DLT9702005大型汽轮发电机非正常和特殊运行及维护导则教学提纲.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。DLT9702005大型汽轮发电机非正常和特殊运行及维护导则-中华人民共和国电力行业标准大型汽轮发电机非正常和特殊运行及维护导则DL/T970-20052005-11-28发布2006-06-01实施前言本标准是根据原国家经济贸易委员会关于下达2002年度电力行业标准制定和修订计划的通知(国经贸电力2002973号文)的要求制定的。当前我国电力工业已经进入大电网与大机组的阶段。随着电网容量的增加和大容量发电机单机数量的增加,大电网和大机组之间的协调关系日趋重要。国内外的理论研究和运行实践表明,大电网与大
2、机组的相互影响与协调直接影响电网和发电机组的安全稳定运行。系统扰动或发电机本身突发故障时,可能使发电机进入非正常运行状态,例如,系统振荡、电网频率异常、短暂不对称运行、失磁、短路冲击等,如果处理不当,不仅可能导致发电机的损坏,还可能使电网失去稳定,甚至造成电网崩溃事故。因此,制定发电机非正常运行方式导则是网机协调关系的主要工作内容之一,也是系统稳定措施的重要组成部分。除电网或发电机在故障状态下的非正常运行方式外,根据电网需求发电机主动或被动进入的某些特殊运行方式,例如,进相运行、调峰运行、连续不对称运行等,也与电网的安全稳定运行关系密切,需要在保证电网安全和发电机组设备安全前提下取用适当的运行
3、参数或保护定值。所以,本标准述及了电网或发电机多种非正常运行方式,也述及了某些属于正常运行范畴的特殊运行方式。本标准的编制参照了1980年国际大电网会议(CIGRE)11.03工作组提交的同步发电机导常运行导则草案。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业电机标准化技术委员会归口并解释。本标准起草单位:华北电力科学研究院有限责任公司、国电华北电力设计院工程有限公司。本标准主要起草人:白亚民、袁季修、吴聚业。1范围本标准规定了汽轮发电机多种非正常运行和特殊运行方式的允许限值以及相关的维护与检修措施。本标准适用于300MW及以上容量的汽轮发电机,其他容量机组可以参照执行。对己投入运行但不能
4、完全满足本标准的发电机,可根据实际情况对不能满足的部分条文,参照本标准确定运行条件。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB7552000旋转电机定额和性能(idtIEC60034-1:1996)GB/T70642002透平型同步电机技术要求(neqIEC60034-3:1988)GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本标
5、准。3.1进相运行leadingphaseoperation发电机处于欠励状态,此时发电机相位角超前,要从系统吸收无功。3.2失步运行out-of-stepoperation由某种扰动引起发电机失去同步,同时仍保持全部或部分励磁。3.3异步运行asynchronousoperation发电机失磁引起的非同步运行状态,此时异步转矩等于原动机转矩。3.4连续不对称运行continuousasymmetricoperation发电机三相负荷不平衡造成的三相电压和电流不平衡持续运行状态。3.5短暂不对称运行temporarilyasymmetricoperation发电机因不对称短路或非全相运行造成的
6、短时运行状态。4技术要求4.1进相运行4.1.1一般要求进相运行属于正常运行范畴的特殊运行方式。大型发电机应当具备按照电网需求随时进相运行的能力,以便为系统提供较好的动态无功储备,确保电网的电压质量和经济运行。按照GB/T70642002中5.13的要求,汽轮发电机在设计时已具备了带额定负荷进相运行范围可以达到超前功率因数0.95的能力,但设计和制造时仅能考虑励磁调节性能和定子端部附加发热的限制,实际进相运行时还必须考虑发电机与系统之间相关的限制条件,如发电机静稳定、系统电压以及厂用电压降低等。4.1.2实际进相能力的确定进相运行时定子端部的附加发热问题通常已由专门的设计加以解决,但某些早期生
