Q615汽轮发电机运行说明书.docx
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Q615汽轮发电机运行说明书
QFSN-300-2-20B型
汽轮发电机运行说明书
编号：
Q615
东方电机股份有限公司
2001年6月
汽轮发电机运行说明书
目录
1
启动前的检查------------
1
2
启动----------------
4
3
停机----------------
7
4
正常与非正常运行---------
9
5
冷却介质的调节----------
13
6
监视与记录-------------
15
汽轮发电机运行
1.启动前检查
在机组启动前应完成下列检查项目:
1）确认下列辅助系统处于良好状态.
氢气系统
密封油系统
定子冷却水系统
氢气冷却器水系统
轴承润滑油系统
顶轴油系统
集电环通风管道
2）检查发电机组的机械连接，确认无任何松动现象且机械连接可靠。
3）检查电气连接，确认发电机组的主开关及发电机转子回路开关处于断开位置。
4）下列冷却介质应满足《技术数据汇总表》的规定。
机内氢气
定子冷却水
氢气冷却器水
5）检查定子绕组、转子绕组及励端轴瓦的绝缘电阻:
定子绕组R绝缘＞5MΩ（2500V摇表）
转子绕组R绝缘＞1MΩ（500V摇表）
励端轴瓦R绝缘＞1MΩ（1000V摇表）
6）确认检温计（埋入式检温计及就地直读式温度表）的读数是合理的。
这些读数应接近环境温度或机内温度。
注意:
如果此时温度读数出现明显差别，那就意味着温度测量出现故障，其必须在运行前纠正。
7）滑环、电刷应清洁完整，电刷应能在刷盒内上下自由移动，电刷压力正常。
8）安全注意:
a）因为在运行中可能有少量氢气泄漏出来，所以在发电机周围十米范围内应严格禁止抽烟、电焊及气焊以防止火灾及爆炸。
“严禁烟火”警告牌必须放在显眼的地方。
b）由于少量氢气可能通过油密封混入轴承润滑油中，所以轴承润滑油系统中的抽氢气装置必须处于连续运行状态。
c）从发电机出线套管漏出的氢气可能在封闭母线中汇集起来，因而封闭母线应设置漏氢在线监测。
d）当对发电机充氢或排氢、或提取氢气样品时，操作过程应严格按照《氢油水控制系统说明书》进行。
2.启动
按照《氢油水控制系统说明书》的规定置换机内气体。
检查润滑油温、油压是否符合《技术数据汇总表》的规定。
检查并确认进水温度应接近于额定进水温度（至少应高于机内氢气温度5℃）。
全开供水阀门，同时打开回水管的排气口排气（注意：
水压不能高于氢压）。
当从排气口看不到水泡时，关闭排气口。
首先全开冷却器的进水阀门，调节出水阀门以便让冷却器充满水并只让小流量水通过冷却器。
但此时请留意水压不能超过铭牌规定最大值。
打开排气口，完全排出冷却器内空气，然后关闭排气口。
用出水阀门调节水流量,把水流量设置在5～10％额定流量。
注意:
如果氢气冷却器通以过量的水，冷氢温度将明显下降并导致机内氢压下降以及氢温过低。
当冷却器增加水流量时应密切注意机内氢温变化。
用千分表检查转轴是否顶起
检查并确认在静止部件与运动部件间，特别是在密封环、挡油盖周围无摩擦及碰撞现象。
确认在轴承、集电环及碳刷等处无异常噪音。
检查轴承及密封环的润滑情况。
当发电机转速达到设定值时，按汽轮机规定停止顶轴油系统运行。
在发电机升速过程中，密切监视轴承及轴振动。
发电机转速必须迅速、平滑地通过发电机一阶临界转速区，其振动幅值不应超过规定值。
监测轴瓦、轴承回油及密封回油的温度，其值不能超过《技术数据汇总表》的规定值。
检查定子冷却水的温度、水压及流量，密封油压、氢压等，均应正常。
检查碳刷及集电环的工作情况，看是否有跳动、卡涩、接触不良以及过热现象。
如有，则应设法消除它们。
