2022年发电机的进相试验原理及措施.docx

精品学习资源发电机的进相运行，是由于系统电压太高，影响电能质量，而实行的一种运行方式；目的是为了让发电机吸取系统无功功率，从而达到降低系统电压作用，这是由调度部门下令执行的；发电机能不能进相运行，取决于发电机的无功进相才能；由于制造工艺和安装质量不一样，每台机的进相情形是不同的；每台机都必需单独做进相试验，然后得出在不同负荷下的进相深度，再将这些数据写入运行规程，一般情形都是这样的；在做进相试验时.先是维持发电机有功负荷某一固定值如空载， 50% ， 75% ，100%> ，再按要求的速度进行减磁 .直到励磁调剂器低励限制动作为止，记录各点的相关数据；目的是为了在不破坏机组静态稳固性前提下，得出机组对系统调压的才能；发电机进相运行是指发电机发出有功而吸取无功的稳固运行状态；属机组反常运行的一种状况；当发电机励磁系统由于AVR缘由或故障，或人为降低发电机的励磁电流过多，使发电机由发出感性无功 功率变为吸取系统感性无功功率，定子电流由滞后于机端电压变为 超前于机端电压运行，这就是发电机的进相运行；进相运行也就是 现场常常提到的欠励磁运行 <或低励磁运行）；此时，由于转子主磁通降低，引起发电机的励磁电势降低，使发电机无法向系统送出无 功功率，进相程度取决于励磁电流降低的程度；引起发电机进相运行的缘由引起发电机进相运行的缘由是低谷运行时，发电机无功负荷原已处于底限，当系统电压因故突然上升或有功负荷增加时，励磁电流自动降低引起进相； AVR失灵或误动、励磁系统其他设备发生了故障、人为操作使励磁电流降低较多等也会引起进相运行；发电机进相运行故障的处理处理方式如下：a）假如由于设备缘由引起进相运行，只要发电机尚未显现振荡或失步，可适当降低发电机的有功负荷，同时提高励磁电流，使发电机脱离进相状态，然后查明励磁电流降低的缘由； b）由于设备缘由不能使发电机复原正常运行时，应及早解列；因通常情形下，机组进相运行时，由于定子端部漏磁和由此引起的损耗要比调相运行时增大，所以定子铁芯端部邻近各金属部件温升较 高，简单发热，对系统电压也有影响； c）制造厂答应或经过特地试验确定能进相运行的发电机，如系统需要，在不影响电网稳固运行的前提下，可将功率因数提高到1 或在欢迎下载精品学习资源答应的进相状态下运行；此时，应严密监视发电机的运行工况，防止失步，尽早使发电机复原正常；此外，应留意高压厂用母线电压的监视，保证其安全；由于水轮发电机是凸极式结构，其纵轴和横轴同步电抗不相等，电磁功率中有附加重量，因而使它比汽轮发电机有较大的进相运行才能；发电机进相运行时为什么会引起定子端部温度上升？进相运行时由于助磁性的电枢反应，使发电机端部漏磁增加，端部漏磁引起定子端部温度上升，发电机端部漏磁通为定子绕组端部漏磁通和转子端部磁通的合成；进相运行时，由于两个磁场的相位关系使得合成磁通较非进相运行时大，导致定子端部温度上升；发电机进相运行时应留意什么？发电机进相运行时，主要应留意四个问题：1> 静态稳固性降低； 2> 端部漏磁引起定子端部温度上升； 3> 厂用电电压降低； 4> 由于机端电压降低在输出功率不变的情形下发电机定子电流增加，易造成过负荷；发电机进相运行的必要性超高压远距离输电网络不断扩大，导致系统无功增多，如220 kV 、330 kV 和 500 kV 级的架空线路，每公里对地的容性无功分别为130kvar 、400 kvar和 1 000 1 300 kvar；加之，为补偿系统高峰负荷时的无功不足，在电网中仍装设了肯定数量的电容器，这些 电容器有时难以适应系统调剂电压的需要而准时投切；因此，在节 假日或午夜等系统负荷处于低谷时，其过剩无功必导致电网电压升 高，甚至超过运行电压容许的规定值，不仅影响供电的电压质量， 仍会使电网损耗增加，经济效益下降；发电机进相运行能吸取网络 过剩的无功功率，降低系统电压；发电机进相运行是结合电力生产 需要而采纳的切实可行的运行技术，它可使发电机由转变运行工况 而达到降压的目的；仅是利用系统现有设备增加的一种调压手段， 便可扩大系统电压的调剂范畴，改善电网电压的运行状况；该方法 操作简便，在发电机进相运行限额范畴内运行牢靠，其平滑无级调 节电压的特点，更显示了它调剂电压的敏捷性，发电机进相运行是 改善电网电压质量最有效而又经济的必要措施之一；发电机进相运行的基本原理 :发电机正常运行时 , 向系统供应有功的同时仍供应无功, 定子电流滞后于端电压一个角度 , 此种状态即迟相运行 . 