一种发电机水温-出力曲线的绘制方法

摘要

本发明提供了一种发电机水温-出力曲线的绘制方法，其特征在于：首先求出某一编号处水温点允许的最大励磁电流，取额定出力为发电机出力的初值，根据发电机出力求出对应的励磁电流，如果该励磁电流大于某一编号处水温点允许的最大励磁电流，则增大发电机出力，否则减小发电机出力，根据新的发电机出力求出新的励磁电流，当该新的励磁电流与该水温点允许的最大励磁电流的误差不超过1A时，即获得某一编号处水温点对应的发电机出力，将所有水温点的水温和对应的出力连成曲线，即得到发电机水温-出力曲线。本发明提供的方法克服了现有技术的不足，输入数据少，操作简便，曲线绘制迅捷。

权利要求

1.一种发电机水温-出力曲线的绘制方法，其特征在于：该方法由以下9个步骤组成：步骤1：计算系数k2；

内电势E'i：

同步电抗对应的电势Ed：

系数k2：

其中， 为功率因数角，XP为保梯电抗，Xd为同步电抗，IfN为满载励磁电流，Ifδ为气隙励磁电流，If0为空载励磁电流；

步骤2：选取水温点编号i＝1的水温点，第1个冷却器进水温度点tHCwinx(1)＝28℃；

步骤3：计算此编号i的水温点对应的最大励磁电流Ifm：其中，tCU2hotlim为转子热点温度限制，tH2in为冷氢温度，tHCwin为冷却器进水温度，tHCwinx(i)为编号i的水温点进水温度， 为额定转子热点温升；

步骤4：初始值，取发电机出力MWx＝MW,If＝IfN；

其中，If为励磁电流，MW为发电机额定出力；

步骤5：如果励磁电流If比编号i的水温点对应的最大励磁电流Ifm大，则MWx＝MW-1；

否则，MWx＝MW+1；

步骤6：求出MWx对应的新的励磁电流If：步骤7：重复步骤5、步骤6，直到If和Ifm的误差≤1A，此时发电机出力MW(i)＝MWx即为编号i的水温点对应的发电机出力；

步骤8：选取下一个水温点，编号i＝2～15，第i个水温点冷却器进水温度为tHCwinx(i)＝(27+i)℃,返回步骤4，重复步骤4～步骤7，获得编号i＝2～15的水温点对应的发电机出力MW(i)；

步骤9：将所有水温点，编号i＝1～15，的水温tHCwinx(i)＝(27+i)℃和对应的出力MW(i)连成曲线，即为发电机水温-出力曲线。

说明书

一种发电机水温-出力曲线的绘制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发电机水温-出力曲线的绘制方法，属于发电机总体设计内的水温-出力曲线计算和绘制技术领域。

背景技术

[0002] 在进行汽轮发电机设计时，需要完成水温-出力曲线的绘制。发电机水温-出力曲线，是向用户显示发电机最大连续出力能力的基础资料。

[0003] 以往绘制发电机水温-出力曲线，需参照以往引进技术提供的发电机水温-出力曲线样本。这样绘制曲线，需要结合具体机型，组织专家讨论决定，不仅绘制速度比较慢，而且随着讨论结果的不同，曲线形状会有差异。因此，以往的绘制方法，很难满足用户在项目投标、产品扩容等阶段需要制造厂迅速、准确地给出发电机最大连续出力能力的需求。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种根据输入数据少，操作简便、迅捷的发电机水温-出力曲线的绘制方法。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种发电机水温-出力曲线的绘制方法，其特征在于：该方法由以下9个步骤组成：

[0006] 步骤1：计算系数k2；

[0007] 内电势E′i：

[0008] 同步电抗对应的电势Ed：

[0009] 系数k2：

[0010]

[0011] 其中，为功率因数角，Xp为保梯电抗，Xd为同步电抗，IfN为满载励磁电流，Ifδ为气隙励磁电流，If0为空载励磁电流；

[0012] 步骤2：选取水温点编号i＝1的水温点，第1个冷却器进水温度点tHCwinx(1)＝28℃；

[0013] 步骤3：计算此编号i的水温点对应的最大励磁电流Ifm：

[0014]

[0015] 其中，tCU2hotlim为转子热点温度限制，tH2in为冷氢温度，tHCwin为冷却器进水温度，tHCwinx(i)为编号i的水温点进水温度， 为额定转子热点温升；

[0016] 步骤4：初始值，取发电机出力MWx＝MW，If＝IfN；

[0017] 其中，If为励磁电流，MW为发电机额定出力；

[0018] 步骤5：如果励磁电流If比编号i的水温点对应的最大励磁电流Ifm大，则MWx＝MW-1；否则，MWx＝MW+1；

[0019] 步骤6：求出MWx对应的新的励磁电流If：

[0020]

[0021]

[0022]

