無(wú)錫斯坦福發(fā)電機維修保養手冊
發(fā)布時(shí)間：2016-08-31 13:54:37 ▏閱讀：次
無(wú)錫斯坦福發(fā)電機維修保養說(shuō)明書(shū)
康明斯發(fā)電機技術(shù)系統有50多年成功地滿(mǎn)足顧客需要的經(jīng)驗，是世界交流發(fā)電機技術(shù)的先導，康明斯發(fā)電機技術(shù)系統擁有全球銷(xiāo)售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò )，并在英國、美國、中國、印度有生產(chǎn)工廠(chǎng)。無(wú)錫工廠(chǎng)完全按照康明斯發(fā)電機技術(shù)系統的設計及工藝標準來(lái)制造斯坦福交流發(fā)電機。產(chǎn)品設計、材料、生產(chǎn)、試驗均由英方人員直接管理控制。體積小，重量輕，技術(shù)先進(jìn)，性能可靠是斯坦福發(fā)電機的重要特性。 康明斯發(fā)電機技術(shù)系統制造的斯坦福發(fā)電機可與世界上所有柴油機配套，如康明斯、帕金斯、VOLVO、MTU、道依茨、卡特彼勒和國產(chǎn)95、130、135、150、190系列等柴油機。各系列產(chǎn)品成功供應發(fā)電機組成套廠(chǎng)家，廣泛應用于鐵路、船舶、郵電通信、軍工、油田、交通、高層建筑及冷藏集裝箱等領(lǐng)域。
康明斯發(fā)電機技術(shù)系統所生產(chǎn)的發(fā)電機系列為:BC16、BC18、UC224、UC274、HC4、HC5、LV6、HC7。功率范圍為:6.5KW－2000KW。HC系列的發(fā)電機為無(wú)刷旋轉磁場(chǎng)結構，電壓最高達660V/50HZ或60HZ，滿(mǎn)足BS5000標準第三部分和其他國際標準。在HC4,HC5,HC6/LV6,HC7四個(gè)機座號中，200KW-2000 KW范圍內，可選1500rpm(50HZ)或1800rpm（60HZ）、4極的發(fā)電機。在HC6/LV6和HC7兩個(gè)機座號中，224KW-1300KW范圍內，可選1000rpm（50HZ）或1200rpm(60HZ)、6極的發(fā)電機。機座號位HC4和HC5的發(fā)電機，其勵磁系統可為使用AS440或SX421AVR的定子供電或為使用MX341或MX321AVR的永磁發(fā)電機（PMG）勵磁，機座號位HC6/LV6和HC7的發(fā)電機使用MX341或MX321AVR的永磁發(fā)電機（PMG）勵磁系統。
自勵AVR控制的發(fā)電機，主機定子通過(guò)AS440（或SX421）AVR為勵磁機磁場(chǎng)提供勵磁源，AVR是調節勵磁機磁場(chǎng)勵磁電流的控制裝置。AVR根據來(lái)自主機定子繞組的電壓感應信號作出反饋，通過(guò)控制低功率的勵磁機磁場(chǎng)調節勵磁機電樞的整流輸出功率，從而達到控制主機磁場(chǎng)電流的要求。AS440AVR通過(guò)感應兩相平均電壓，確保較高的電壓調整率，除此之外，它還監測發(fā)動(dòng)機的轉速，如低于預選轉速（HZ）設定，則相應降低輸出電壓，以防止發(fā)動(dòng)機低速時(shí)的國力，緩減加載時(shí)的沖擊，以減輕發(fā)動(dòng)機的負擔。SX421除了AS440的特點(diǎn)外，還具有三相均方根感應的特點(diǎn)，在與外部斷路器（裝在開(kāi)關(guān)板上）一起使用時(shí)，它還提供過(guò)電壓保護。
