PDF《摘要：结合土耳其OBR.UK电站水轮机调相运行设计及验证,...》

摘要:结合土耳其OBR.

UK电站水轮机调相运行设计及验证,阐述了调相水轮机设计应注意的关键技术问题. 关键词:调相;

压缩空气;

密封;

控制 中图分类号:TK730.2 文献标识码:A 文章编号:1001―9006(2010)04―0061―05 Design and Proving of the Phase―modulation Turbine for 0BRU K Power Station FENG JuIt,XU Cai―chun (Sichuan Dongfeng Electric Machinery Wo@s Co.,lad.614802,Leshan,Sichuan,Chin) Abstract:Combining with the design and proving of the phase―modulation turbine in Turkish OBRUK power station,this paper describes the key technical problems in the design of the phase―modulation turbine. Key words:phase;

compressed air;

,seal;

control 土耳其OBRUK电站,单机出力50 MW.总装 机200 MW.是东风电机最大容量的出口机组.也 是公司在国际竞标中首次进入欧盟市场.该电站 要求长期调相运行.而且完全按欧盟的国际化标 准设计、审查、验收. 水轮机调相运行对东风电机是全新的课题. 国内中小型机组成功调相运行的经验也不多.能 否解决调相运行的关键技术问题.对东风电机是 一次严峻的考验. OBRUK电站课题组.为顺利完成该项目设计 作了大量深入细致的工作.加强理论学习,广泛搜 集资料.总结国内外调相水轮机设计的经验教训. 在关键技术中取得突破.解决了所有难题.2009年 3月,OBRUK电站1

一、≯水轮发电机组成功并网发 电.同年6月,3・、矿机也顺利发电.电站近一年 的运行表明:机组各项发电指标优良.从发电转调 相运行平稳、快捷,操作方便.深得用户好评. 工程概况:OBRUK电站位于土耳其安纳托利 亚区北部河上,安装4台59 MVA水轮发电机组. 大坝为重力坝.2根主压力钢管.每根主管分2个 支管,连接2台水轮发电机组.后接2条尾水渠 道. 水轮机设计参数 机型HLJF3017一LJ一310 最高水头,m 最低水头/m 额定水头/m 额定转速/r・rain-1 额定流量/m3・$-1 额定功率/I【W 吸出高度/m 机组需调相运行 63.3 57.7 61.7 187.5 92.18 』v兰52700 鼯一1.9 黪调相任务盼提黉:翻 骥溉 .慨嚣黼赫蜥蘩‰捌端缓雅摇嚣鳓缓糍瓣磊凝教馥溅搿蕊缓鬻藤器赫姥鬻搿麟曩 收稿日期:2010-07―30 作者简介:奉军(1965一),男,1989年7月毕业于四川工业学院水力机械专业,高级工程师,现主要从事水轮机设计. 胥才春(1978一)男,2004年7月毕业于兰州理工大学流体机械及工程专业,工程师,现主要从事水轮机设计 1.1调相运行的目的及原理 随着电力系统日益扩大.而运行在系统上的 主要负载是异步电动机与变压器,因此.电网就 要担负很大一部分电感性的无功功率.这样一来. 导致整个电网的功率因数降低.从而不能充分发 挥发电及输配电设备的作用.此外.由于功率因 数低.就使得线路的损耗和压降增大.导致输电 质量变坏.运行很不经济.为此.就提出了提高 电网功率因数的要求.系统管理部门,在规划电 站布局的时候.常有目的地指定一些容量足够大 的机组,平时正常发电运行,当系统需要的时候, 担当调相任务.即把这些机组的发电机当作调相 机运行.让它们担负电网的无功功率.当电网担 负落后功率因数的负载时.同步调相机采用过励 磁运行,从电网里吸收领先900的电流;

当电网担 负领先功率因数的负载时.同步调相机采用欠励 磁运行.从电网里吸收落后900的电流,由于调相 机的励磁电流可自动进行调节.因此水轮机从发 电转调相运行十分方便.此时,发电机的原动力 只需克服机组的风阻、磨擦、铜损铁损、及其它 杂散损耗.如果没有原动机带动.将发电机当作 电动机一样接入电网运行.那么.当三相定子线 圈通入交流电时.就会在定子线圈中产生一个空 间等速旋转的磁场.当转子绕组通入激磁电流时 就会产生转子磁场.此时定子磁场在前,转子磁 场在后.两磁场相吸引.拖着转子一起做等速旋 转,这时.电机从系统中吸取少量有功功率来补 偿损耗. 1.2如何才能实现调相运行 在发电机状态运行中.转子由原动带动.转 子绕组通入激磁电流,这时转子磁场在前,定子 磁场在后.转子磁场是主动的.运行中,如果将 其原动机的导水叶逐渐关小直至完全关闭时.发 电机转子马上失去原动力.这时.定子会立即从 系统中吸收有功功率,产生一电磁力矩.使旋转 子继续转动.于是,定子成为主动.转子成为被 动,定子磁场拖着转子磁场以同步转速旋转.只 要供给转子足够的激磁电流.发电机就能送出无 功功率,此即调相运行.由此可见,发电机和调 相机的基本原理是一样的.而且发电机和调相机 两种运行状态是可逆的.作调相机运行是同步电 机正常运行方式之一.只要原动机允许.就完全 可将发电机作调相机运行. 1.3调相运行的起动方法 如果发电机和水轮机不脱离.那么起动的方 法和原来发电机运行一样:首先开启水轮机导水 叶,使机组启动,转速逐步达到额定值,按照发 电机运行时的并车步骤及操作方法.将机组并入 电网运行,随后不带有功功率(不再开大导水叶), 而调节励磁使转子电流增加.发电机向系统送无 功功率.进入调相运行状态.这时.电机克服各 种损耗所需的少量有功率是水轮机提供的.此法 的优点是简单.不增加起动设备.便于两种运行 状态的转换.运行人员易于掌握.其缺点是水轮 机要跟发电机一起转动.损耗有功功率,转轮、 轴承由于转动易于损蚀.特别是轻载下运行.水 轮机运行工况极差.机组振动大.不平稳.转轮 气蚀较严重,机组不宜长时间调相运行.因此. 这种方法只有在小电站缺乏起动设备,而发电、 调相两种运行状态又较为频繁时才被采用.如果 并上电网后将水轮机导水叶完全关闭.这时电机 各种损耗所需有功功率就从电网吸收.大中型水 电站.均为立式布置方式,由于有空压机,此时 可以用压缩空气将转轮室中的水位降低.让转轮 在空气中转动.减少有功损耗.据OBRUK电站实 测.导叶在关闭状态,调相运行时如转轮在水中转 动.吸收系统有功为8