下面将依定性和定量的形式对发电机的工况和参数进行分析,通过计算和分析可使我们更加明了工况与参数的关系,可给运行人员提示在这种参数下运行是否安全,参数是否已超出了极限值,首先分析发电机增容后对功角特性的影响;同步电机的功率依照空气隙中的合成旋转磁场与转子轴间的相对位置而定,即决定于合成旋转磁场与转子轴之间的空间位移角占,同步电机的功角特性便是功率尸与角度占间的关系,探讨功角特性时,假定转子回路励磁电流不变,表示隐极式同步发电机的等效电路和矢量图,调节转子激磁电流,可以改变外功率因数角0的大小,改变汽轮机的输出轴功率,可以改变发电机功角占的大小,同时也改变外功率因数角的大小,发电机原始设计功率因数一般为0.85,功率因数角31.8.,上海产125 M W机组额定功角翻为38 .7“左右,哈尔滨产3OOM W机组为41”左右。
功角占的值可以在0o一9 0范围内变化,工作在0o值时发电机不输出有功功率,发电机只作为调相机运行,工作在90“值时发电机输出有功功率最大值,这种工况一般不大可能,只有故障状态瞬间可能会出现,矢俄图发电机设计时要留有一定的过载倍数,规程规定过载倍数应大于1.
5,1 25 M W发电机组的有功功率可达最大值约为149. 6M W,发电机的过载倍数按125M W的1.5倍计算应为18 7.5 M W从的等效电路和矢量图可以列出功率方程子性刀左 根据功率方程组可以列出同步功率方程、发电机的内电势E.、发电机的功率因数C os a、发电机的内功率因数角价、发电机的功角占、发电机的过载倍数k,等参数,公式推导从略,转子额定电IE 265 V(2 75V)(50℃)转子额定电流16 35A(174 8A,)空载励磁电压g lV(88V)(15℃)空载励磁电流630 A(6 27A)频率50H z功率因数0.同步功率随着占角的正弦函数而变化,当端电压和激磁电流保持不变时,取同步功率的一阶导数= 2.
从表中的参数我们发现发电机增容后许多运行参数均已超过了制造厂的额定设计值,有的值变大,有的值变小,这些参数的变化对发电机的运行均会产生不利影响,而影响较大的参数是发电机的内电势E0、过载倍数k M、功角占个值的增大对发电机的运行影响不是很大,因为发电机功角变化范围可以增大到极限值90,发电机是不允许工作在这个工况的,从功角占的发展趋势可以看出功角占数值越大,越趋于不稳定状态,发电机增容运行实际是用减小过载能力换取来的。
发电机增容后的过载能力可以从、、中对应功率因数和标么值查到,发电机超载运行,功角占会增大,功角越大发电机运行越不稳定,如果网上或设备一旦出现故障,可能会使发电机失步或机械强度受到损害,以上分析的发电机运行工况中还有很多未涉及到的参数,如发电机的磁通饱和程度、漏磁通的影响、电磁力对发电机定子绕组端部的振动摩擦作用、定子端部发热问题、绕组端部绑绳机械强度的耐受能力等,其中绕组端部绑绳机械强度的耐受能力尤为重要,华电国际滕州新源2发电机组1 35 M W增容到150M W运行一年后,进行A修工作发现,8 0 %的端部绑绳松动,所有绕组支架固定螺栓均出现呼吸现象,最松的要旋紧一周半之多,5结论增容后的发电机在调整运行工况时,对不利的运行参数应尽量避开,以确保设备的安全,提高设备的健康水平,主变压器由于容量不能增加,成为发电机限制增容输出的瓶颈,因此发电机增容运行时首先应把主变压器因素考虑进去。