永磁發(fā)電機（PMG）勵磁發(fā)電機通過(guò)MX341(或321)AVR為勵磁機提供勵磁源，AVR是調節勵磁機勵磁電流的控制裝置。如果是MX321AVR，則通過(guò)一個(gè)隔離變壓器向來(lái)自主機定子繞組的電壓感應信號作出反饋，通過(guò)控制低功率的勵磁機磁場(chǎng)，調節勵磁機電樞的整流輸出功率，從而達到控制主機磁場(chǎng)電流的要求。PMG系統提供一個(gè)與定子負載無(wú)關(guān)的恒定的勵磁電源，提供較高的電動(dòng)機啟動(dòng)承受能力，并不受非線(xiàn)性負載（例如可控硅直流電動(dòng)機）產(chǎn)生的主機定子輸出電壓的波形畸變的干擾。MX341AVR通過(guò)檢測二相平均電壓來(lái)確保較高電壓的調整率，另外它還檢測發(fā)動(dòng)機轉速，如低于預選的轉速設定，則相應降低輸出電壓，以防止發(fā)動(dòng)機低速時(shí)的過(guò)勵，緩減加載時(shí)的沖擊，以減輕發(fā)動(dòng)機的負擔。它還提供延時(shí)的過(guò)勵保護，在勵磁機磁場(chǎng)電壓過(guò)高的情況下對發(fā)電機滅磁。MX321除提供MX341巨友的保護發(fā)動(dòng)機的減荷特性外，還具有三相均方根檢測和過(guò)電壓保護的特點(diǎn)。
STAMFORD 發(fā)電機是按照國際最高質(zhì)量標準,配備精心選擇的零部件,采用先進(jìn)的世界級工藝制造而成。其能適應惡劣環(huán)境的全H級絕緣和最佳效率設計的繞組尤其適合于特殊場(chǎng)合的應用,標準的12個(gè)可重接出線(xiàn)頭確保滿(mǎn)足各種電壓要求。國際品牌、人性化設計和一流服務(wù)使STAMFORD擁有眾多的終身客戶(hù)和廣闊的應用領(lǐng)域。
發(fā)電機勵磁系統典型事故分析
1. 保護裝置誤報“轉子回路一點(diǎn)接地”故障處理
（1）故障現象：
（1）故障現象：
勵磁調節器起勵，發(fā)電機機端電壓逐步建立，經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)渡過(guò)程后趨于穩定值，然而此時(shí)保護裝置報“轉子回路一點(diǎn)接地”故障，發(fā)電機運行正常。
利用轉子電壓表通過(guò)測量發(fā)電機轉子正、負極對地電壓，兩極對地電壓均不為零，說(shuō)明發(fā)電機轉子沒(méi)有發(fā)生一點(diǎn)接地故障。按保護裝置的復歸按鈕，“轉子回路一點(diǎn)接地”故障信號消失。
（2）故障分析：
分析保護裝置中“轉子回路一點(diǎn)接地”動(dòng)作原理知道，保護裝置根據轉子電壓判斷轉子接地故障。當勵磁調節裝置剛起勵時(shí)，發(fā)出初勵電源投入命令，轉子電壓升高，發(fā)電機電壓上升，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延遲后，勵磁調節裝置自動(dòng)退出初勵電源，由于勵磁調節器機端電壓初始參考值低于初勵電源產(chǎn)生的機端電壓，所以當初勵電源退出后，轉子電壓會(huì )突然下降很多，進(jìn)而轉子電壓反饋給保護，則保護裝置認為是轉子回路發(fā)生了短路致使轉子電壓突然下降了，所以保護報信號。將勵磁調節器逆變滅磁后重新做試驗，在勵磁調節器起勵前，手工增加勵磁調節器電壓參考值，保證大于初勵電源產(chǎn)生的發(fā)電機端電壓，重新起勵升壓后，發(fā)電機運行正常，保護裝置沒(méi)有發(fā)“轉子回路一點(diǎn)接地”故障報警。
