200137关键词双轴汽轮发电机；启动；同步双轴汽轮发电机组的两根转子之间没有任何机械联系，在汽轮机冲转以后。由于两轴的焓降及转动惯量不可能相同。若无特殊措施。两轴转违亦不会相同，如何采用简捷的方法使两者在启动过，中达到同步，是双轴机组两人技术课之海市崇明电力公司发电厂14号机组为25高温高压背压式前置机组，其排汽送至老车间的3台低压凝汽式机组再进行发电。整个系统非常复杂，热效率低，运行调节困难，稳定性及安全系数差故企业于1991992年对该机组进行了技术改造，在其旁加装了专门设计制造的301贾低压缸和发电机，与原背压机共同组成55的双轴双缸汽轮发电机组该方案兼顾了投资效益及孤立屯1改造的可操作性，心却带来了如何以动并网及超速控制这两人特殊课1系统简述该低压缸的结构相当于截取50凝汽机土门槛值不能低于49.0出，因为这个数值己是网低频减载的第轮设定值。低沪这个值收引起电网负荷损失，考虑到频率下降有个过程，门槛值应大于4兑0出定数量；在频率允许偏差范围内尽量减少电站机组厂怜次数九时间起始频率最低频率差值由3看出，跳台600河界机组频率变化在0.080.131.这种变化是在频韦允许范围之内=如采同时跳2台600机，频率变化肯定超出正常运于允许范围，要达到0.300.40HZ由于在电网运于中2台600MW机同，跳的情况极少发生，因此电站低频自启动门槛值值可以依此作为矣名也建议设置在半人扣利出较为合理3.4抽水蓄能电站与电力市场目前天荒坪电站在华东电网的运行原则主体部份属于行政的种规定随着电力市场不断发展，这些原则显然行不通电力市场要求厂网分开竞价上网。抽水蓄能电站虽有它的独特性，但不能违背电力市场的些基本原则，除非国家或市场参与者共同赞成给于优惠政策新电厂层出不穷，今后也会有各种合资电厂并网，按比例分配使用的办法是无法效尤的积极研究电站在今后电力市场竞争中的政策是当前的重要任务。

　　4结束语天荒坪电站刚并网运行不久，到目前机组尚未全部投入，水库也未进入正常运行，因此有关电站如何优化运行，以效益尚有许多问待研究。

　　目前，减少对电网冲击维持电网关口运行秩序是当务之急从长远看，电站正常运行后在电网中如何优化运行取得全网最大效益是个重要课。

　　级，家用乍周进汽，充分减少节流损失及部分进汽等损失此缸驱动台30厘界发电机，通过开关后和高压缸机以下简称人机的发电机开关出口联接，并送至80厘，人主变2双轴机组的启动及并网2.1启动及并网问在联合启动过程中，两个缸的焓降不同，在小流量的情况下，带有复速级的高压缸焓降比低压缸大，而低压转子的转动惯量值又比高压转子大得多。但两根轴在机械上没有任何联系，相互间不能传递机械功。若无其他措施，必然使得低压转子而，低压缸不带主汽门及调节汽门，没有调节手段，如何使低压转子进入同步及并网是大问12启动及并网方案在几年的研究论证过程中，曾考虑了5套启动并网案，在调试启动前并存3个戈，设小旁路启动，分别并网本方案是在+63，导汽母管的隔绝闸阀人1两端并联套小旁路启动调节控制系统，其实就是个小口径的主汽门8串接个调节但本方案的发电机出必须配置开关，该方案的原理较简单，在启动过程中，隔绝闸阀始终处于关闭状态而旁路打开。此时，旁路启动调节控制系统与低压缸机以下简称8机闭环，相当于台完整的低压机组，可进行转速控制这样来，与原先的前。后置机组的启动式没有仔何不同。在人机启动过程中3机小调门开足，后迓机处于随动状态如前所述，低压转广的转速将负荷，此时，因蒸汽流量的，加，后置机会继续升速，当接近额定转速时，小调门将因调速系统的作用而关下，并进入转速控制状态，而后便犹如普通机组样进行并网操作。在8机并网后，打开导汽母管的隔绝闸阀，小旁路退出系统。

