发电机的安全运行极限与P—Q曲线.ppt

发电机的安全运行极限

与P—Q曲线在生产中的应用

河北大唐国际

2021/5/91

摘要将发电机P—Q曲线图通过DCS系统做成监视画面，使运行人员能及时、方便、准确地了解发电机的运行状况，及时做出调整，确保机组的稳定运行。2021/5/92

摘要本文重点阐述了将发电机的P—Q曲线图在DCS系统上做成监视画面后，使运行人员多了一种直观、方便的监视手段，从而达到在各种运行工况下，都能给值班人员提供即时、准确的参考信息。此项工作在实际实施过程中还需要热控人员的大力配合，共同探讨，使监视画面发挥其最大效用。2021/5/93

概述随着发电机组容量的不断增大，对机组各运行参数的监视要求更准确、及时、全面，目前DCS系统具备了上述要求的基本功能，但尚需我们进一步开发、利用这一先进的监视手段，使其发挥最大作用，服务于机组的运行监视。2021/5/94

一、发电机的安全运行极限在稳定运行的条件下，发电机的安全运行极限决定于下列四个条件：1)原动机输出功率极限。原动机（汽轮机）的额定功率一般都稍大于或等于发电机的额定功率而选定。2)发电机的额定容量，即由定子绕组和铁心发热决定的安全运行极限。在一定电压下，决定了定子电流的允许值。2021/5/95

一、发电机的安全运行极限3)发电机的最大励磁电流，通常由转子的发热决定。4)进相运行的稳定度。当发电机功率因数小于零（电流超前电压）而转入进相运行时，Eq和U之间的夹角增大，此时发电机的有功功率输出受静态稳定条件的限制，此外，对内冷发电机还可能受端部发热的限制。上述条件，决定了发电机参数的允许运行范围。2021/5/96

二、发电机的P—Q曲线在电力系统中运行的发电机，必须根据系统的情况，调节有功功率和无功功率，在一定的电压和电流下，当功率因数下降时，发电机的无功功率增大，有功功率相应减少；而当功率因数上升时，则要减小无功功率、增大有功功率，以达到输出容量不超过允许值。因此运行人员必须掌握功率因数变化时发电机的允许运行范围。2021/5/97

二、发电机的P—Q曲线发电机P—Q曲线图就是表示其在各种功率因数下，允许的有功功率P和无功功率Q的关系曲线，又称为发电机的安全运行极限。发电机的P—Q曲线，是在发电机端电压和冷却介质温度一定，不同氢压条件下绘制的。发电机在额定电压、额定氢压和额定冷却介质温度下的运行范围是P—Q曲线的基础。2021/5/98

二、发电机的P—Q曲线图1为我公司安装的中国四川东方电机股份有限公司300MW水氢氢冷汽轮发电机的P—Q曲线。在发电机氢压0.25MPa、额定电压20KV、功率因数0.85（滞后）时，其铭牌额定容量为353MVA。在正常条件下运行时，发电机的最大连续输出容量为388MVA。如图1所示，表明了发电机运行受定子长期允许发热（决定了定子额定电流In）、转子绕组长期允许发热（决定了额定励磁电流）、原动机功率、稳定极限等几方面的限制。2021/5/99

图一：2021/5/910

二、发电机的P—Q曲线发电机在欠励运行时，除了要保证并列运行的稳定性之外，还要受定子端部铁心和定子端部构件温升的附加限制。发电机的安全运行极限还与发电机的端电压有关。当发电机端电压比额定值大时，在图1上CD部分将向右移。若发电机的端电压降低，CD部分将向左移。如图1所示，因发电机的允许出力不受原动机的限制，故P—Q曲线的上面BC部分不再是一水平的直线段，而是由定子线棒容许的温升限制的圆弧。2021/5/911

三、发电机的P—Q曲线

在生产中的应用1、运行监视方面1）电压监视机组正常运行额定功率因数为0.85（迟相），发电机通过做进相试验，具备在额定功率因数为0.85（迟相）～0.95（进相）范围内连续调整的能力，目前我公司严格执行调度局下发的季度电压曲线，即高峰时段为223KV～230KV，平谷时段223KV～228KV。2021/5/912

三、发电机的P—Q曲线

在生产中的应用但实际运行中由于夜间电网系统方式的变化，时常出现平谷时段电网电压低于223KV，这就需要值班人员及时调整发电机的无功功率，但随着功率因数的降低，发电机的视在功率也应相应地降低。因此通过图1值班人员可以方便清晰地看到发电机此时的运行点是否在允许范围内，并且通过图中几个特殊的点可以计算出下列对应关系：2021/5/913

三、发电机的P—Q曲线

在生产中的应用功率因数COSφ1.00.90.850.80.70.60.50.40.30.20.1有功功率MW353317300268222180141110805326无功功率MVAR01551862012262532442522552592602021/5/914

三、发电机的P—Q曲