当逐步欢迎下载精品学习资源削减励磁电流使发电机从向系统供应无功而变为从系统吸取无功, 定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度, 此种状态即进相运行. 发电机进相运行时各电气参数是对称的，并且发电机仍保持同步转速，因而是属于发电机正常运行方式中功率因数变动时的一种运行工况，只是拓宽了发电机通常的运行范畴；同样，在答应的进相运行限额范畴内，只要电网需要是可以长期运行的；同步发电机在低有功情形下可以无励磁运行，此时发电机能保持同步运行，并吸取电网无功功率，但其定子电压要下降；发电机低有功无励磁运行是依靠反应转矩维护同步运行的，其电磁功率包含两部分，即基本电磁功率和附加电磁功率，基本电磁功率是由励磁电流打算的，附加电磁功率是由转子凸极效应确定的；当运行中失去励磁时，电磁功率仅有附加电磁功率，其最大值为对于凸极发电机 Xd Xq，故 P2m0；当有功功率很小时，该电磁功率足以克服制动转矩的作用而驱动发电机与电网保持同步；实 践证明，凸极发电机在无励磁运行时的电磁反应功率可达到额定容 量的 20左右，亦即发电机带有功 20 Pn 无励磁运行时不失步；此时转子绕组无直流电流又保持同步状态，故不在转子绕组及各部 件感应电流，不存在转子发热的问题；3 发电机进相运行的限制因素发电机进相运行会受到以下因素的限制：发电机的静稳固和 动稳固限制；发电机的暂态和动态稳固限制；低励磁不稳固的限制；4 进相运行试验讨论工作内容发电机进相运行试验讨论主要工作如下；4.1 改造了各试验电厂有关无功功率等表计发电机进相运行时，发电机吸取系统感性无功，无功功率为负，功率因数角由正变为负，功率因数具有双向性；而以前各电厂所装无功表计均为单向，且未装功率因数表，因此需改造单向无功功率因数表；4.2 发电机进相运行稳固性和电压无功讨论结果发电机进相试验应在系统低谷负荷时段电压偏高时进行，采纳四川电网正常运行状态下的小方式进行运算，为了提高发电机进相深度，减小发电机机端电压对进相深度的影响，一般将电厂升压变压器接头定于 4 档；在发电机进相运行试验前对其稳固极限和无功电压进行了运算；通过运算可知，每台发电机静稳固极限都是比较深的，暂态稳固极限略浅于静稳固极限，发电机进相在暂态稳固极限范畴内能将3 / 12欢迎下载精品学习资源系统电压降低至答应范畴，降压成效是非常显著的；4.3 发电机失磁异步运行时机理、现象及处理措施发电机在进相运行试验中，在励磁系统调试中有可能失磁，进相至较深的进相深度时也可能转入异步运行；因此，在试验前应讨论发电机失磁异步运行的机理、现象及处理措施；当发电机进相运行时，随着励磁电流下降，电磁转矩下降，在转子上就会显现转矩不平稳现象；试验讨论结果说明，发电机失磁 异步运行时，转子表面温度不会太高，其主要缘由为转子部件感 应电流频率较低，集肤效应不太严峻，涡流遍布于转子整体，不会 使转子局部显现高温；转子的转速不会无限制上升，这样可防止 转子超速可能引起的故障或事故；定子电压要下降，定子电流要增加，输出的有功至少要小于 <0.5 0.6 ） Pn，定子电流接近或略高于其额定值；定子边段铁芯和金属结构件温度会增加；当转子绕组开路失磁异步运行时，转子绕组会产生瞬时过电压和过电流，在甚低滑差 S 0.005 下异步运行时，其感应电压是较低的，不会危及转子绕组绝缘的安全运行；转子绕组在某种外接电阻下，其感 应电流可能会超过转子额定电流，但不行能达到很高的危急数值， 可能最高约为 1.5 倍额定电流值；依据以上试验讨论结果，发电机在进相试验中如发生失磁异步 运行，不应匆忙解列停机，应尽快增加励磁电流复原同步，如不能 复原同步，就应将有功减低至 <5060） Pn，同时增加励磁电流， 使发电机复原同步；科学技术方案新力热电有限公司1、2 号发电机组进相试验方案欢迎下载精品学习资源吉林省电力有限公司电力科学讨论院二六年六月密级：秘密质量记录号： QXT.L JDKJ1012002编号： 2006-01工程名称：新力热电有限公司 1、2号发电机组进相试验方案负责单位：吉林省电力有限公司电力科学讨论院托付单位：新力热电有限公司工程负责人：徐景彪主要参与人员：界金星 谢春瑰 赵利全编写：徐景彪 初 审：界金星审 定：吉林省电力有限公司电力科学讨论院马卫平欢迎下载精品学习资源新力热电有限公司吉林省电力调度中心曲振军批准：吉林省电力有限公司电力科学讨论院王振杰新力热电有限公司吉林省电力调度中心摘要表达了新力热电有限公司1、2号发电机组进相静态稳固试验的内容、方法及步骤；关键词： 发电机 进相 静态稳固试验AbstractThe all leading phase static-state stabilization testingcontents, means and processes of No.1 and No.2 generator set in Xinli Thermoelectric Power Co. LTD are recited.Keywords: Generator Leading phase Static-state stabilizationTest目录1 前言82 主设备参数 83 试验仪器及测录参数 84 试验应具备的条件及预备工作 8欢迎下载精品学习资源5 机组进相试验 96 试验组织分工 57 安全留意事项 5附件 1、2号发电机组进相试验前功率圆图运算结果11欢迎下载精品学习资源1 前言新力热电有限公司 1、2号发电机均系俄罗斯生产的 125 2型发电机，并列运行于该公司220kV 母线上，通过 220kV 热源甲、乙线与新力一次变相联；为了实现 1、 2号发电机进相运行，依据吉林省电力调度中心和新力热电有限公司的要求，特编制本进相试验方案，来确定机组实际的进相调压才能及进相深度，保证机组在进相运行时能够安全、稳固运行；本次进相试验，主要是测录1、2号发电机组在迟相和进相区的稳态参数，然后依据发电机变参数模型，运算出机组的进相稳固范畴；2 主设备参数2.1 发电机型式： 125 2 额定有功功率：125MW额定功率因数：0.85额定定子电压：10.5 kV额定定子电流：8086A额定转子电流：1850A纵轴同步电抗：定子漏电抗：203.72.2 主变压器形式：SFP9 150000/220额定容量：150 MV A额定电压：2422×2.5 /1±0.5 kV短路阻抗：13.3 2.3 PT及CT变比发电机出口 PT：10/0.1kV 6kV 厂用母线 PT：6/0.1kV220kV 母线PT：2200.1kV发电机测量 CT ：10000/5A3 试验仪器及测录参数3.1 试验仪器： ETM 61型电力参数采集仪<01000204 号）；3.2接入参量：发电机定子三相电压、定子三相电流、转子电流、转速信号，220kV 母线电压，6kV 厂用母线电压；4 试验应具备的条件及预备工作4.1 发电机功角表及发电机双向无功功率变送器已经装好并经过检验；4.2 励磁调剂器运行正常，增、减励磁调剂应精确；4.3 6kV 厂用母线工、备电源切换正常；4.4汽机、锅炉能承担发电机甩负荷的冲击，发电机甩负荷后应能维护空载运行，并具备短时欢迎下载精品学习资源间内重新并网的才能；4.5 请新力热电有限公司依据4.4项条款，做好机组进相试验事故预想及措施；4.6请新力热电有限公司与省调确定详细试验日期和时间，并由省调通知相邻一次变电所，确保试验过程中系统安全运行；4.7 在发电机停机时，接好试验所用仪器；4.8将发电机失磁爱护、调剂器低励限制单元及振荡解列装置退出，机组其它爱护按正常方式投运；4.9 机组在并网前，请值长通知试验人员，以便对录波仪的和 IL进行标定；4.10发电机按正常方式升压并网，并带负荷至60MW ，励磁调剂器在自动通道，6kV 