试及试运期间，短时在空气中运转，做机械检查，但应满足下列条件：
a．氢气冷却器通水；
b．油密封通油；
c．定子绕组通冷却水；
d．无励磁；
e．切断氢气分析器、差压表，拆开供氢管道；
f．机内空气干燥，相对湿度≤50%，压力（表压）为0.03～0.06Mpa，冷风温度20～38℃。
3.2电压、周波、力率变化时的运行规定
3.2.1发电机定子电压正常应维持额定值，允许变动范围在额定值的±5%以内，连续运行的最高电压应遵守制造厂的规定；但最大变动范围不得超过额定值的±10%（18KV～22KV），并应满足厂用母线电压的要求。
3.2.2当发电机的电压下降到低于额定值的95%时，定子允
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