浅析QFSN-300-2型汽轮发电机运行及异常处理张伟

张伟

（黄陵矿业煤矸石发电有限公司陕西延安727307）

摘要：2015年8月黄陵矿业公司低热值资源综合利用电厂三期2×300兆瓦机组，顺利通过168小时满负荷试运行，正式进入商业运营阶段。汽轮发电机作为一个庞大的系统在高速、高温、振动以及内部各种因素的影响下如何安全运行。本文主要对其技术参数、结构特点、性能以及运行方面的情况进行简要的介绍。

关键词：汽轮发电机；概述；运行监视；异常处理

由于电能是一种无形的，发、变、送、配和用电几乎是在同一瞬间完成的,电能的集中开发与分散使用，使之无法大量储存。汽轮发电机组是一个相当庞大的系统,且运行环境恶劣，各设备之间有紧密配合,因此,发电机组在高速、高温、振动以及内部各种因素的影响下,经常会出现各种各问题。所以在其运行中要随时保持有功功率和无功功率的平衡,并且进行必须的数据测量、调度，出现异常马上采取相应的调整措施，确保用户获得安全、经济、优质的电能。

一、概述

黄陵矿业公司低热值资源综合利用电厂三期2×300兆瓦机组，采用直接空冷凝气式汽轮发电机组，由上海电气集团有限股份公司生产，型号QFSN-300-2型汽轮发电机。为三相隐极式同步发电机。发电机主要由定子、转子、端盖及轴承、氢气冷却器、油密封装置、座板、刷架、隔音罩等部件组成，发电机采用水氢氢冷却方式，整体为全封闭的气密结构。主要冷却介质之一的氢气由装在转子两端的浆式风扇强制循环，并通过设置在定子机座顶部汽、励两端的氢气冷却器进行冷却。发电机的轴承为端盖式轴承，润滑油是有汽轮机油系统供给。视在功率为353MVA,额定有功功率300MW,定子额定电压20KV,定子额定电流10189A,额定频率50HZ,额定功率因数0.85（迟相），电压波动范围±5%，冷却方式水-氢-氢，额定转速3000rpm，绝缘等级F,定子绕组接线方式YY,效率为99%，额定氢压0.31MPa发电机转子的旋转方向是从汽轮机端看为顺时针方向，本机为自并静态励磁方式。

二、发电机的运行、监视、调整

1、发电机温度的监视：

①.定子冷却水泵正常运行其总流量为：55m3/h。正常运行时发电定子线圈温度不应超过90℃，发电机定子铁芯温度不应超过120℃.发电机集电环温度不应超过120℃，转子绕组温度不超过110℃，各测试点温度指示与其标准偏差应小于5℃.

②.发电机的定子线棒层间温差和出水温差不应大于8℃，否则应查明原因，当发电机的定子线棒层间温差达到12℃或出水温差大于12℃、发电机任一槽内线棒层间温度大于90℃且出水温度超过85℃时，在确定测温原件正常情况下应停机处理。

③.定子冷却水系统的监视；发电机定子冷却入水的导电率应<1.5µｓ/cm,当≥5µｓ/cm时应报警。发电机定子线圈冷却水的进水温度为45℃，温度范围40-50℃，定子冷却水加热装置自动调节定子冷却水温，温度波动范围≤±5℃，额定出水温度范围为60-70℃，最大连续输出功率下线圈出水温度≤±85℃。

2、氢气系统的监视：

①.发电机正常运行应维持氢压在0.31额定值运行，当氢压≤0.303MPa或≥0.345MPa时，均发报警信号。发电机正常运行氢气纯度维持在98%-99%，<96.5%时应进行排污操作，补充新的氢气，其纯度不得低于99.5%其他气体不得超过0.5%。

②.发电机冷氢正常温度最高不得超过46℃，热氢最高不得超过75℃.超过80℃.发电机正常运行时，耗氢量应小于10Nm3/24h,否则判断为氢气泄露。

③.在运行中要经常注意机内氢气压力和氢气湿度，最少每班应检查一次湿度，以防因机内潮湿造成结缘电阻下降引起事故，氢气含水量不大于1g/m2,否则应及时检查氢气干燥装置，当氢气湿度>10g/m2应报警。

④.发电机机内压应高于定子冷却水压，同时，定冷水温度应高于冷氢温度，发电机检漏仪液位指示器应每班检查，如果有油水积存，应及时打开底部排放门，确认是油还是谁，放尽并查明原因。