[0023] 步骤7：重复步骤5、步骤6，直到If和Ifm的误差≤1A。此时发电机出力MW(i)＝MWx即为编号i的水温点对应的发电机出力；

[0024] 步骤8：选取下一个水温点(编号i＝2～15)，第i个水温点的冷却器进水温度为tHCwinx(i)＝(27+i)℃，返回步骤4，重复步骤4～步骤7，获得编号i＝2～15的水温点对应的发电机出力MW(i)；

[0025] 步骤9：将所有水温点(编号i＝1～15)的水温tHCwinx(i)＝(27+i)℃和对应的出力MW(i)连成曲线，即为发电机水温-出力曲线。

[0026] 本发明提供的一种发电机水温-出力曲线的绘制方法只需要输入11个参数，即可完成曲线的绘制，而且能很好地适应水氢氢发电机各个机型的水温-出力曲线绘制要求，达到便捷、迅速、准确获得发电机水温-出力曲线的目的。

[0027] 本发明提供的方法克服了现有技术的不足，输入数据少，操作简便，曲线绘制迅捷。

附图说明

[0028] 图1为本发明提供的一种发电机水温-出力曲线的绘制方法的算法流程图；

[0029] 图2为本实施例中绘制的发电机水温-出力曲线。

具体实施方式

[0030] 为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

[0031] 图1为本发明提供的一种发电机水温-出力曲线的绘制方法的算法流程图，所述的一种发电机水温-出力曲线的绘制方法由以下9个步骤组成：

[0032] 步骤1：计算系数k2；

[0033] 内电势E′i：

[0034] 同步电抗对应的电势Ed：

[0035] 系数k2：

[0036]

[0037] 其中，为功率因数角，XP为保梯电抗，Xd为同步电抗，IfN为满载励磁电流，Ifδ为气隙励磁电流，If0为空载励磁电流；

[0038] 步骤2：选取水温点编号i＝1的水温点，第1个冷却器进水温度点tHCwinx(1)＝28℃；

[0039] 步骤3：计算此编号i的水温点对应的最大励磁电流Ifm：

[0040]

[0041] 其中，tCU2hotlim为转子热点温度限制，tH2in为冷氢温度，tHCwin为冷却器进水温度，tHCwinx(i)为编号i的水温点进水温度， 为额定转子热点温升；

[0042] 步骤4：初始值，取发电机出力MWx＝MW，If＝IfN；

[0043] 其中，If为励磁电流，MW为发电机额定出力；

[0044] 步骤5：如果励磁电流If比编号i的水温点对应的最大励磁电流Ifm大，则MWx＝MW-1；否则，MWx＝MW+1；

[0045] 步骤6：求出x对应的新的励磁电流If：

[0046]

[0047]

[0048]

[0049] 步骤7：重复步骤5、步骤6，直到If和Ifm的误差≤1A。此时发电机出力MW(i)＝MWx即为编号i的水温点对应的发电机出力；

[0050] 步骤8：选取下一个水温点(编号i＝2～15)，第i个水温点的冷却器进水温度为tHCwinx(i)＝(27+i)℃，返回步骤4，重复步骤4～步骤7，获得编号i＝2～15的水温点对应的发电机出力MW(i)。

[0051] 步骤9：将所有水温点(编号i＝1～15)的水温tHCwinx(i)＝(27+i)℃和对应的出力MW(i)连成曲线，即为发电机水温出力曲线。

[0052] 本实施例中，在windows操作系统下，采用EXCEL-VBA语言编制了一个名为PVCW(Power Vs.Cooling Water)的发电机水温-出力曲线自动绘制程序。此程序为windows操作系统下表格工具EXCEL的应用程序。

[0053] 以QFSN-660-2型60Hz发电机设计方案为例，绘制其水温-出力曲线，具体步骤如下：

[0054] 第一步：打开EXCEL，在单元格(C2，C3，...，C12)内输入数据。发电机额定出力MW＝660MW，功率因数 保梯电抗XP＝26.511％，同步电抗Xd＝207.387％，气隙励磁电流Ifδ＝1539A，空载励磁电流If0＝1672A，满载励磁电流IfN＝4721A，冷却器进水温度tHCwin＝38℃，冷氢温度tH2in＝46℃，额定转子热点温升 转子热点温度限制tCU2hotlim＝128℃。

[0055] 第二步：用鼠标单击单元格(C15)内的“绘制”按纽，程序根据发明内容“步骤1-步骤8”完成发电机水温-出力曲线的计算和自动绘制。所有水温点的水温tHCwinx(i)＝(27+i)℃显示在单元格(A17-A31)中，对应的出力MW(i)显示在单元格(B17-B31)中，水温出力曲线显示在(E1-M27)的单元格矩形区域中，最终获得的发电机水温-出力曲线如图2所示。

[0056] 本发明提供了一种根据数量很少的几个发电机技术参数便能够自动绘制发电机水温-出力曲线的方法，操作简便、迅捷，能够很好地适用于水氢氢冷却的汽轮发电机。