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单元三水轮发电机、励磁与保护装置运行及事故处理【主要岗位工作任务】水轮发电机组的试运行，水轮发电机组的正常开机操作、水轮发电机组的并列操作，水轮发电机组的正常停机操作，水轮发电机组的事故停机操作，水轮发电机组的有功调整和无功调整，水轮发电机组的巡视检查与监视，水轮发电机组的常见故障与处理。发电机励磁装置的监视和检查，发电机励磁装置的故障处理，发电机保护的运行及事故处理。第一讲水轮发电机的运行方式知识要求：1、熟悉发电机运行方式，2、熟悉发电机允许温度和温升、发电机功率因数允许变化范围、发电机电压允许变化范围、发电机频率允许变化范围、定子不平衡电流允许变化范围。技能要求：发电机巡视检查。教学重点：发电机允许温度和温升、发电机功率因数允许变化范围、发电机电压允许变化范围、发电机频率允许变化范围、定子不平衡电流允许变化范围。教学难点：发电机结构、发电机巡视检查。教学内容：一、发电机的额定运行方式(图片1)发电机的额定运行方式是指发电机按制造厂铭牌额定参数的运行方式。发电机在额定运行方式下，损耗小、效率高，能够长期连续运行。因此在一般情况下，发电机应尽量保持额定或接近额定状态下运行。不同水电站的发电机额定运行方式是不同的，主要取决于发电机的技术规范、定子线圈和转子线圈的绝缘等级、发电机冷却方式。二、发电机的允许运行方式当电网负荷变化时，发电机的运行参数可能会偏离额定值，但在允许范围内。这种运行方式称为允许运行方式，又可称为异于标准状态时的运行方式。1、发电机的允许温度和温升(图片1)(图片2)(图片3)温度过高或高温持续时间过长都会使绝缘加速老化，缩短使用寿命，甚至引起发电机事故。一般来说，发电机温度若超过允许温度6℃长期运行，其使用寿命缩短一半。所以发电机运行时，必须严格监视各部分温度，使其在允许范围内。另外，当周围环境温度较低时，温差增大时，为使发电机内各部位实际温度不超过允许值，还应监视其允许温升。发电机的定子绕组、定子铁心、转子绕组的允许温度和允许温升取决于发电机定子和转子采用的绝缘材料等级和测温方式。一般发电机的定子采用A级绝缘，温度不超过105，转子采用℃B级绝缘，温度不超过130。因此，发电机运行时的允许温度和温升，应根据制造厂规定的允许值确定。℃2、发电机功率因数的允许变化范围发电机运行时若定子电流滞后定子电压一个角度，同时向系统输出有功和无功，此工况为发电机迟相运行，对应的功率因数为迟相功率因数。当发电机运行时若定子电流超前定子电压一个角度，发电机从系统吸取无功建立磁场，并向系统输出有功，此工况为发电机进相运行，对应的功率因数为进相功率因数。发电机工作在发电状态时，由于有功和无功负荷的变化，其功率因数也是变化的。为了保持发电机的稳定运行，发电机的功率因数一般为迟相0.8～0.9，一般不超过0.95。若有励磁调节器自动运行，必要时，可在功率因数为1的条件下运行，并允许短时间功率因数在进相0.95～1.0的范围内运行，但此种工况，发电机静态稳定性差，容易引起振荡与失步，因此应迅速联系调度设法调整。3、发电机电压的允许变化范围并网运行的发电机的电压是由电网的电压决定。发电机电压变动范围在额定值的±5％内时，允许发电机长期按额定出力运行。发电机电压最大变化范围不得超过额定值的±10％。（1）电压高于额定值对发电机运行的主要影响如下：1）励磁电流可能很大，转子绕组温度升高，又要受到转子发热的限制。2）磁通饱和使铁损增加，铁芯发热。3）磁通过度饱和，出现过多的漏磁使定子结构部件出现局部高温。4）危及定子绕组绝缘，所以要受到定子绕组发热的限制；因此，当发电机电压升高到105%以上时，应减少其出力。（2）电压低于额定值对发电机运行的主要影响如下：1）可能降低发电机运行稳定性（并列运行稳定性和电压调节稳定性）。2）使定子电流增大，定子绕组温度升高。3）影响厂用电动机和系统安全。