分析保護裝置中“轉子回路一點(diǎn)接地”動(dòng)作原理知道，保護裝置根據轉子電壓判斷轉子接地故障。當勵磁調節裝置剛起勵時(shí)，發(fā)出初勵電源投入命令，轉子電壓升高，發(fā)電機電壓上升，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延遲后，勵磁調節裝置自動(dòng)退出初勵電源，由于勵磁調節器機端電壓初始參考值低于初勵電源產(chǎn)生的機端電壓，所以當初勵電源退出后，轉子電壓會(huì )突然下降很多，進(jìn)而轉子電壓反饋給保護，則保護裝置認為是轉子回路發(fā)生了短路致使轉子電壓突然下降了，所以保護報信號。將勵磁調節器逆變滅磁后重新做試驗，在勵磁調節器起勵前，手工增加勵磁調節器電壓參考值，保證大于初勵電源產(chǎn)生的發(fā)電機端電壓，重新起勵升壓后，發(fā)電機運行正常，保護裝置沒(méi)有發(fā)“轉子回路一點(diǎn)接地”故障報警。
（3）故障處理：
本次事故說(shuō)明保護裝置的“轉子回路一點(diǎn)接地”功能不夠完善，其動(dòng)作機理不夠科學(xué)，容易誤動(dòng)，建議完善“轉子回路一點(diǎn)接地”功能，或者更換為更為可靠的“轉子回路一點(diǎn)接地”保護裝置。
在“轉子回路一點(diǎn)接地”保護功能未完善前，調整勵磁調節裝置起勵初始參考值，要求電壓初始參考值大于初勵電源產(chǎn)生的發(fā)電機端電壓。
本次事故說(shuō)明保護裝置的“轉子回路一點(diǎn)接地”功能不夠完善，其動(dòng)作機理不夠科學(xué)，容易誤動(dòng)，建議完善“轉子回路一點(diǎn)接地”功能，或者更換為更為可靠的“轉子回路一點(diǎn)接地”保護裝置。
在“轉子回路一點(diǎn)接地”保護功能未完善前，調整勵磁調節裝置起勵初始參考值，要求電壓初始參考值大于初勵電源產(chǎn)生的發(fā)電機端電壓。
2. 正常調節有功功率引起機組解列的事故處理
（1） 事故現象：
（1） 事故現象：
某電廠(chǎng)發(fā)電機組正常運行中，根據中調要求進(jìn)行升負荷操作，在增加有功功率過(guò)程中，發(fā)電機輸出無(wú)功功率由50MVar突然降低至-80Mvar，勵磁調節裝置發(fā)出低勵限制信號，發(fā)變組保護裝置報失磁保護動(dòng)作，發(fā)電機解列，滅磁開(kāi)關(guān)跳閘。
（2）事故分析：
事故發(fā)生后，檢查所有的保護及異常信號，發(fā)變組保護裝置除了失磁保護動(dòng)作外沒(méi)有其它任何事故報警，故障錄波顯示事故障發(fā)生時(shí)，發(fā)電機機端電壓下降，無(wú)功功率進(jìn)相至80Mvar，失磁保護正確動(dòng)作；
勵磁調節裝置除了發(fā)出低勵限制信號沒(méi)有其它事故報警信號，從勵磁調節裝置錄波分析顯示，勵磁調節裝置中電力系統穩定器輸出突降至下限幅值（5%額定機端電壓），發(fā)電機無(wú)功急劇下降，進(jìn)相運行后，勵磁調節裝置低勵限制啟動(dòng)，但未來(lái)得及調節，發(fā)電機進(jìn)相深度已滿(mǎn)足失磁保護動(dòng)作條件。
根據當時(shí)只有有功功率增加操作，發(fā)電機勵磁調節器采用PSS-1A型電力系統穩定器，因此分析認為事故的發(fā)生是因為PSS反調引起的。對于PSS-1A型電力系統穩定器來(lái)說(shuō)，PSS本身無(wú)法判斷發(fā)電機有功功率的增加是系統低頻振蕩引起的還是由原動(dòng)機調節引起的，當原動(dòng)機增大有功功率輸出，PSS輸出會(huì )降低發(fā)電機勵磁電流，進(jìn)而降低發(fā)電機無(wú)功功率，這就是PSS-1A型的“反調”現象。PSS-1A根據有功功率的變化調節發(fā)電機勵磁電流，當發(fā)電機有功功率向上變化時(shí)，其“反調”幅度與有功功率變化幅度成正比，由于本次增加發(fā)電機有功功率幅度較大，速度較快，PSS的“反調”直接導致勵磁電流的突然降低造成深度進(jìn)相，導致發(fā)電機失磁保護動(dòng)作解列。