按照《励磁系统说明书》的规定，合上励磁开关，提升发电机电压至额定值。
发电机加励磁后,检查碳刷运行情况,如出现火花,请参考《发电机维护与检修》中的有关章节,查明原因并消除之。
当机内冷氢温度达到设定值时，逐步增加冷却器水量。
冷却器的运行请参见章节《冷却介质的调节》中的说明。
用自动同步器把发电机并入电网。
按《汽轮机运行指南》逐步给发电机加负荷，同时调节功率因数。
运行工作点必须位于发电机容量曲线范围内。
持续监测发电机各部分的温度、振动。
监视电刷、励磁装置的工作状态。
3.停机
按照《汽轮机运行指南》逐步减少发电机有功功率，同时减少无功功率。
断开发电机组主断路器，使发电机与电网解列。
按《励磁系统说明书》降低励磁电压，逆变灭磁,最后断开磁场开关。
当转速降至设定值时，按汽轮机规定将顶轴油系统投入运行。
减小氢气冷却器的水流量并设置在5～10%额定流量。
冷却器应在设置的水流量下运行15小时后，停止供水。
按照《汽轮机运行指南》启动盘车装置。
发电机组应盘车足够长时间，以使发电机转子温度接近环境温度从而避免导致轴弯曲。
相关章节：
《发电机的维护与检修》中的《停机期间的维护》。
4.正常与非正常运行
4.1正常运行
4.1.1额定运行方式
发电机按照铭牌规定数据运行的方式，称为额定运行方式。
发电机可以在这种方式下或在容量限制曲线的范围内长期连续运行。
发电机额定方式下的长期运行，主要是受机组的发热情况限制。
发电机各部分的允许温升规定在《技术数据汇总表》中。
4.1.2发电机容量限制曲线
在冷却介质满足《技术数据汇总表》要求的前提下，发电机容量曲线给出了在不同功率因数条件下的负荷限制，其目的是为了控制定、转子绕组及定子铁芯中最热点的温度。
在功率因数0.0（过激）至额定功率因数范围内运行是受转子绕组的温度限制，相应于恒转子电流运行。
功率因数在额定功率因数至0.95（欠激）范围内的负荷是由定子绕组的温度所限制。
在这段曲线区域内运行，定子电流恒定不变，转子电流将随负荷及功率因数的变化而变化，但其值始终小于额定励磁电流值。
运行在功率因数0.95（欠激）至0.0（欠激）范围内，其限制条件为定子边端铁芯、端部结构件的发热及励磁系统对在低励时的稳定性要求。
注意：
在正常运行时，发电机不允许超过铭牌的额定数据运行。
4.1.3带负荷速度
发电机在容量曲线范围内的任何负荷下运行都是允许的。
其负荷变化速度原则上遵照汽机负荷曲线。
4.1.4电压、频率允许的变动范围
在额定负荷状态下，发电机允许的电压、频率变动范围请参见《技术数据汇总表》中的相关条款。
4.1.5发电机轴中心标高变化
汽轮机与发电机的联接是采用刚性联轴器。
在运行期间，轴与轴之间必须正确对中，对中不良将引起联接应力的增加、轴承载荷的不合理分配和振动增加，从而导致机械事故。
发电机轴的标高变化量是其支承部件温度的函数，而支撑部件（端罩及端盖）的温度是直接随冷氢温度变化而变化的。
所以发电机轴标高的变化直接受冷氢温度的影响。
发电机正常运行期间，应尽量减少汽轮机与发电机轴不对中的可能性，也就是说应维持发电机轴的标高稳定，即维持冷氢温度稳定。
4.2非正常运行
4.2.1短时过负荷能力
在事故状态下，发电机允许定子绕组在短时内过负荷运行，同时也允许转子绕组有相应的过负荷（过电压）。
定子绕组的短时过负荷倍数及其时间规定在《产品说明书》中。
4.2.2不平衡负荷
在不平衡负荷状态，发电机中含有了负序电流分量，相电流及端电压偏离了平衡负荷时的理想关系。
不平衡负荷将在转子表面导致额外的损耗和局部发热。
在《技术数据汇总表》中规定了持续不平衡负荷（I2）及短时不平衡负荷（I22t）的允许值，同时在持续不平衡负荷运行状态，任何一相的电枢电流不允许超过额定值。
