牛一电厂发电机运行规程要点.docx
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牛一电厂发电机运行规程要点
QB
福建寿宁牛头山水电有限公司企业标准
Q/FJNTS111—2009
牛一电厂
发电机运行规程
2009-12-01发布2009-12-01实施
福建寿宁牛头山水电有限公司 发布
目次
1主题内容与适用范围……………………………………………………………………
（2）
2引用标准…………………………………………………………………………………
（2）
3下列人员应通晓本标准…………………………………………………………………
（2）
4发电机运行规定…………………………………………………………………………
（2）
5 运行方式…………………………………………………………………………………（6）
6运行操作…………………………………………………………………………………（7）
7发电机的事故处理………………………………………………………………………（10）
8附录………………………………………………………………………………………（17）
福建寿宁牛头山水电有限公司企业标准
发电机运行规程
Q/FJNTS111—2009
1 主题内容与适用范围
1.1 本标准规定了福建寿宁牛头山水电有限公司牛一电厂发电机的运行规定、运行方式、运行操作、故障和事故处理。
1.2 本标准适用于牛头山运行人员和生产管理人员对发电机的运行、管理工作，也可供维护人员参考。
2 引用标准
本规程根据机组制造厂家提供的技术资料、有关技术标准并结合本厂实际情况编写。
引用的主要标准有：
2.1 DL/T715－2001 《水轮发电机运行规程》
2.2 水电部《发电机运行规程》
2.3《电力工业技术管理法规》
2.4 厂家有关资料
3 下列人员应通晓本标准
3.1 下列人员应熟悉本标准
全体运行人员
3.2 下列人员应了解本标准有关条款
3.2.1 生产管理人员
3.2.2 维护人员
4 运行规定
4.1发电机总体概述
4.1.1发电机为立轴悬式三相交流凸极式同步发电机,推力轴承和上导轴承布置在转子上方，下导轴承布置在转子下方。
发电机与水轮机采用法兰刚性直连。
发电机采用密闭自循环双路径向通风系统。
4.1.2发电机主要包括定子、转子、机架、推力轴承、导轴承、吸音装置、气封管路、空气冷却器、制动器，以及上、下盖板、上、下挡风板和大轴接地电刷装置等。
发电机最大起吊件转子重量124吨，定子重量81.13吨，上机架总重18.1吨，下机架总重5.18吨，发电机总重240吨。
4.1.3发电机的通风冷却方式采用在转子两端装设效率高的桨式风扇。
4.1.4发电机定子绕组接法为2Y，主引出线数目为三个，中性引出线数目为六个。
4.1.5在发电机上端装有齿盘测速装置和摆度测量装置。
4.1.6定子
定子主要由定子机座、定子铁心、定子绕组等组成。
定子机座外径Φ5300mm，高度3400mm
4.1.6.1定子机座由钢板、钢柱和钢板等焊接而成，为利于通风和增加机座刚度，机座环之间采用了盒形支撑。
定子机座上环与上机架相连，下环与基础板相连。
4.1.6.2定子铁心外径Φ4250mm，内径Φ3510mm，长1700mm，定子铁心由定子扇形片通过齿压板、压板和拉紧螺杆叠压而成，并设置了一定数量的径向通风道。
铁心背部利用鸽尾固定在鸽尾筋上。
定子扇形片是由0.5mm厚的无取向的低耗冷轧硅钢片冲制而成,并经涂漆烘干处理。
定子铁心齿压片采用非磁性齿压片。