因此，当发电机电压降低到95%以下时，若此时运行电压尚能满足用户对电压要求，应监视定子电流大小，以转子电流不超过额定值为限。4、发电机频率允许的变化范围发电机的频率应保持在额定值50HZ运行。由于系统负荷的变化，发电机的频率可能偏离额定值，正常变化范围应在±0.2HZ，但最大偏差不应超过50±0.5HZ。（1）频率降低对发电机的影响如下：1）可能影响发电机通风冷却效果。2）频率降低，若保持出力不变，定子、转子绕组温度升高。3）为保持端电压不变，使发电机结构部件出现局部高温。（2）频率升高对发电机的影响如下：频率过高，发电机转速增加，转子离心力增大，会使转子部件损坏，影响机组安全运行。5、定子不平衡电流允许范围发电机正常运行时，其三相电流大小相等，但实际运行中，发电机可能处于不对称状态，即由于三相负载不平衡引起的三相电流不平衡。原因主要有：1）单相负荷的存在。2）设备故障，如发生不对称短路、设备一次回路断线等。因此，机组运行时，定子三相电流任两相之差不得超过额定电流的20%，同时任何一相的电流不得超过额定电流。通过装设的负序电流表，运行人员可监视三相电流不对称的情况。水轮发电机组允许担负的负序电流，不大于额定电流的12%。注意：阻尼绕组的作用是减少负序阻抗的，可以降低转子过热和机组振动的程度。6、发电机允许的事故过负荷一般来说，发电机正常运行时不允许过负荷。但在系统发生事故情况下，为维持系统静态稳定，允许发电机短时间内过负荷运行。发电机过负荷运行时间取决于其所用的绝缘材料，因此，发电机过负荷运行时间及过负荷值应遵守制造厂规定。一般来说，发电机过负荷值越大，允许过负荷运行时间就越短。在发电机过负荷运行时，应注意监视发电机线圈、轴承、热风温度不得过高。三、发电机的特殊运行方式1、发电机的调相运行方式发电机的调相运行方式是指发电机并在系统上作空载电动机运行，向系统输送无功功率，同时从系统吸收很少的有功功率用于克服空载损耗和励磁损耗，以维持额定转速。2、发电机的进相运行发电机的进相运行是指发电机工作在欠励状态，此时发电机向系统发出有功功率，吸收无功功率，功率因数处于超前状态。为了维持发电机的稳定运行，发电机一般不允许进相运行。单元三水轮发电机、励磁与保护装置运行及事故处理【主要岗位工作任务】水轮发电机组的试运行，水轮发电机组的正常开机操作、水轮发电机组的并列操作，水轮发电机组的正常停机操作，水轮发电机组的事故停机操作，水轮发电机组的有功调整和无功调整，水轮发电机组的巡视检查与监视，水轮发电机组的常见故障与处理。发电机励磁装置的监视和检查，发电机励磁装置的故障处理，发电机保护的运行及事故处理。第二讲水轮发电机组的验收知识要求：1、熟悉水轮发电机组结构2、熟悉水轮发电机组验收项目技能要求：熟悉水轮发电机组启动试验步骤教学重点：水轮发电机组验收项目教学难点：水轮发电机组结构、启动试验步骤教学内容：水轮发电机组在新安装完毕或大修完成后正式投入运行前应进行机组验收工作。其目的是对机组的安装和检修质量及其性能进行一次全面的动态检查和鉴定。同时也对引水设施、辅助设备、电气设备等进行检查。机组验收合格后方能正式运行。一、水轮发电机组验收项目如下：(图片1)(图片2)(图片3)(图片4)1、大修工作全部结束，所用工作票均办理了工作结束手续，拆除所有安全措施和临时遮拦，恢复了常设遮拦和标识牌。2、各项预防性试验已做，数据合格。3、机组继电保护和水力机械保护检验结束，模拟正确、动作可靠。4、励磁装置检验、调试结束，模拟正确、动作可靠。5、励磁装置、现地监控装置间以及与上位机间通讯正常，信号准确可靠。6、发电机转子碳刷及接地碳刷已全部装回，接触良好，压力均匀。7、电气一次设备符合运行规程相关要求。8、测试发电机定子吸收比及转子绝缘合格。9、发电机出口断路器及灭磁开关各项试验数据合格，远方、现地分合闸正常。10、接力器充油、调速器联调试验结束。11、调速器、主阀油压装置油泵的自动、备用启动值及停止值，事故低油压值动作模拟正确。12、在主阀全关、蜗壳压力为零的情况下，模拟机组自动开、停机，动作准确可靠。