发电机的不平衡电枢电流也会引起转子倍频转矩脉振，这个脉动转矩同时也出现在定子铁芯上。
铁芯隔振结构能有效地减小这种脉动转矩对机座及基础的影响。
4.2.3一个冷却器退出运行
在运行中，如果四个冷却器中的一个退出运行，发电机在冷却器水系统工作正常前提条件下可以带80%的额定负荷。
4.2.4空气中运行
仅在安装、调整及试运行期间，发电机才允许短时在空气中运转，以便进行动态机械检查。
空气中运转的前提条件为：
无励磁
机内空气必须干燥，相对湿度<50%；压力在3000～6000Pa（表压）之间；冷风温度20~38℃
冷却器通水
定子绕组通冷却水
保证密封油的供油
切断氢气分析器、差压表、拆开供氢管道
4.2.5失磁运行
如果发电机失磁，发电机将作为感应发电机运行。
在磁场回路被直接短路或用灭磁电阻短路情况下，考虑到转子表面局部过热以及转子冷却条件、端部结构件的发热及冷却条件，发电机可以按《技术数据汇总表》中所规定失磁负荷曲线运行一段时间。
如果在失磁状态下，励磁回路处于开路状态，那么励磁绕组中将会感应出一个过电压，危及转子绝缘。
4.2.6断水运行
当定子绕组冷却水流量小于一定数值时，发电机定子将被视为”断水”。
发电机在”断水”后允许下列两种运行方式：
1）在额定定子电流下运行一段时间（见《技术数据汇总表》），在此期间如未能恢复供水，则应立即跳闸。
2）“断水”后第5秒开始减负荷，在2min内减负荷至15%，在电网上运行60min，若此时仍未能恢复供水，发电机应与电网解列，并将励磁电流降为零。
4.2.7强励
当电力系统中发生短路或其它故障使系统电压严重下降时，可以通过发电机强励来使电力系统保持稳定。
发电机允许的强励顶值电压及持续时间规定在《技术数据汇总表》中。
*其他非正常运行工况见《技术数据汇总表》中第4节“非额定运行工况”的相关规定。
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5.冷却介质的调节
5.1总则
在运行期间，负荷变化或冷却介质温度变化将引起发电机各部件不同程度的热膨胀，如果温差过大，将会在发电机内部产生附加应力。
冷却介质温度调节的目的及原则是：
●维持合适的温度水平、保证绝缘的寿命
●减少冷热循环应力的幅度
●避免机内氢气结露
●维持机内水、氢压差
●限制端部机座的变形
●维持发电机轴中心标高恒定。
5.2氢气
5.2.1冷氢温度
调节每个氢气冷却器的水量以使每组冷却器的出风（冷氢）温度基本相同。
冷氢温度在各种负荷条件下都应维持在一定的范围内（35~40℃）,以利于维持发电机轴中心标高稳定和避免冷热循环应力。
5.2.2氢气压力
在所有的负荷条件下，氢气压力都应保持在规定范围内。
这将有利于维持发电机轴标高稳定，减小机座变形及振动。
由于一些意外的情况（例如氢气缺乏或严重漏氢），机内氢压可能低于规定值，在这些不正常情况下，除根据《技术数据汇总表》中相关规定限制发电机的出力外，运行人员应立即全面检查发电机，找出事故原因，排除故障，并尽快恢复氢压到额定值。
5.3氢气冷却器冷却水
氢气温度通过调节进入氢气冷却器的冷却水量来控制。
⑴调节氢气冷却器的水量时，应全开进水阀门，仅仅调节出水阀门的开度。
以便使氢气冷却器的水管全部都充满水。
⑵应采取措施防止冷却器内水压过高。
特别是在关闭出水阀门应注意防止出现过高的压力。
⑶每个冷却器的水流量及压力应均衡且不宜太大。
水量过大（水速过高）可能加速水管的磨损，而冷却器的冷却水不均匀，可能导致定子机座不平衡膨胀和振动增加。
5.4定子绕组冷却水
定子绕组冷却水系统具有自动调节进水温度的功能，并在发电机的各种负荷状态下都维持进水温度基本恒定。
5.5水气温差