4.1.6.3定子线圈采用了条式叠绕组线圈，采用F级湿热带绝缘。
线棒包扎绝缘后全模压成型。
4.1.7转子
转子由主轴、转子支架、磁轭和磁极等组成。
4.1.7.1转子采用一根轴结构。
转子支架在厂内热套于主轴上。
主轴长6524mm，由高级优质碳素结构钢20MnSi锻件加工而成，内有Φ200的中心孔。
主轴法兰外径Φ985，与水轮机主轴直接刚性连接。
主轴顶端连接集电环。
4.1.7.2转子支架由合金铸钢ZG20Mn整铸加工而成。
支架共有七条幅臂。
4.1.7.3磁轭由3mm厚的武钢WDER490高强度低合金钢板冲制成冲片，通过上下磁轭压板和拉紧螺杆及定位销等叠压而成，并设置了四道径向通风道。
磁轭与转子之间采用径向键胀紧。
磁轭下压板上用螺栓固定了分块可拆的制动环。
4.1.7.4磁极包括磁极铁芯，磁极线圈和阻尼绕组等。
磁极铁芯由1.6厚PCYH钢板冲成的磁极冲片通过磁极压板和拉紧螺杆等叠压而成，冲片的三“T”尾和磁轭冲片上的三“T”尾槽通过斜键胀紧，使整个磁极紧固在磁轭上。
磁极线圈由五边形铜排扁绕而成，采用F级绝缘。
转子设置纵横阻尼绕组，极间阻尼环通过拉杆固定在磁轭上。
4.1.8机架
4.1.8.1机架包括上机架和下机架，均为辐射型机架。
4.1.8.2上机架由钢板焊接而成，并经退火处理，消除焊接产生的内应力。
上机架为负荷机架，正常运行时承受机组转动部分的全部重量、水轮机的轴向水推力及机架自重等负荷。
上机架共四条腿。
上机架油槽布置上导轴承、推力轴承和油冷却器等。
4.1.8.3下机架由钢板焊接而成。
下机架共四条腿，每条腿上各布置一个制动器。
下机架在机组制动时承受制动扭矩，在顶起转子时承受机组转动部分的全部重量。
下机架油槽内布置下导轴承和油冷却器等。
4.1.9辅助系统
4.1.9.1通风冷却系统发电机共设置八只定子通风空气冷却器，均匀分布在定子的机座上。
4.1.9.2测温系统发电机设有测温系统用于测量和监视发电机各部分的温度。
发电机各部分测量温度元件布置如下表，测量元件采用铂热电阻，在0℃时其电阻值为100Ω
部位
单支式电阻温度计
双支式电阻温度计（其中一组用于发信号）
定子绕组
12
定子铁芯
6
推力轴承瓦
5
5
上导轴承
4
2
下导轴承
6
2
推力和上导油槽
2
下导油槽
2
空冷冷风
6
2
空冷热风
2
2
在定子间共设有18个测温点，用以监测定子温度；在通风冷却空气循环回路之中装有测温电阻，冷风10点，热风6点，用以监测通风冷却系统温度变化；推力轴承瓦15点，上导轴承8点，上导推力油槽2点；下导轴承10点，下导油槽2点。
（水导轴承4点，水导油槽2点）
4.1.9.3灭火系统发电机在定子上、下侧分别设有灭火环管。
在环管上装有喷雾头。
当发电机发生火灾时，灭火系统可喷水雾进行灭火。
4.1.9.4制动系统发电机制动系统采用机械制动方式。
装设四只油、气分离气复位双缸结构ZD250-0型制动器，分别布置在下机架四条腿上。
当机组停机达到制动转速时投入制动。
4.1.9.5防潮在发电机机坑内装有电加热器装置，功率9.6KW，以排除发电机内部的潮气。
4.2、发电机运行规定
4.2.1本厂发电机属中调管辖，机组的投入、退出运行和停役检修均应向中调申请，并得到许可批准后方可进行。
以上联系应录音，操作时间应记录在操作记录本上，还应将并、解列时间及开、停机时间记在运行日志上以及操作命令记录簿内。
4.2.2机组装设的继电保护、自动装置、辅助设备，正常运行中（包括停机和起动时）必须完好投入。
4.2.3备用中的发电机及其全部附属设备，必须处于随时能启动的良好状态，并与运行机组一样进行正常的巡回检查。