7、产的汽轮发电机(如部分双水内冷发电机)定子端部可能仍存在发热较高的问题;当励磁系统设计适当时,一般都可以满足发电机静稳定的要求;厂用电压的限制则主要取决于系统配置。实际进相运行能力应当通过不同有功负荷下的进相试验(通常在0.5PN1.0PN间取34点)确定安全的进相范围,进相试验的限值如下:a)定子端部发热按生产厂家提供出力图,或监视端部温度预埋测点,不得超过GB/T7064规定的温度限值。b)发电机静稳定试验时励磁调节器应投入运行,并能稳定调节,确保发电机不会发生振荡,同时应监视发电机功角万变化。万的控制数值应由电网调度根据电网运行的稳定性和励磁调节器的性能决定,为留有一定的安全裕度一般控制
8、万不超过70。c)厂用电压控制在不低于额定电压的95%。电厂应根据发电机进相试验绘制指导实际进相运行的出力图,并编制相应的进相运行规程,根据电网的需要进相运行。4.1.3有关检修和附属设备配置的规定对发电机检修不做特殊规定。新建或设备改造的发电机定子端部压指、屏蔽环及边段铁芯等处宜预埋设检温计。励磁系统应采用可以在线调整低励限制定值的微机型励磁装置。运行应监视发电机双向无功功率和功率因数。根据要求的进相深度,当静稳定成为限制进相因素时,应监视功角进相运行。4.2失步运行4.2.1一般要求失步运行属于应避免而又不可能完全排除的非正常运行状态。发电机失步往往起因于某种系统故障,故障点到发电机距离越
9、近、故障时间越长,越易导致失步,并且失步的影响越严重。在失步至恢复同步或解列发电机之前,发电机和系统都要经受短时间的失步运行状态。失步振荡对发电机组的危害主要是轴系扭振和短路电流冲击。发电机的失步保护应当考虑既要防止发电机损坏又要减小失步对系统和用户造成的危害。为减轻失步对系统的影响,在一定条件下,应允许发电机短暂失步运行,以便采取措施恢复同步运行或在适当地点解列。4.2.2失步运行具体规定当失步振荡中心在发电机一变压器组内部时,应当立即解列发电机。当发电机电流低于三相出口短路电流的60%70%时(通常振荡中心在发电机变压器组外部),发电机组允许失步运行5个20个振荡周期,并应当立即增大发电机
10、励磁,同时减少有功负荷,切换厂用电,争取在短时间内恢复同步或在系统适当地点解列。现有运行机组如不能完全满足上述规定,应与制造部门协商确定运行条件。4.2.3检修维护和附属设备配置规定对较轻微的失步故障不做特殊的检修规定,仅在发生过严重失步振荡(失步振荡时间超过上述规定)以后应当及时检查发电机组的健康情况,重点检查发电机组的轴系扭振和疲劳寿命损失、联轴器螺栓和轴承裂纹等情况,同时详细检查定子绕组端部的紧固情况,当发现存在松动和磨损以及端部整体动态特性性能劣化时必须及时加以处理。再运行半年至一年后应利用停机机会再一次检查端部紧固情况。有条件的发电机建议加装扭应力监测和分析设备,对轴系寿命损耗进行在
11、线监视。4.3失磁异步运行4.3.1一般要求失磁异步运行属于应避免而又不可能完全排除的非正常运行状态。因发电机失磁瞬间可以从发送无功的正常运行状态,立即阶跃为吸收无功状态,造成对电网非常不利的大幅度无功负荷变化,故应当严格限制失磁异步运行条件。运行实践表明,有限的短时异步运行对发电机组运行是有利的,可能因此恢复励磁,从而避免发电机紧急掉闸对热动力设备的冲击,若不能恢复励磁,短时的异步运行也可以使机组负荷在解列前以适当速度减少以至足以转至其他机组。失磁异步运行对电网的不利影响较大,无论是立即从电网解列还是允许快速减负荷后短时运行,都会对电网造成一定的冲击。4.3.2失磁异步运行的限制条件汽轮发电
12、机失磁异步运行的能力及限值,与电网容量、机组容量、有否特殊设计等有关。失去励磁的发电机因汽轮机机械转矩大于电机的平均异步转矩可以产生较大的滑差,而异步转矩还因定子电压的下降而减少,所以要维持发电机短时运行,必须快速降负荷。若有功相应减少,滑差维持在一个较低水平(通常小于0.5%),则转子过热不会成为汽轮发电机异步运行的限制因素。通常转子绕组的感应电压数值不会成为限制因素。如果在规定的短时运行时间内不能恢复励磁,则机组应当与系统解列。具备如下条件时,可以短时异步运行:a)电网有足够的无功余量去维持一个合理的电压水平。b)机组能迅速减少负荷(应自动进行)到允许水平。c)发电机的厂用电系统可以自动切
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