CN101266183A - 抽水蓄能电站发电/电动机转子转动惯量测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抽水蓄能电站发电/电动机转子转动惯量测试方法。它在调相运行方式下，突然跳开发电机开关和发电机灭磁开关，保持压水状态；测量机组转子在压水状态下(水轮机转轮在压缩空气中旋转，不与水体接触)的减速过程，记录转速自额定转速下降至90％额定转速的时间。测量机组调相运行时的输入电功率(有功功率)和发电机定子、转子电气量、定子、转子绕组温度。利用发电机定子、转子电气量和发电机效率试验中测得的铁耗和定子、转子铜耗折算调相运行状态下的电机铁耗和铜耗，这两相损耗之和与机组调相运行时的输入电功率的差值既为机组转子在压水状态下减速过程的总机械损耗。利用的总机械损耗功率和减速时间就可以求出机组总体转动惯量。

Description

抽水蓄能电站发电/电动机转子转动惯量测试方法

技术领域

本发明涉及大型发电/电动机技术性能参测试试验方法，尤其涉及一种抽水蓄能电站发电/电动机转子转动惯量测试方法。

背景技术

随着电力工业的发展，电网容量和覆盖范围迅速扩大，电网调峰、事故紧急备用和黑启动等问题越来越突出。我国的经济发展和水电资源的地域分布很不平衡，给水电资源稀少的东部地区电网带来更大的调峰困难。建设抽水蓄能电站是解决上述问题的经济、高效的办法。另外，核电机组的建设也要求有抽水蓄能电站来配合。近几年来我国已有很多抽水蓄能电站陆续投产；参照国外抽水蓄能电站占电网总容量的比例，今后一个时期内还应大力建设抽水蓄能电站。

抽水蓄能机组在设计时要结合上、下水库、引水管道以及地下厂房的地理、地质等自然条件，并考虑所在电网的具体情况以及整个工程经济性等方面的因素，因此，主设备的设计、制造基本上是按“量体裁衣”的模式来进行地；同时，这些大型机电设备一般都是在使用(安装)现场组装的，这就要求在抽水蓄能电站建成后的试运行阶段进行设备技术参数的现场测试试验和设备性能测试试验。

机组转子整体转动惯量包括发电机转子和水轮机转子的转动惯量是电力系统稳定计算的重要依据，是抽水蓄能电站必须提供给电网调度管理部门的参数。国标以及相关国际标准推荐的试验方法仅是针对测量发电/电动机转子转动惯量的方法，这种方法并不能适用于大型抽水蓄电站的机组，这是因为发电/电动机在具备运行条件时已经与水轮机的转轮安装连接在一起，因机组的轴系、轴承是总体设计的，为试验而单独安装发电/电动机不仅是非常非常不经济的而且在技术上也是不可行的。另外，在生产中实际需要的是机组转子整体转动惯量包括发电机转子和水轮机转子，单独测量发电/电动机本身转子转动惯量而不测量水轮机转轮的转动惯量基本上是无任何意义得。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种方法简单，方便、实用、快捷等优点的抽水蓄能电站发电/电动机转子转动惯量测试方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抽水蓄能电站发电/电动机转子转动惯量测试方法，它的步骤为，

1)利用发电机效率试验的试验结果，确定发电机额定定子电压下的铁耗和额定定子电流下的定子铜耗以及测试该损耗时的定子绕组温度；

2)抽水蓄能机组以水轮机转轮在压水状态下运转的调相运行方式；

3)机组在调相方式下运行，突然跳开发电机开关和发电机灭磁开关，保持压水状态；

4)测量机组转子在压水状态下，即水轮机转轮在压缩空气中旋转，不与水体接触时的减速过程，记录转速自额定转速下降至90％额定转速的时间T；

5)测量机组调相运行时的发电机输入功率和发电机定子电压、发电机定子电流、发电机转子电压、发电机转子电流、定子绕组温度、转子绕组温度；

6)利用步骤1)中确定的发电机额定定子电压下的铁耗和额定定子电流下的定子铜耗以及测试该损耗时的定子绕组温度和步骤5)测量的机组调相运行时的发电机定子电压、发电机定子电流、定子绕组温度折算调相运行状态下的发电机的铁耗和发电机定子铜耗；

7)利用步骤5)测量的发电机转子电压、发电机转子电流计算机组调相运行时的发电机转子铜耗；转子铜耗等于发电机转子电压、发电机转子电流的乘积；

8)利用步骤6)中折算出的调相运行状态下的发电机铁耗、发电机定子铜耗和步骤7)中计算出的机组调相运行时的发电机转子铜耗之和，即共三项损耗与步骤5)中测得机组调相运行时的发电机输入功率的差值即为机组转子在压水状态下减速过程的总机械损耗P；

9)利用的总机械损耗功率和减速时间求出机组总体转动惯量

G＝2PT/(ω₁ ²-ω₂ ²)