未经许可禁止在备用机组上进行检修工作。
4.2.4为避免定、转子线圈受潮，两台机组应轮流备用。
4.2.5发电机绝缘电阻测量的规定：
在下列情况下应测量发电机定子、转子回路绝缘电阻。
4.2.5.1大小修前后各测一次；
4.2.5.2发电机事故（差动、复合低压过流、过电压）保护动作后，以及主变事故引起发电机跳闸；
4.2.5.3机组断续运行以及停机时间连续达一月以上（停机时定子加热器投入）；
4.2.5.4特殊情况下要求测绝缘电阻时。
4.2.6发电机的定、转子绝缘应符合如下规定：
4.2.6.1定子线圈绝缘用2500V兆欧表测量，热态时应大于11MΩ，在40℃以下时，绝缘电阻吸收比R60"/R15"≥1.6。
测量结果若比以前测量值降低1／3以上，应查明原因，并汇报领导。
4.2..6.2转子线圈绝缘用500V兆欧表测量，热态时应大于0.5MΩ，若低于0.5MΩ时应采取措施加以消除，如一时不能恢复，是否允许运行由生产领导决定。
4.2.7发电机试联动的规定
下列情况应对发电机出口开关和灭磁开关作联动试验。
4.2.7.1发电机大小修后（包括出口开关检修后）；
4.2.7.2发电机“励磁消失”保护动作后；
4.2.7.3发电机保护回路或励磁回路作业过。
4.2.8运行中因故需退出或停用主保护，必须征得中调调度员同意，并汇报生产领导。
4.2.9更改发电机保护的整定值和变更接线的工作，必须有经生产领导批准的定值通知单和图纸。
当班运行人员应认真按工作票与实际情况做好安全措施，凡可能引起保护误动作的一切工作，均应有防止保护误动的有效措施，否则严禁开工。
保护装置的投入、退出等操作须由当班运行人员负责进行。
4.2.10发电机继电保护工作完毕时，当班运行人员应进行验收，如检查拆动的接线、元件、标志是否恢复正常，压板位置、标称是否完好正确，检修交待簿所写内容是否清楚等。
4.2.11发电机运行中的监视和检查
运行人员应认真监视发电机的各种表计、信号等指示，正常情况严禁超铭牌、超负荷运行。
使机组负荷分配合理，保持功率因数规定值。
避免机组在振动区运行，保证机组安全经济运行。
当天气突然变化或雷雨季节，系统运行方式改变等情况要做好事故预想，做到有备无患。
4.2.11.1发电机运行中，运行人员应按规定时间及线路巡检，项目如下；
a.发电机各运行参数是否在规定的范围内运行
b.电气连接部分接头（包括二次）有否松动、发热、变色。
c.绝缘瓷瓶部分有否裂纹、放电、清洁情况。
d.运行中，检查转子滑环上的碳刷工作情况，碳刷完整无缺，无卡涩现象及其有否影响运行的火花，引线有否发热变色。
e.保护装置在相应位置，投切正确，有无告警信号
f.电气设备运行声音正常，有无绝缘物烧焦味和放电现象。
g.开关、刀闸部分是否在良好接触位置，无明显发热变色
h.励磁系统运行正常
i.监控画面与实际相符，有无光字、简报等信息。
4.2.11.2机组遇到异常情况，如机组受冲击或者系统需要短时间在规定值内过负荷运行的重点检查，项目如下：
a.电气连接部分接头有否松动，发热变色。
b.励磁变、发电机各部是否有异常响声及焦味
c.滑环、碳刷接触是否良好，有无异常响声或冒火、环火、碳刷应完整无缺，滑环无发黑变色。
d.励磁系统灭磁开关触头无过热现象，励磁调节装置应处于正常运行状态，功率整流柜无发热，冒烟现象。
4.2.11.3对发电机励磁系统和转子滑环碳刷应检查下列各点：
a.对发电机励磁变进行检查，各绕组和各个引线接头有无过热、发红，有无异常响声。
b.励磁调节柜的电源系统是否正常投入，各个主、备用通道是否正常运行，各插座扁线有无松脱。