　　该系统的配置对1几的单独调试带来了很大的便利在安装结束后激利用背压机的排汽及该小旁路系统对8机进行了单独动及调试采用这启动及并网方案，原理是简单的，但需进行两次并网操作而且两台发电机出口均需配置开关，再加上小主汽门财小调节阀0，系统最为复杂这方案类似调相机的低频启动。在启动前，发电机出口开关均己合上或直接短接，并网点为主变高压侧开关；导汽母管的隔绝闸阀己打开；备用励磁机开出，励磁方式切至备谬首先，冲动人机，8机任其随动。当前者近10001.1时两发屯机同时谷励磁机加上励磁也可以采用人机加励磁启动，当两者转差较小时再对，几加励磁由电机学理论可知，在励磁电流不变，且定子铁芯未饱和的前提下，定子电压与转速成正比因此时机的转速远较，几的高，故其发电机定子感应电势亦远高于8机显然，它在两电机偶合系统中允当了发电机角色。输出有功功率而低乐缸发屯机则相当于异步电动机，输入有功功率，此电功率与汽缸侧的蒸汽功共同驱动转子加速，使两转子的转速差趋于减少。当两机转速接近，转差很小时，由于电机同步电磁转矩的作用，两转子会被迅速拖步，至此，电磁转矩使两轴犹如被联轴器刚性连接似的，会牢牢的保持同步。在此之后，可将时几弈之不顾，只3是台单轴机。操作。，机使其继续升速直至额定转速并网。在并网后，两台电机均需将励磁源由备用励磁机切回1轴励磁机实际上。这两台发屯机的同步过程相当于次无非周期分量的非期并列过程通常情况下，电机对电网的并列操作是决不允许采用非1期并列的，因为这将导致很大的冲击电流，从而危及电网及发电机的安全不过，在这特殊的两机系统中，可以控制励磁电压；再者同步转速较低，完全始终慢于前黎，1两机在同，0，冲1呢额定值。

　　显而易，这方案比分别并网方案简单得多，唯缺点是在并网前须增加备励的投入和并网后切至主励的操作国外双轴机组般都采用此方案进行启动并网，对于采用静止励磁，无同轴励磁机的机组，不仔在网前后的励磁源的切换操作，故此方絮电常合理。

　　自励变频异步启动针对上方案的缺点，进步探索和论证了更为简捷的方法其思路是直接利用在升速过程中同轴励磁机逐步建立的励磁电压，使两台发电机拉入步，问坫同轴并激式励磁机的励磁电压在转速较低时极其微弱，为获得足够的同步电磁转矩，选择的同步转，点要和应提不过上转速捉，电机屯抗亦相应增加，要获得与他励式变频异步启动方案相同的电磁转矩。要较高的励磁电1 23，1发电机实测励忭曲线这方案的操作设想如下启动前，发电机出口开关均己合上辣直接短接，并网点亦为主变高压侧开关；低压导汽母管空载额定位置因未冲转，主励磁机无输出冲转人机，8机任其随动在此过程中，同轴励磁机将随转，的升高而由剩磁逐渐建立励磁电卡，使发电机亦逐步产生电势。此时。高压缸发电机在两电机偶合系统中亦充当发电机角色，输出有功功糸而低压缸发电机则仍相当于电动机，输有功功率，此电功率与汽缸的蒸汽推动功共驱动转子加速，随高压转子转速不断升而使其励磁电势加速上升，电功率传递增加，两轴间转差开始缩小。

　　在高压转子转速达2300为防止发电机电势过高导致在同步时冲击电流过磁转矩及蒸汽推动功的共同作用下继续加速，与此同时，其自身的励磁电压亦相应升高，使得异步转矩和转速加速升，数分钟后，哨由间转速接近时，两电机间的同步电磁转矩将两转子迅速拖入同，在此之后，操作人机使其继续加速直至额记转速动前士磁场变阻器放置空载额定位置，故此时的发电机出口电压己接近额定值，稍作调节便可并网。