13、对机组各轴承冷却器和空气冷却器分别做耐压试验，要求无渗漏水现象。14、检查机组各轴承油槽、调速器油槽的油位及油质是否正常。15、机组制动系统加闸试验合格，风闸动作可靠。16、水轮机顶盖、调速器回复机构上无影响和妨碍运行的异物。17、机组油、水、气系统管道及阀门检查，管道阀门的操作方向、色标、介质流向标示清晰正确。18、蜗壳进人门和椎管进人门封堵严密。19、机组电气一次、二次设备及油、水、气系统阀门双重编号准确齐全。二、水轮发电机组大修后启动试验1、试运行前的检查和设备试验（1）、引水系统的检查（2）、水轮机的检查（3）、调速器和辅助系统的检查（4）、发电机的检查（5）、励磁系统的检查（6）、油、水、气系统检查（7）、电气一次、二次设备的检查2、机组启动试验的一般程序（1）、引水设备充水的试验与检查（2）、机组空转运行（3）、机组空载运行（4）、机组带负荷运行（5）、机组甩负荷试验单元三水轮发电机、励磁与保护装置运行及事故处理【主要岗位工作任务】水轮发电机组的试运行，水轮发电机组的正常开机操作、水轮发电机组的并列操作，水轮发电机组的正常停机操作，水轮发电机组的事故停机操作，水轮发电机组的有功调整和无功调整，水轮发电机组的巡视检查与监视，水轮发电机组的常见故障与处理。发电机励磁装置的监视和检查，发电机励磁装置的故障处理，发电机保护的运行及事故处理。第三讲水轮发电机组的正常运行知识要求：1、熟悉水轮发电机组开机操作步骤、同期并列操作要求、停机操作步骤2、熟悉水轮发电机组事故停机操作步骤、功率调整方法技能要求：1、水轮发电机组开机操作步骤、停机操作步骤2、水轮发电机组事故停机步骤、有功及无功功率调整方法教学重点：水轮发电机组开机操作步骤、停机操作步骤、水轮发电机组事故停机步骤、有功及无功功率调整方法。教学难点：水轮发电机组运行操作。教学内容：一、机组正常开机操作发电机起动前可能处于检修、冷备用、热备用三种状态。检修状态指发电机处于检修过程中，有关电源（如发电机出线、励磁系统、互感器）及所有操作电源均已断开，并布置了与检修有关的其他安全措施；冷备用状态指检修工作已全部完毕，有关检修的临时安全措施已全部拆除，恢复固定遮拦及常设警告牌，发电机具备开机条件；热备用状态指发电机除出口断路器未合闸外，其余设备（如隔离开关、互感器一二次侧、励磁系统均已处于热备用状态）均已具备运行条件。对于正常停机后的开机，开机前的检查和开机步骤不像机组试运行那么复杂。仅需按正常检查项目检查后即可开机。对于立式机组，如果停机时间较长（新安装或大修后的机组，第一年内停机超过24h，第二年内超过72h），开机前需要顶转子。根据水电站自动化的程度不同，可以在主厂房手动开机，也可以在中控室进行自动开机。下面以立式自并励可控硅励磁的发电机为例，说明正常开机的操作步骤。(开机flash)1、接到开机命令后，进行开机前的检查和准备。检查开机条件：（1）导水叶处于全关状态（2）制动闸落下。（3）断路器在断开位置。（4）灭磁开关未合。（5）机组无事故。2、当满足开机条件时，开辅机（1）退出调速器锁定，打开调速器总供油阀，（2）开启发电机通风机，打开冷却水，若出现冷却水中断信号，经过延时，投入备用冷却水，若仍无冷却水信号，发出冷却水中断信号。（3）开密封水，若延时后无密封水信号，发出密封水故障信号。3、启动调速器打开导水叶至“空载”开度，转速升至额定值。4、投励磁装置若选用准同期方式，当转速升至80%额定转速，和上发电机灭磁开关，起励，逐步升压至发电机额定电压。5、投准同期装置当发电机端电压为90%额定电压时，投入准同期装置。6、合发电机出口断路器机组并列条件满足后，准同期装置发出合闸命令，合上发电机出口断路器。7、开开度限制至全开8、进行导水叶开度和转速调整，将机组带上所需负荷。9、检查机组各部分的运行情况，并做好记录。注意：不同水电站的机组开启操作步骤大致相同，但不同的控制方式、机组型式等因素导致机组开启过程有些不相同，应具体参照水