相关指示是否正确。
c.励磁系统功率整流柜整流装置有无过热，风机转动正常能否随机组开、停而自动投切。
d.灭磁开关各个部件有无松动、脱落，开关触头有无过热、发红，灭磁开关挂钩机构完好。
e.转子滑环有否发黑变色，碳刷有无松动，边缘有否剥落，碳刷有无冒火花，刷握、刷架上有无积垢过多。
5 运行方式
5.1发电机在额定运行方式下，允许长期连续运行，但不允许超过铭牌上规定的数据运行。
5.2发电机在额定的使用条件和额定负荷下，定、转子绕组和定子铁芯的最高温度不超过下表的规定：
部件
测量方法
最高允许温升极限值（k）
定子绕组
埋入式检温计
85
转子绕组
电阻法
90
定子铁芯
埋入式检温计
85
集电环
温度计
80
5.3发电机冷却空气进气温度不超过40℃，最低容许进气温度（冷风）为＋5℃。
对本站采用密闭自循环双路径向通风冷却的发电机，其最低进气温度应以冷却器不凝结水珠为标准（通常凝结水珠的温度为20℃左右）。
5.4发电机最高容许出气温度（热风）不予规定，但应监视进出风温差变化。
若温差有显著增大，则说明发电机有冷却系统不正常或发电机的损耗有所增加，应分析原因，采取措施予以解决。
5.5发电机最大容量为110%额定容量,在额定转速、额定温升、额定电压、额定功率因数时，发电机额定容量有功功率50000kW，无功30987kvar,视在功率58824kVA。
5.6发电机力率（cosΦ）一般不应超过滞后0.95。
若因系统需要，在自动励磁调节装置投入运行时，必要时允许进相运行，机组有功负荷为0时，允许进相25000kvar；机组带额定功率运行时，允许进相20000kvar。
发电机进相运行时，应监视发电机定子温度在允许范围内，厂用电电压在允许范围内。
5.7发电机在事故条件下能承受150%定子最大电流，历时2min的短时过载，但过载次数平均每年不应超过二次。
发电机转子绕组能承受二倍最大励磁电流，持续时间为50S。
5.8发电机允许在不对称的系统上运行，但任何一相的电流都不超过额定电流，且负序电流分量与额定电流之比（标么值）不超过12％。
发电机定子电压不超过额定电压的±5％，频率不超过额定频率的±1％。
在电压与频率同时发生正偏时，两者偏差之和不超过6％，若电压与频率不同时正偏，两者偏差的百分数绝对值之和不超过5％。
当电压与频率偏差超过上述规定值是时，此时输出功率以励磁电流不超过最大值、定子电流不超过最大值105％为限。
5.9发电机轴承运行监视、技术要求如下：
5.9.1导轴瓦的温度一般应在65℃以下，最高温度不超过70℃，推力瓦最高不超过58℃。
5.9.2冬天机组起动时其油槽内油温不得低于5℃。
5.9.3热启动间隔时间为5—7分钟。
5.9.4停机时间超过15天，开机前应先顶起转子，以免发生轴瓦干摩擦而烧瓦。
5.10机组在停机过程中当转速下降到20%nr时投入制动装置，制动时间为2分钟
5.11发电机在正常运行时，一般情况下运行检修人员不可进入机坑和下盖板进入门，以免发生危险。
5.12发电机停机检修时应将转子制动或顶起转子，以免因漏水而产生自行转动。
5.13备用机组定期投入加热器装置的规定
为防止备用机组在连续停机时间较长而发生定、转子线圈受潮，应根据空气湿度及停机时间投入加热器。
6 运行操作
6.1发电机检修后启动前的准备工作
发电机在大、中、小修后，经全面验收通过，并作出机组准备启动的决定后，运行人员应做如下准备工作：
6.1.1收回所有的检修工作票,检修负责人对检修作业进行技术交底。
运行人员认真查阅（包括改进工程、试验数据、设备状况、运行方式）.
