侯 天 元， 徐 偉 剛

(1.中國水電建設(shè)集團圣達水電有限公司 ,四川 樂山 614013；2.重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學院，重慶 永川 402160)

1 概 述

隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)容量增大，將采用更大型的發(fā)電機組和更高等級的輸電電壓，電網(wǎng)充電無功功率將大量增加。當系統(tǒng)負荷處于低谷時，過剩的無功功率將導致電網(wǎng)電壓升高，系統(tǒng)電壓超上限運行嚴重；而目前電網(wǎng)采用的調(diào)節(jié)電壓的手段均不能圓滿地解決這一問題。發(fā)電機進相運行是結(jié)合電力生產(chǎn)需要采取的一種運行技術(shù)，即由改變發(fā)電機的運行工況來達到降壓的目的，是利用現(xiàn)有設(shè)備增加的一種調(diào)壓手段，同時其具有平滑無級調(diào)節(jié)電壓的優(yōu)點，可降壓節(jié)能，但發(fā)電機的進相運行要受到靜穩(wěn)定、定子端部發(fā)熱和廠用電電壓降低的限制，需對發(fā)電機開展進相運行試驗。然而，在首次開展安谷水電站1、2號發(fā)電機進相運行試驗時卻均未合格。究竟是什么原因引起的，筆者對其進行了簡要分析。

2 安谷水電站設(shè)備技術(shù)參數(shù)

3 進相運行試驗結(jié)果及分析

3.1 參數(shù)測量及試驗條件

在發(fā)電機定子回路(PT、CT)，轉(zhuǎn)子勵磁回路(分流器)、系統(tǒng)母線(PT)、廠用 380 V母線(PT)二次回路分別接入準確度不低于 0.5級的表計，測量有功功率、無功功率、功率因數(shù)、定子電壓、定子電流、轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子電流、系統(tǒng)母線電壓、380 V母線電壓等電氣參數(shù)。

表1 1～4號發(fā)電機主要技術(shù)參數(shù)表

發(fā)電機進行運行試驗時，首先退出失磁保護，低勵限制根據(jù)試驗要求放開，試驗中低勵限制不動作。1號發(fā)電機開始試驗時，首先退出失磁保護，低勵限制根據(jù)試驗要求放開，試驗中低勵限制不動作。

3.2 試驗結(jié)果

1號發(fā)電機帶自動勵磁調(diào)節(jié)器時的進相運行試驗數(shù)據(jù)見表2。

3.3 安谷水電站1～4號發(fā)電機進相試驗限制因素及限額值規(guī)定

根據(jù)國家相關(guān)標準及四川省調(diào)度中心的要求，安谷水電站1～4號發(fā)電機進相運行試驗限制因素及限額值為：(1)廠用電電壓不得低于 0.95U1，即 361 V；(2)發(fā)電機定子電壓不得低于 0.95U1，即13.11 kV；(3)發(fā)電機定子電流不得超過其額定值，即9 085 A；(4)系統(tǒng)母線電壓不得低于網(wǎng)調(diào)給定的運行電壓下限值，即226 kV；(5)發(fā)電機進相試驗時不得失去靜穩(wěn)定和動穩(wěn)定并留有一定的裕度。

圖1 部分主接線、廠用接線圖

表2 1號發(fā)電機進相運行試驗數(shù)據(jù)表

3.4 1號發(fā)電機進相試驗分析

通過1號發(fā)電機進相運行試驗數(shù)據(jù)可以看出：1號發(fā)電機分別帶190 MW、152 MW、95 MW、0 M有功負荷時，2號發(fā)電機向系統(tǒng)發(fā)送無功功率 80 Mvar，用以支撐系統(tǒng)電壓。進相深度均受到發(fā)電機機端電壓過低、廠用電壓過低的雙重限制(表3)。

表3 1號機組發(fā)電機進相運行試驗受限數(shù)據(jù)表

1 號發(fā)電機在P=190 MW 時，可進相至Q=-30 Mvar運行；在P=152 MW時，可進相至Q=-35 Mvar運行；在P=95 MW時，可進相至Q=-40 Mvar運行；在P=0 MW時，可進相至Q=-50 Mvar運行。1號發(fā)電機帶 0～190 MW有功負荷時，在試驗進相深度范圍內(nèi)220 kV母線降壓百分數(shù)為 0.48%～0.6%，降壓效果較為明顯(表4)。

表4 1號發(fā)電機進相運行時220 kV母線電壓降壓效果表

表5 主變檔位調(diào)整后電壓分析情況表

4 采取的措施

4.1 方案研究

根據(jù)1號機組的試驗情況，隨后對2號發(fā)電機進行了進相運行試驗，由1號發(fā)電機帶廠用電，并加大了1號發(fā)電機的無功負荷，廠用400 V母線起始電壓為399 V(相當于調(diào)整了廠用變檔位)，2號發(fā)電機進相運行到極限時，廠用電電壓為392 V，沒有降至下限值(361 V)，但發(fā)電機的機端電壓已下降至12.41 V，已降至額定值的90%左右。

從2號發(fā)電機進相運行試驗的情況可以看出：單方面調(diào)整廠變81B的變比，能夠提高廠用400 V母線電壓，但不能夠提高發(fā)電機的機端電壓，在發(fā)電機進相運行試驗時會造成發(fā)電機機端電壓持續(xù)下降，超出了發(fā)電機機端電壓的規(guī)定范圍。在1號發(fā)電機的進相試驗數(shù)據(jù)中，發(fā)電機機端電壓已降至額定電壓的90%(UN=12.42 kV)。根據(jù)發(fā)電機運行規(guī)定，在不影響發(fā)電機穩(wěn)定運行的情況下，發(fā)電機機端電壓允許降至90%，電壓已降至極限值。

因此，單方面提高廠用電電壓，也不能增加發(fā)電機的進相深度，其進相深度會受到發(fā)電機定子電壓、定子電流、低勵限制等因素的影響。

4.2 采取的措施

從1號發(fā)電機進相試驗數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)：發(fā)電機在帶有功190 MW、152 MW、95 MW、0 MW，進相分別在30 000 Kvar、35 000 Kvar、40 000 Kvar、50 000 Kvar時，發(fā)電機機端電壓起始均較低。筆者建議調(diào)整1號主變變比。從目前的III檔調(diào)整到IV檔，從而可以適當提高發(fā)電機機端電壓，廠高變91CB、廠變81B檔位(III檔)不變，400 V母線電壓亦能提高。

調(diào)整1號主變檔位(Ⅲ檔調(diào)至Ⅳ檔)后，在現(xiàn)有系統(tǒng)最高電壓下，發(fā)電機機端電壓不會超過額定電壓, 廠用400 V母線電壓最高可以達到396 V，其電壓分析情況見表5。

通過調(diào)整1號主變檔位，重新進行了1號發(fā)電機進相運行試驗，試驗結(jié)果均滿足規(guī)范要求。

5 結(jié) 語

發(fā)電機進相運行試驗不合格時，不能單方面認為發(fā)電機存在問題、廠用電電壓低等，應該對試驗數(shù)據(jù)進行綜合分析，找出發(fā)電機進相運行試驗不合格的真正原因，采取有效措施加以解決，以滿足電網(wǎng)的要求。