定子绕组冷却水进水温度应高于冷氢温度至少2℃~5℃，以避免在事故状态下，机内氢气湿度严重超标时，水蒸汽在具有高电压的定子绕组及定子冷却水流过的部件上结露。
5.6水气压差
任何情况下，定子冷却水及冷却器冷却水在发电机内的压力值都应低于氢气压力至少0.04MPa。
反之如果机内水压高于氢压，万一定子冷却水或氢气冷却器冷却水发生泄漏，水就有可能进入机内导致绝缘受潮甚至造成绕组事故。
一般来讲，当机内氢压下降时，应减少上述的水压以保持气、水压差。
6.监视与记录
6.1监视
6.1.1机内温度
随时监测下列各种温度。
在任何工作条件下，每个温度测量值都不应超过在《技术数据汇总表》中规定的最高值以及最低值。
定子槽内层间温度
定子绕组出水温度
定子铁心温度
机内各风区内的冷、热气体温度
氢气冷却器出风（冷氢）温度
定子绕组进水温度
轴瓦温度
集电环温度（红外线温度计法）
集电环出风温度
转子绕组温度（电阻法）
如果在定子绕组检温计之间出现读数明显差别,应密切注意其发展状态，查明其原因。
如果某一点温度读数出现突变，应尽快查明原因并妥善处理。
6.1.2振动
在线监测轴振动和/或轴承座振动情况，振动值不应超过其规定值。
6.1.3冷却介质及润滑剂
需要监测的冷却介质及润滑剂包括：
定子冷却水水质（包括电导率、硬度、PH值等）
定子冷却水的压力、流量及进水温度
氢气湿度和纯度等
机内氢压及氢温
密封油压力、进、出油温度等
轴承润滑油油压力,进、出油温度等
氢气冷却器的进、出水温度、水压及水流量等
密切监视机内氢压的变化，如果发现不正常氢压下降，应尽快找出原因，采取补救措施，并补入氢气使机内氢压恢复到额定值。
机内氢压必须高于水压0.04MPa，以防止在事故状态，水进入机内。
保持密封油压高于氢压0.056±0.02MPa，以防止氢气外泄。
在定子冷却水系统中发现大量氢气，那就意味着机内定子冷却水系统中出现了漏点，发电机应立即停机检查，直到漏点被修理好后，才允许再次启机。
随时检查机内湿度，保持机内氢气湿度值低于《技术数据汇总表》中的规定值以便消除机内结露和转子部件产生应力腐蚀的可能性。
定期检查机内氢气纯度，如果纯度降到了95%，应排出一些机内氢气，然后再补充一些氢气来提高机内氢气纯度。
但每次置换的氢气量不应超过10%的氢气总量，以便避免机内氢气温度变化太大。
6.1.4机内液体
定期检查位于机座下面的液位信号器中的液位状态。
若发现有油、水，应及时放尽，并迅速找出原因，加以消除。
6.1.5碳刷
定期检查碳刷的运行情况。
当出现火花时，检查碳刷压力是否分布均匀，刷辫与刷块之间是否有松动现象等。
详见《发电机的维护与检修》。
定期检查接地碳刷与转轴的接触状况。
6.1.6励磁回路的绝缘电阻
在运行中，应定期对励磁回路的绝缘电阻进行测量。
6.1.7励端轴瓦及密封座的绝缘电阻
在运行中，定期检测励端轴瓦及密封座的绝缘电阻。
6.2记录
6.2.1正常运行期间
所有电气数据，包括有功功率、无功功率、功率因数、电压、电流、频率等
振动
上述所有温度值
上述冷却介质及润滑介质的参数
各种绝缘电阻值
6.2.2非正常运行期间
所有非正常工况都应被记录下来，以便进一步分析和检查时参考用。
其中包括:
异步运行或失磁运行
非同期合闸
短路故障
单相重合闸
*严重不平衡负荷运行
**高频率负荷运行
**过电压负荷运行
强励工况
低励运行
启停机次数的累积
定子冷却水断水工况
次同步振荡
电动机运行
其他
*严重不平衡负荷运行是指负序电流超过《技术数据汇总表》所规定极限值的运行状态。
**高频率、过电压是指超出《技术数据汇总表》中所规定的电压及频率偏差范围的高频率及过电压。
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