6.1.2拆除检修设备的安全措施、接地线、短接线、临时遮拦及标示牌，恢复常设遮栏及标示牌
6.1.3检查发电机出线及其连接设备，保护装置，控制设备，励磁系统必须正常，保护压板投入正确，出口开关各部完好。
6.1.4检查发电机转子滑环、碳刷完整无破损，接触良好。
6.1.5检查发电机各部位（包括所有作业场所）的整洁情况。
6.1.6测量发电机定子回路，转子励磁回路绝缘电阻合格。
6.1.7发电机出口开关，灭磁开关跳闸应灵活，联动试验正常。
6.1.8发电机各部接头引线连接牢固。
6.1.9全面检查后，将机组恢复至热备用状态，并向调度及领导汇报机组已恢复热备用准备启动，征得其同意后方可继续操作。
6.2发电机备用状态下必须符合下列条件
在系统中备用的发电机及其全部附属设备，必须经常处于良好状态，随时投入运行。
6.2.1发电机各部位无妨碍机组运转的缺陷和物件，设备所属部位无临时作业点。
6.2.2按规定测量定、转子绝缘并合格。
6.2.3励磁系统、调速系统、保护装置无故障且在正常投入位置。
6.2.4出口开关、灭磁开关等在正确位置。
6.2.5具备开机条件，且指示灯亮。
6.3 机组在检修后第一次启动应采用手动开机→空转→手动停机，以检查各转动部分是否正常。
无异常现象后方可采用监控系统自动方式开机→从零升压→并入系统。
6.4机组检修后第一次升压，一般采用手动从零分段升压。
每升2KV停顿1分钟，检查定子、转子回路以及励磁回路是否正常。
如有异常现象应立即降压至零停机检查。
6.5发电机一经转动后，即应认为发电机及其所有设备均已带电。
6.6发电机的启动方式
6.6.1手动方式：
在调速器机柜上操作
6.6.2自动方式：
在监控系统上操作
6.7发电机的准同期并列
6.7.1发电机正常情况下均采用自动准同期与系统并列，手动准同期作为备用。
6.7.2手动准同期并列时注意事项：
6.7.2.1并列操作时，机组电压表、周波表指示与系统一致，同期装置投入后，待指针转一周，并掌握同步表指针均匀缓慢程度。
稍提前一个角度，使其合闸并列，以保证并列时，同步表指针刚好走到中间同期点位置。
6.7.2.2调整机组转速、电压时，应使“增速”、“减速”、“增励”、“减励”按钮点动接触。
以防发生过调
6.7.2.3同步指针如有卡涩、摆动、突变、停顿在某个位置等不寻常现象应停止并列。
6.7.2.4同步条件不好应复归“手动同期”把手，使同步表不在长期带电情况下运行。
调整周波、电压等指标合格后再进行操作
6.8发电机带负荷
6.8.1手动调整负荷时，应使其按钮点动接触，防止超调。
6.8.2并列运行机组应按其出力合理分配有功、无功，尽量保持力率相同或接近运行。
6.8.3调整有功、无功负荷时应注意转子电流、电压，定子电流、电压的指标相互匹配。
6.8.4当系统电压偏低，中调要求带满无功时，此时应以转子电流、电压不超过额定值为限；同时应注意检查转子滑环碳刷的火花情况。
6.8.5尽量避免机组在气蚀区或振动区内运行。
6.8.6正常情况下应按中调给定的负荷、电压曲线进行调整机组的有功、无功负荷。
6.9发电机的解列停机
6.9.1正常情况下，发电机采用自动方式解列停机，当主机或在现地LCU工控机上停机时，监控系统自动减机组有功、无功负荷至“零”，不需人工减负荷，自动解列停机。
6.9.2机组解列停机时，应注意监视机组自动刹车过程，防止机组在低转速下长时间运转而造成烧瓦。
6.9.3发电机在解列停机时，励磁系统自动逆变灭磁，在接到逆变命令起5秒内发电机电压仍未小于10%额定值，则由逆变保护跳灭磁开关，否则应手动跳灭磁开关。
6.10机组停役检修和试验的时间计算，是从设备断开或退出备用开始到设备重新并网运行或恢复备用时止。
断开设备和投入运行所进行的一切操作时间和检修前后的试验工作，都包括在停役检修时间内。
6.11发电机转入检修之前，必须先将机组停转，并做好防止机组转动的机械安全措施，然后才能将发电机转入检修。
其综合操作步骤为：
6.11.1发电机由热备用转冷备用；
6.11.2试验相应电压等级验电器合格；
6.11.3验明确无电压即测发电机绝缘；
6.11.4发电机由冷备用转检修。
6.12“零起升压”试验
6.12.1电气设备“零起升压”的目的
发电机、主变压器或110kV线路检修或主保护动作事故跳闸后，经外部检查无异常或损坏，为了鉴定设备是否正常良好，或寻找故障点，必须进行“零起升压”。