3、发电机正常运行的检查

3.1、运行中的发电机应按规定进行巡视检查，并根据运行情况及季节、天气变化、负荷变化、系统运行方式的改变、检修等情况进行不同部位的重点检查，发现异常时及时分析和处理。

3.2、运行中应按时抄录或打印各种报表记录，并且进行运行工况分析，发现异常时应及时汇报，并增加巡视次数，尽快查明原因。

三、机组异常和事故预防及处理

1、机组事故处理原则

“发生故障时，值班人员应以“保人身、保电网、包设备”为原则，采取一切可行的办法，查找事故根源。迅速解除对人身、设备的危害，同时保证非故障设备的运行，以保证对用户的正常供电，尽可能保证厂用电正常运行。

2、机组异常的现象及处理措施

A、定子线圈及引线冷却水系统故障

现象：冷却水压力低，冷却水流量减小。发电机出水温度超过允许值。

处理：降低发电机负荷，使发电机出水温度不超过允许值，设法恢复供水压力及流量；若发电机断水保护动作，则应保证厂用电源系统正常。若冷却水中断30秒保护未动作，应立即解列发电机。

B、发电机震荡

现象：定子电流剧烈摆动并超过正常值；定子电压剧烈摆动，强励可能动作，有、无功负荷大幅摆动，转子电压、电流在正常值左右摆动，发动机随震荡发出有节奏的轰鸣声；

处理：发生在并列过程中的震荡，一般为非同期并列引起的，若机组无强烈音响及振动，表计摆动很快衰减则不停机，若确证为非同期并列引起且震荡无衰减迹象则立即解列，解列后应对发电机进行全面而详细的检查及实验，有总工决定是否并网。若震荡引起发电机失去保护动作，则按发电机跳闸处理，发生在并列过程中的跳闸，应立即拉开灭磁开关，经全面检查、试验后才能并列。若因系统故障引起的震荡，则在励磁调节器选择自动通道时，不得干涉其动作。励磁调节器手动或整流柜手动运行时，应尽可能增加励磁电流，提高发电机电压到最大允许值，以创造恢复同期条件。经以上处理振荡仍无衰减，并危及厂用电运行时，应将机组与系统列解，调频调压带厂用电运行；若由于本机失磁引起系统振荡，而发电机失磁保护未动作，应立即手动解列各侧开关并灭磁。

C、发电机温度异常

当发电机各部分的温度与正常值有较大偏差时，应首先减低有功或无功，并检查是冷却系统故障还是本机故障，根据定子三相电流是否正常，冷却介质流量、压力是否正常来判断，采用一切措施查明并消除过热原因。若发电机过热是由于氢气压力、纯度下降引起时，应立即检查原因，并做充氢或降负荷处理，严重时紧急停机。由于冷却水量减少或中断引起发电机过热，应查明冷却器阀门是否全开，冷却系统是否正常，定子线圈水路是否堵塞，设法尽快恢复。

D、发电机定子接地

现象：“定子接地”报警信号发出，保护屏“定子接地零序电压保护”或“定子接地三次谐波电压”报警信号发出，发电机出口开关和灭磁开关跳闸。

处理：检查发电机检漏仪内是否有水，检查发电机封闭母线、发电机、PT、中性点变压器有无漏水。联系检修发电机定子接地保护回路和中性点接地变压器有无异常。

E、发电机励磁回路一点接地

现象：励磁调节器发“转子一点接地”信号报警，转子接地信号发出。

处理：加强发电机励磁回路监视，注意励磁电压、电流、发电机定子电压等参数。用万用表分别测量转子正、负极对地电压，确证是否接地。检查转子碳刷、滑环周围是否有落物或积碳严重，联系检修进行清理，若确系转子内部一点接地，应尽快安排停机处理。

结束语：

发电机的安全运行，主要取决于运行人员的高度责任性和主观能动性，运行人员必须严密注视并跟踪运行时各种主要参数模式，以便及早发现隐患及时处理得以事半功倍，而不是依赖自动报警，以致贻误时机，酿成事故。

参考文献

[1]熊信银.发电厂电气部分{D}中国电力出版社2003

[2]黄龙齐.阳逻电厂发电机及辅助设备简介{J}华中电力2004.11

作者信息：张伟，男，陕西商洛人，现任黄陵矿业煤矸石发电公司副总工程师，兼值长室总值长