　　从上述过程可以看出，该方案若可行，则在整个冲转直至并网的过程中，6机没有任何操作，运行调节极为简单付尸运行人来说。在此过程中1；机叮以被看作是+透明的，似乎在操作台单轴机组23方案比较及问比较上述3案，从运的角度来，第3方案显然最优，似从技术度来看，最没把握这里有3个明显的问须加以考虑由于8机在启动过程中直至同步，直处于自由状态，操作员无法对其转速直接加以控制，这对通常要冲临界转速的汽轮机是不利的不过，本机的低压缸转子相当于截自50贾汽轮机后10级，既粗又短，临界转速远超30001山故无此忧，在启动过程中，蒸汽流量很小，且焓降主要在高压缸，到了较高的转速区，低压缸末级叶片的鼓风损失将急剧增加该损失额约与转速的次方成正比，如在高压转子己到高转速区停止升速，而两转广间较火的转速差仅化电磁转矩提邝低吒转子转速，则此转矩若不能克服随转速而急剧增加的鼓风损失，将两者拖入同步，或即使能勉强同步，但耗时太长，该方案亦将失去优势，同时，还会派生发电机转子而温升的；由于是异步启动，8机发电机在升速的过程中，转子中将出现较大的感应电流并产生热量，此电流并不平均分布于转子的全截面中，仅在相当薄的层通过，而且此层厚依感应电流的频率而变。由于隐极式汽轮发电机转子槽中敷有转子线圈，故转子铁芯损失引起的发热将直接影响转子线圈的温升。因此必须保证在整个冲转过程中确大。停止升速，片刻舰低压转不过，要回答后两个问，仅靠定性分析显然不行，同时。作为个重火的技术改造项目，不允许等到建好后，再去试验方案是否可行必须进行严格的定量论证3启动过程分析3.18机受力分析自励变频异步启动过程中主要存在高压缸的排汽直接进入低压缸，驱动汽轮机转子升速；机械阻力矩损耗小油泵，励磁机耗功；轴承，汽轮机叶尸及发电机风扇鼓风损失等；当高低压转子各自投入主励磁机后，在升速过程中，其发电机励磁电势便按2变化在未同步时，存在着两个异步转矩，是可看成低压转子无励磁而高压转子加励磁此时人机为同步发电机，输出功及无功功率；1；机为异步电动机，输入功及尤功功率这种情况作13中动轮带磁而从动轮为纯铁。当主动轮5疋转后，它还用磁力拉着从动轮旋转，显然，从动轮的转速将低于主动轮，M可看成高压转子无励磁而低压转子加励磁，此时；机为同步电动机，输功功率而输出无功功下，系统的焓降主要在高压缸效3，率范围很宽的复速级，而低缸各压力级处极低较高的转速区，当较低等不利工况，末几级甚至1作于鼓风状态耗功状态，似是要确切的知晓高低压缸的焓降比是困难的为此走假定此时低压以的蒸汽焓降仅为高压缸的分之，因两者流量相同，故8机蒸汽驱动功中5；广。2，若忽略机机械损失，则根据转子运动方程可求得，几的蒸汽驱动转矩对于8机，除鼓风损失外，其他各项机械损失相比很小，在本文的研允范畴内可以忽略因末级叶片较长，在小流量下，并在较高转速区的鼓风损失不1忽略鉴于该值在1作转速下般约占机组额定功率的且该损失与转速的次方成正比，故可式描述率。机为异步发电机，输入无功功率而输出功功率这种情况可看作3中主动轮为纯铁而从动轮带磁。主动轮被从动轮用磁力拖住，当小动轮旋转后。从动轮也会跟转但从动轮的转违亦将低于主动轮上述两种转矩是各自独立疗在的，对低佧转户来说，两者均能使其加选4电磁同步转矩当两机均加有励磁时，两机间相当于3中两轮均带磁在不等速时，由于磁性吸引和排斥力象因惯性的作用，在两者间转速差较大时，这种力的平均值为零。但是，当转速差或滑差5瓶小时，磁性引力会将两轮拉入同步，当两者存在功率传递时，主动轮的磁性矢量角将比从动轮超前3.2基本方程瓮Pn额定功率ki1机实际角转速；ki额定角转速2异步转矩考虑人机为同步发电机而碟几作异步电动机工况，作等效电路如阁4根据电机学理论，当隐极式发电机作异步运行时者忽略4轴和9轴的不对称时，其转矩方程和异步电机的形式完料压缸发电机低压缸发电机A，人机励磁电势；及人机定子电组；XA机同步电抗；伽厂碟定子电阻；jrBl机定子绕组的漏抗；机转子折合到定子侧的漏抗；B2转子折合到定子侧的有效电阻；A折合电抗实际电抗1知。