6.12.2“从零升压”试验的措施
6.12.2.1发电机本身“从零升压”试验时，断开其出口开关及刀闸；励磁系统起励电压设定为10－15%额定值，人工起励。
6.12.2.2发电机对主变“从零升压”试验时，断开16A（16B）和663、665（664、666）开关及16A1（16B1）和6631、6651（6641、6661）刀闸，合上主变中性点接地刀闸16A8（16B8），试验机组应在未建立电压之前接入主变，并带励磁调节器升压，失磁保护压板解除，发电机其余保护压板应投入，主变保护全部投入。
6.12.2.3发电机对110kV线路“从零升压”试验时，110kV线路重合闸装置压板应解除，其余压板投入；试验机组应在未建立电压之前接入，并带励磁调节器升压，失磁保护压板解除，发电机其余保护压板投入，主变保护全部投入。
6.12.3设备“从零升压”试验有关注意事项
6.12.3.1升压须缓慢分阶段持续进行，每升2kV停留1分钟，对被试设备作全面检查。
6.12.3.2试验中出现异常现象时，应立即断开灭磁开关停止试验，待查清原因后再进行。
6.12.3.3零起升压时，发电机三相定子电流应趋于零，三相定子电压应平衡。
6.12.3.4主变和线路试验时，应正确区分电容电流和短路电流。
6.12.3.5线路试验时，应监视其三相电流表。
防止不平衡短路造成发电机转子发热振动。
6.12.3.6试验完毕慢慢降压，并恢复到原来运行方式。
7 事故处理
7.1发电机保护设置
7.1.1纵差保护——本保护用于定子绕组及其引出线相间短路。
保护瞬时动作于跳闸、停机、灭磁。
7.1.2横差保护——本保护用于定子绕组匝间及其相间短路故障的保护，该保护反映定子并联绕组之间的不平衡电流。
保护瞬时动作于跳闸、停机、灭磁。
7.1.3电流记忆低电压过电流保护——作为发变组的后备保护，第一时限跳主变110kv侧断路器，第二时限动作于发电机跳闸、停机、灭磁。
7.1.4失磁保护——本保护用于发电机励磁电流异常下降和完全失去励磁故障的保护。
保护检测静稳边界，转子电压，定子电流等。
带时限动作于发电机跳闸、停机、灭磁。
7.1.5负序过电流保护——本保护用于发电机转子表面过热保护。
反映发电机负序电流。
第一时限跳主变110kv侧断路器，第二时限动作于发电机跳闸、停机、灭磁。
7.1.6定子过电压保护——本保护用于定子过电压故障的保护。
带延时动作于发电机跳闸、停机、灭磁。
7.1.7励磁变过电流保护——本保护用于保护励磁变压器绕组及高低压侧引线相间短路故障。
带延时动作于发电机跳闸、停机、灭磁。
7.1.7高周切机保护——本保护用于保护系统频率过高。
带延时动作于发电机跳闸、停机、灭磁。
7.1.8定子一点接地保护——本保护用于定子绕组及其引出线接地故障的保护。
该保护能对100%定子绕组接地故障构成保护，保护延时动作于报警。
7.1.9转子一点接地保护——本保护用于发电机励磁回路一点接地的保护。
保护延时动作于报警。
7.1.10过负荷保护——本保护用于发电机过载运行。
保护延时动作于报警。
7.1.11电压互感器、电流互感器断线——本装置用于检测保护用电压互感器一次侧或二次侧断线（包括熔断器熔断）和电流互感器二次侧开路，其动作于报警。
同时闭锁可能造成误动作的保护，如差动、失磁保护等。
7.2 发电机的不正常运行和事故处理
7.2.1转子滑环运行中发生冒火或环火。
7.2.1.1现象：
转子滑环与碳刷间的强烈火花或拉成一圈环火。
7.2.1.2处理：
a.降低该机无功负荷，以减少励磁电流；
b.检查碳刷是否存在过短，弹簧压力不够，碳刷在刷握中卡涩等情况。
c.用不掉纤维干净白布擦拭，如无效可在布上沾微量工业酒精擦去积垢及刷迹。
无效可用#00细砂纸研磨。
d.威胁到机组安全时，降低有功负荷，联系调度解列停机。
7.2.2发电机升不起电压
7.2.2.1现象：
发电机起励后，仍在空转态，励磁电压、电流表均无指示。
7.2.2.2处理：
a.查灭磁开关是否合好，未合上或未合好应重新合好。
b.查起励电源是否正常，空气开关是否合上。
c.查调节器人机界面显示的“电压给定值”是否为100%。
d.按调节器面板“起励”按钮，人工起励。
e.若无法起励开
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