事故發(fā)生后，檢查所有的保護及異常信號，發(fā)變組保護裝置除了失磁保護動(dòng)作外沒(méi)有其它任何事故報警，故障錄波顯示事故障發(fā)生時(shí)，發(fā)電機機端電壓下降，無(wú)功功率進(jìn)相至80Mvar，失磁保護正確動(dòng)作；
勵磁調節裝置除了發(fā)出低勵限制信號沒(méi)有其它事故報警信號，從勵磁調節裝置錄波分析顯示，勵磁調節裝置中電力系統穩定器輸出突降至下限幅值（5%額定機端電壓），發(fā)電機無(wú)功急劇下降，進(jìn)相運行后，勵磁調節裝置低勵限制啟動(dòng)，但未來(lái)得及調節，發(fā)電機進(jìn)相深度已滿(mǎn)足失磁保護動(dòng)作條件。
根據當時(shí)只有有功功率增加操作，發(fā)電機勵磁調節器采用PSS-1A型電力系統穩定器，因此分析認為事故的發(fā)生是因為PSS反調引起的。對于PSS-1A型電力系統穩定器來(lái)說(shuō)，PSS本身無(wú)法判斷發(fā)電機有功功率的增加是系統低頻振蕩引起的還是由原動(dòng)機調節引起的，當原動(dòng)機增大有功功率輸出，PSS輸出會(huì )降低發(fā)電機勵磁電流，進(jìn)而降低發(fā)電機無(wú)功功率，這就是PSS-1A型的“反調”現象。PSS-1A根據有功功率的變化調節發(fā)電機勵磁電流，當發(fā)電機有功功率向上變化時(shí)，其“反調”幅度與有功功率變化幅度成正比，由于本次增加發(fā)電機有功功率幅度較大，速度較快，PSS的“反調”直接導致勵磁電流的突然降低造成深度進(jìn)相，導致發(fā)電機失磁保護動(dòng)作解列。
（3）事故處理：
PSS-1A的“反調”現象對電廠(chǎng)和系統都是不利的，對于PSS-1A型電力系統穩定器可以在調節有功功率時(shí)增加閉鎖PSS輸出的功能，但目前電力系統不推薦這種方法；要消除這種“反調”現象最有效的方法就是采用PSS-2A或PSS-2B模型，目前國內外多家勵磁調節器已具有該類(lèi)模型電力系統穩定器，并在工程中得到大量使用。
PSS-1A的“反調”現象對電廠(chǎng)和系統都是不利的，對于PSS-1A型電力系統穩定器可以在調節有功功率時(shí)增加閉鎖PSS輸出的功能，但目前電力系統不推薦這種方法；要消除這種“反調”現象最有效的方法就是采用PSS-2A或PSS-2B模型，目前國內外多家勵磁調節器已具有該類(lèi)模型電力系統穩定器，并在工程中得到大量使用。
對勵磁調節器的低勵限制功能進(jìn)行完善，事故過(guò)程勵磁調節器最先發(fā)出低勵磁限制信號，但由于低勵限制功能作用太慢，沒(méi)有限制發(fā)電機無(wú)功功率降低才導致發(fā)電機失磁保護動(dòng)作，目前業(yè)界中低勵限制調節方法有兩種：一種采用在低勵限制時(shí)增加電壓參考值的方法限制無(wú)功功率下降，這種方法調節過(guò)程較平穩，但調節速度較慢；另一種在低勵限制動(dòng)作時(shí)直接切換為無(wú)功功率閉環(huán)調節，根據無(wú)功功率下降的幅度及速度進(jìn)行調節，這種方法調節速度快，有助于發(fā)電機無(wú)功功率快速恢復至正常運行范圍。
3. 無(wú)功調差參數設置不一致切換導致發(fā)電機誤強勵事故分析
（1） 事故現象：
（1） 事故現象：
某電廠(chǎng)200MW機組處于發(fā)電狀態(tài)，有功200MW，無(wú)功+100Mvar。勵磁調節器正常工作中，A通道為主通道，B通道為從通道，處于備用狀態(tài)，勵磁調試人員觀(guān)察勵磁電流，進(jìn)行通道切換試驗，通道切換命令（A通道至B通道）發(fā)出后，勵磁電流突然增大，勵磁變壓器保護動(dòng)作，作用于發(fā)電機解列跳閘。
（2） 事故分析：