公式中各量的定义如下：

G：机组总体转动惯量

ω₁：额定转速对应的角速度

ω₂：90％额定转速对应的角速度

P：总机械损耗功率

T：转速自额定转速下降至90％额定转速的时间。

本发明的有益效果是：它利用抽水蓄能机组的运行方式上的特点和发电/电动机的的各项损耗，一次试验完成机组转子整体转动惯量包括发电机转子和水轮机转子转动惯量的测试，方便、实用、快捷。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

本发明利用抽水蓄能机组的运行方式上的特点和发电/电动机的的各项损耗，一次试验完成机组转子整体转动惯量包括发电机转子和水轮机转子转动惯量的测试，其具体过程为：

一种抽水蓄能电站发电/电动机转子转动惯量测试方法，它的步骤为，

1)利用发电机效率试验的试验结果，确定发电机额定定子电压下的铁耗和额定定子电流下的定子铜耗以及测试该损耗时的定子绕组温度；

2)抽水蓄能机组以水轮机转轮在压水状态下运转的调相运行方式；

3)机组在调相方式下运行，突然跳开发电机开关和发电机灭磁开关，保持压水状态；

4)测量机组转子在压水状态下，即水轮机转轮在压缩空气中旋转，不与水体接触时的减速过程，记录转速自额定转速下降至90％额定转速的时间T；

5)测量机组调相运行时的发电机输入功率和发电机定子电压、发电机定子电流、发电机转子电压、发电机转子电流、定子绕组温度、转子绕组温度；

6)利用步骤1)中确定的发电机额定定子电压下的铁耗和额定定子电流下的定子铜耗以及测试该损耗时的定子绕组温度和步骤5)测量的机组调相运行时的发电机定子电压、发电机定子电流、定子绕组温度折算调相运行状态下的发电机的铁耗和发电机定子铜耗；

7)利用步骤5)测量的发电机转子电压、发电机转子电流计算机组调相运行时的发电机转子铜耗；转子铜耗等于发电机转子电压、发电机转子电流的乘积；

8)利用步骤6)中折算出的调相运行状态下的发电机铁耗、发电机定子铜耗和步骤7)中计算出的机组调相运行时的发电机转子铜耗之和，即共三项损耗与步骤5)中测得机组调相运行时的发电机输入功率的差值即为机组转子在压水状态下减速过程的总机械损耗P；

9)利用的总机械损耗功率和减速时间求出机组总体转动惯量

G＝2PT/(ω₁ ²-ω₂ ²)

公式中各量的定义如下：

G：机组总体转动惯量

ω₁：额定转速对应的角速度

ω₂：90％额定转速对应的角速度

P：总机械损耗功率

T：转速自额定转速下降至90％额定转速的时间。

在这里忽略了总机械损耗随转速而变化带来的误差。为了减小这种误差，在保证转速以及下降时间测量精度的前提下，可适当减小试验过程转速下降的幅度。例如自额定转速下降至95％额定转速(或更高的转速)。

本发明未详述内容均为公知技术，不再赘述。

Claims (1)

1、一种抽水蓄能电站发电/电动机转子转动惯量测试方法，其特征是，它的步骤为，

1)利用发电机效率试验的试验结果，确定发电机额定定子电压下的铁耗和额定定子电流下的定子铜耗以及测试该损耗时的定子绕组温度；

2)抽水蓄能机组以水轮机转轮在压水状态下运转的调相运行方式；

3)机组在调相方式下运行，突然跳开发电机开关和发电机灭磁开关，保持压水状态；

4)测量机组转子在压水状态下，即水轮机转轮在压缩空气中旋转，不与水体接触时的减速过程，记录转速自额定转速下降至90％额定转速的时间T；

5)测量机组调相运行时的发电机输入功率和发电机定子电压、发电机定子电流、发电机转子电压、发电机转子电流、定子绕组温度、转子绕组温度；

6)利用步骤1)中确定的发电机额定定子电压下的铁耗和额定定子电流下的定子铜耗以及测试该损耗时的定子绕组温度和步骤5)测量的机组调相运行时的发电机定子电压、发电机定子电流、定子绕组温度折算调相运行状态下的发电机的铁耗和发电机定子铜耗；

7)利用步骤5)测量的发电机转子电压、发电机转子电流计算机组调相运行时的发电机转子铜耗；转子铜耗等于发电机转子电压、发电机转子电流的乘积；

8)利用步骤6)中折算出的调相运行状态下的发电机铁耗、发电机定子铜耗和步骤7)中计算出的机组调相运行时的发电机转子铜耗之和，即共三项损耗与步骤5)中测得机组调相运行时的发电机输入功率的差值即为机组转子在压水状态下减速过程的总机械损耗P；

9)利用的总机械损耗功率和减速时间求出机组总体转动惯量

G＝2PT/(ω₁ ²-ω₂ ²)

公式中各量的定义如下：

G：机组总体转动惯量

ω₁：额定转速对应的角速度

ω₂：90％额定转速对应的角速度

P：总机械损耗功率

T：转速自额定转速下降至90％额定转速的时间。