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水輪發電機組變速技術

2019-12-05


水輪發電機組變速技術指的是:對并入電網運行的水輪發電機組,改變主軸的機械旋轉速度而仍能保持電網及機組安全穩定運行的技術。

水輪發電機組的變速方式主要有:變極變速、雙轉子雙定子變速、定子變頻變速、轉子變頻交流勵磁變速。

變極變速是通過改變定子極數和轉子極數使機組轉速得以改變的變速方式.一般為兩檔。定、轉子極數改變時,仍要使它們的極數相同。雙轉子雙定子變速采用同軸的雙套發電機定子和轉子,各對應一個轉速。定子變頻變速是在發電機出口設容量相當的變頻器,使機組轉速能在一定范圍內連續變化的變速方式。轉子變頻交流勵磁變速是在發電機轉子三相繞組回路設變頻器,變頻器輸出頻率在一定范圍內變動的交流電進入轉子,使機組轉速能在一定范圍內連續變化的變速方式。

恒速水輪機效率是隨水頭和負載變化的,隨著水輪機效率的降低,恒速運行還會引起尾水管脈動和空性惡化,若保持水輪機的高效率運行則需改變轉速。因此,從20世紀40年代起就有專家提出水輪機變速運行的設想。抽水蓄能電站一般庫容不大,發電水頭和抽水揚程的變化范圍較寬,為了滿足抽水蓄能機組在較大水頭(揚程)變化范圍內運行的要求,首先在抽水蓄能機組上采用了變速技術。變極變速是最早應用于發電電動機的變速方式,隨后經歷了雙轉子雙定子變速一定子變頻變速一轉子變頻交流勵磁變速的發展過程。轉子變頻交流勵磁變速技術在70年代開始進行工業試驗,80年代末技術上已經成熟并逐步得到應用。這種變速方式除能適應水頭和負載的變化提高水 輪機效率,拓寬水輪機運行范圍,減少振動和空蝕外,還能有效地改善電力系統的安全穩定運行狀況。此外還可通過調整轉子交流勵磁電流實現有功功率的快速調節。對抽水蓄能機組水泵工況.通過調整轉速,可改變其輸人功率,實現電網頻率自動控制。


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