事故發(fā)生后，檢查B通道和勵磁變壓器保護裝置，結果表明B通道和勵磁變壓器保護裝置均工作正常，重新開(kāi)機，B通道也能正常帶負荷運行。但發(fā)現當發(fā)電機空載時(shí)，進(jìn)行A通道和B通道切換，發(fā)電機定子電壓無(wú)擾動(dòng)；當發(fā)電機負載時(shí)，進(jìn)行A通道和B通道切換，發(fā)電機定子電壓有明顯的偏移，遂將事故原因分析重點(diǎn)放在A(yíng)通道和B通道參數差異上，比較發(fā)現：A通道無(wú)功調差系數為0，B通道無(wú)功調差系數誤設置為-15%。
無(wú)功調差系數的定義為發(fā)電機無(wú)功功率為額定容量時(shí)，疊加在電壓測量值的發(fā)電機定子電壓的百分數。無(wú)功功率調差系數為-15%的含義為當發(fā)電機無(wú)功功率為額定容量時(shí)，發(fā)電機定子電壓測量等效降低-15%，即相當于增加勵磁電流直至發(fā)電機定子電壓增加15%，事故發(fā)生時(shí)，無(wú)功功率（100MVar）近似為額定容量（235MVA）的42.5%，由于A(yíng)通道無(wú)功功率調差系數為0，B通道無(wú)功功率調差系數為-15%，當勵磁從A通道運行切換至B通道運行時(shí)，相當于發(fā)電機電壓要增加6.37%，勵磁電流急劇增加，超過(guò)勵磁變壓器保護啟動(dòng)值，延時(shí)后動(dòng)作跳閘，發(fā)電機解列滅磁。
（3） 事故處理：
重新設置無(wú)功功率調差系數，A通道和B通道定值相同，發(fā)電機并網(wǎng)后重新做A通道和B通道切換試驗，試驗順利完成，發(fā)電機定子電壓、無(wú)功功率和勵磁電流無(wú)明顯變化。
檢查勵磁調節器勵磁電流過(guò)勵限制定值和勵磁變壓器保護裝置定值配合情況，保證出現誤強勵時(shí)，勵磁調節器勵磁電流過(guò)勵限制先動(dòng)作降低勵磁電流，不能出現勵磁變壓器保護先動(dòng)作于發(fā)電機解列。
事故發(fā)生后，檢查B通道和勵磁變壓器保護裝置，結果表明B通道和勵磁變壓器保護裝置均工作正常，重新開(kāi)機，B通道也能正常帶負荷運行。但發(fā)現當發(fā)電機空載時(shí)，進(jìn)行A通道和B通道切換，發(fā)電機定子電壓無(wú)擾動(dòng)；當發(fā)電機負載時(shí)，進(jìn)行A通道和B通道切換，發(fā)電機定子電壓有明顯的偏移，遂將事故原因分析重點(diǎn)放在A(yíng)通道和B通道參數差異上，比較發(fā)現：A通道無(wú)功調差系數為0，B通道無(wú)功調差系數誤設置為-15%。
無(wú)功調差系數的定義為發(fā)電機無(wú)功功率為額定容量時(shí)，疊加在電壓測量值的發(fā)電機定子電壓的百分數。無(wú)功功率調差系數為-15%的含義為當發(fā)電機無(wú)功功率為額定容量時(shí)，發(fā)電機定子電壓測量等效降低-15%，即相當于增加勵磁電流直至發(fā)電機定子電壓增加15%，事故發(fā)生時(shí)，無(wú)功功率（100MVar）近似為額定容量（235MVA）的42.5%，由于A(yíng)通道無(wú)功功率調差系數為0，B通道無(wú)功功率調差系數為-15%，當勵磁從A通道運行切換至B通道運行時(shí)，相當于發(fā)電機電壓要增加6.37%，勵磁電流急劇增加，超過(guò)勵磁變壓器保護啟動(dòng)值，延時(shí)后動(dòng)作跳閘，發(fā)電機解列滅磁。
（3） 事故處理：
重新設置無(wú)功功率調差系數，A通道和B通道定值相同，發(fā)電機并網(wǎng)后重新做A通道和B通道切換試驗，試驗順利完成，發(fā)電機定子電壓、無(wú)功功率和勵磁電流無(wú)明顯變化。