　　尤考虑8机为同步电机而人机作异步电机工况时，等效电路有着和4完全相同的形式，只是符号互换由于此时人机转速于8机，滑差51小于0，根据式2傅从小于，即机获得功率为负值8机得到功率故参照式3便可得6机在此1况时的转矩则同步电机的受电同步转矩为3为功率角为时间，由上式可，在两机未同步前，由于1大于，将持续，加，故同步转矩她的方向亦将不断变化根据物现学。作为定轴旋转刚体的转子。其运动方程为1的升速曲线，根据己知的各参数及初始条件，解方程7，便可求得不过，此方程甚为复杂，变试多层嵌套。甚个为积分衣达式，故只能用计算机解答，限于篇幅，在此不作展开。

　　4启动过程的计算模拟与实际升及下降均为转违或角转速的单值函数，大启动过程是个上升过程，故采用上升曲线根据实测值并米用最小乘法，可得77次多项式作为3同步转矩由电机学理论可知，当台同步电机由另台发电机供屯的两机系统中，如两机均为隐极机根，上述公式及程对励异步动过程迸1十分申，拟，设定机速韦为30，1.，到达2300犷。后保持不变其他参数均为实际值。两机的初始条件为盘乍状态机转违5；机为45171士1初始功率角为随机机计算结果5从5中可，在人机到达2 30，1.1后停留约65，8机便能进入同步。为确保可靠，还另外校核了更不利工况，假定蒸汽的驱动功仅为高压缸的13经计算，用同样的升速率，并在2 30，1.心1处停留也能顺利将几拉入同步旦所纶停留方案是可行的案进行首次联合启动其他两个方案作为备用，结果次成功。在启动过程中，当人机转速到似阻控止升速以际转速还略向飘移，随后，8机转速加速上升，在人机停止升速人5约5，8机被拉入同，由于同步时的电压仅为额定电压的13，故同步，的冲击电流也小尸额定电流自励变频异步1！动的成功，使原两台发电机简化了系统和操作外，还得到了两个额外的收益首先是彻底杜绝了万发生单独误跳，发电机关造成其超速的能；是在甩货荷的情况由于，几的有害容积远大于人机，故其超速能量亦将比入机高得多。在此情况下，虽然发电机的火磁开泠己动作，但励磁电流的衰减也有个过程约数百依靠此衰减过程中的励磁电势无以使两轴保持同步，使碟几能将其超速能量转移部分至人机，相当于增加了8机的转动惯量，从而抑制了1；机的超速量。

　　5启动过程转子面的温升运行与异步工况的同步发电机，如为面冷却型，转尸面温升的控制准则为在启动过程的计算中，同时也校核了。户，结果砧，大值+超过力机组的外相距甚远这明采用此启动方案，能确保转子的安全改造后机组投产至今己近8年，中间经历3次大修，未发观转，局部发热的迹象。，6结语双轴汽轮发电机采用励变频异步启动是可行的该方案系统简单可靠，运行操作最简，与单轴机相当唯需要的同步操作是在定的转速下停留几分钟，相应省了在并网前投入励磁证明此方案成熟且可靠，对转子也是安全的压缸的实际焓降确实比较低。事实上，在整个启动过杓，低压缸均整体处尸负吒状态。因此，如果在高压缸排汽口至低压缸的系统中存在泄漏点，虽然在正常运行时只会出现向外漏汽，但此时却会破坏真空，从而导致低压1的焓降和效率进步下降而鼓风损失却急剧上升，严重时甚至可能出现机械净功率为触1对，轴机稂，以要坍加进汽量，上述问不会对冲转并网产生明显的影响。

　　似，轴机不机可以用较小的流鼾单独冲转至全选在采用自励变频异步启动时，电磁功率传递有限，若低压缸的机械净功率较小，甚至出现龙的负值，则会延长同步过程，甚个造成不能完成同，汁算模拟也1正明这点31为完成！动过程的动态模拟，根据前述可以对各种变频以动方案和考虑各种条件进疔分析及模拟通过模拟和比较发现，扯然自励变频异步启动方案的操作最简，似其屯磁转矩也在所有方案中，小。原因是开始就将；机的励磁投，其转子线圈通过，磁机闭六，实际上大大降低了转子平均折合电阻办8，由式3可，这将使异步转矩显著减小而8机始若不投励磁。则转子线圈通过灭磁电阻闭合。当8机转速接近人机后才投入自励，结果显，这将明显缩短同步过程。

　　实际上这相当于大大增加了转子的折合电肌及异步转矩经模拟，即使假设蒸汽驱动功为0，也能在入机到达230，131内完成步，只；该方案需在8机接近机转速后投入8机励磁，加了运行操作，故从妆采用此方戈