檢查勵磁調節器勵磁電流過(guò)勵限制定值和勵磁變壓器保護裝置定值配合情況，保證出現誤強勵時(shí)，勵磁調節器勵磁電流過(guò)勵限制先動(dòng)作降低勵磁電流，不能出現勵磁變壓器保護先動(dòng)作于發(fā)電機解列。
4. 近端負荷設置負調差引起發(fā)電機無(wú)功波動(dòng)故障分析
（1）故障現象：
（1）故障現象：
某大型國企自備電廠(chǎng)60MW機組，原勵磁系統為老式模擬式勵磁調節器，利用檢修期間更換為微機型勵磁調節器，勵磁調節器調試完成后，發(fā)電機進(jìn)行并網(wǎng)試驗，試驗期間發(fā)電機無(wú)功功率運行穩定，數天后，發(fā)電機重新開(kāi)機后，發(fā)電機機端電壓和無(wú)功功率出現長(cháng)期不平息的波動(dòng)現象。
（2）故障分析：
故障發(fā)生后，電廠(chǎng)和廠(chǎng)家技術(shù)人員對故障進(jìn)行技術(shù)分析，對試驗期間的錄波數據和故障時(shí)的錄波數據進(jìn)行對比分析，結果顯示前后的不同：試驗期間發(fā)電機的負荷主要輸出至高壓母線(xiàn)（35KV），再經(jīng)由高壓母線(xiàn)（35KV）供給企業(yè)使用；而故障時(shí)發(fā)電機的負荷主要供給低壓母線(xiàn)（6.3KV）使用。重新對定值進(jìn)行核算，無(wú)功調差系數設置為-4%，由于發(fā)電機主接線(xiàn)采用單元接線(xiàn)，因此調試人員根據勵磁標準中無(wú)功功率調差設定的建議，選擇無(wú)功調差系數為-4%，但是忽略低壓母線(xiàn)負荷的作用，對于母線(xiàn)負荷而言，發(fā)電機定子與負荷之間阻抗為零，根據無(wú)功功率調差系數的物理意義，對于機端負荷較重的發(fā)電機組，其無(wú)功功率調差系數必須為正。
（3）故障處理：
將無(wú)功功率調差系數更改為4%后，發(fā)電機無(wú)功功率波動(dòng)很快平息后，運行穩定。
故障發(fā)生后，電廠(chǎng)和廠(chǎng)家技術(shù)人員對故障進(jìn)行技術(shù)分析，對試驗期間的錄波數據和故障時(shí)的錄波數據進(jìn)行對比分析，結果顯示前后的不同：試驗期間發(fā)電機的負荷主要輸出至高壓母線(xiàn)（35KV），再經(jīng)由高壓母線(xiàn)（35KV）供給企業(yè)使用；而故障時(shí)發(fā)電機的負荷主要供給低壓母線(xiàn)（6.3KV）使用。重新對定值進(jìn)行核算，無(wú)功調差系數設置為-4%，由于發(fā)電機主接線(xiàn)采用單元接線(xiàn)，因此調試人員根據勵磁標準中無(wú)功功率調差設定的建議，選擇無(wú)功調差系數為-4%，但是忽略低壓母線(xiàn)負荷的作用，對于母線(xiàn)負荷而言，發(fā)電機定子與負荷之間阻抗為零，根據無(wú)功功率調差系數的物理意義，對于機端負荷較重的發(fā)電機組，其無(wú)功功率調差系數必須為正。
（3）故障處理：
將無(wú)功功率調差系數更改為4%后，發(fā)電機無(wú)功功率波動(dòng)很快平息后，運行穩定。
以上所有的數據均是基于柴油發(fā)電機組帶燃油泵、水泵、機油泵、空濾器和消聲器運轉時(shí)獲得的，但不帶有充電機、空壓機、風(fēng)扇、選用設備和驅動(dòng)件。
以上所有的數據都是基于ISO 3046標準參考的條件—海拔110m（361ft），大氣壓力100kPa（29.53inHg），進(jìn)氣溫度25℃ (77°F)，相對濕度30%，使用標準No.2號柴油或符合ASTM D975的柴油。
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