厂用母线由高厂变供电运行；4.11假如两台机组同时运行，就当一台机组试验时，将另一台机组机的励磁调剂器掌握方式改为“FCR”运行 <手动掌握）；4.12机组在进相试验前，要将试验机组和非试验机组的无功调至最大,详细数值视当时情形由试验指挥来定；5 机组进相试验5.1 调剂器在自动通道，将发电机有功功率保持在60MW ；5.2分阶段削减发电机励磁，发电机无功功率每削减10MVar< 进相区 5MVar ）并稳固之后，测录一次发电机运行参数，直至发电机无功功率不低于-36MVar 、发电机定子电压不低于9.8kV 、 6kV 厂用母线电压不低于 5.9kV 、380V 厂用母线电压不低于 370V 为止；5.3增加发电机励磁，将发电机调至迟相区正常运行点，将发电机有功功率调整并保持在80M W；5.4缓慢增加发电机励磁至发电机无功功率不高于50MVar 、发电机定子电压不高于11kV 并稳固之后，测录发电机运行参数；5.5分阶段削减发电机励磁，发电机无功功率每削减10MVar< 进相区 5MVar ）并稳固之后，测录一次发电机运行参数，直至发电机无功功率不低于-29MVar 、发电机定子电压不低于9.8kV 、 6kV 厂用母线电压不低于 5.9kV 、380V 厂用母线电压不低于 370V 为止；5.6增加发电机励磁，将发电机调至迟相区正常运行点，将发电机有功功率调整并保持在100M W；5.7缓慢增加发电机励磁至发电机无功功率不高于50MVar 、发电机定子电压不高于11kV 并稳固之后，测录发电机运行参数；欢迎下载精品学习资源5.8分阶段削减发电机励磁，发电机无功功率每削减10MVar< 进相区 5MVar ）并稳固之后，测录一次发电机运行参数，直至发电机无功功率不低于-20MVar 、发电机定子电压不低于9.8kV 、 6kV 厂用母线电压不低于 5.9kV 、380V 厂用母线电压不低于 370V 为止；5.9增加发电机励磁，将发电机调至迟相区正常运行点，将发电机有功功率调整并保持在125M W；5.10缓慢增加发电机励磁至发电机无功功率不高于50MVar 、发电机定子电压不高于11kV 并稳固之后，测录发电机运行参数；5.11分阶段削减发电机励磁，发电机无功功率每削减10MVar< 进相区 5MVar ）并稳固之后，测录一次发电机运行参数，直至发电机无功功率不低于-10MVar 、发电机定子电压不低于9.8kV 、 6kV 厂用母线电压不低于 5.9kV 、380V 厂用母线电压不低于 370V 为止；5.12 增加发电机励磁，将发电机调至迟相区正常运行点；5.13投入发电机失磁爱护、调剂器低励限制单元及振荡解列装置，将另一台机组的励磁调剂器投入 “自动 ”组运行；5.14 拆除试验接线，试验终止；6 试验组织分工6.1 整个试验由省电科院统一指挥；6.2 省电科院负责试验仪器接线，新力热电有限责任公司协作；6.3 省电力调度中心负责试验期间的机组出力调度；6.4 新力热电有限公司负责整个试验过程中的运行设备操作；6.5 省电科院负责各项试验、数据处理、运算分析及编写试验报告；7安全留意事项7.1 全部参与本试验的人员均应熟识本试验方案，做到心中有数；7.2 试验要统一指挥，各司其职，时刻留意保证人身和设备的安全；7.3试验中调整操作的值班员应由有体会的人员担任，该值班员应熟识机组励磁调剂器的性能及操作；7.4在机组进相区内进行减磁操作过程中，当停止减励磁情形下发电机功角连续增加时，说明发电机已达到失稳点，此时应快加励磁以维护发电机组运行稳固；7.5在机组进相试验过程中，假如发生气端电压、无功、励磁电流等参数摇摆或其它反常现象，应立刻停止试验并复原发电机正常运行工况，待问题查清并解决后再连续进行试验；7.6在整个试验过程中，应掌握好发电机冷却系统的运行，留意监视发电机定子线圈及定子铁芯温度，以保证不超过答应温升的限制；欢迎下载精品学习资源7.7运行当班人员做好事故预想及安全措施，并在试验地点邻近的运行设备挂上“正在运行 ”标志；7.8 试验终止后拆除试验接线时，应特殊留意防止CT 开路和 PT短路及爱护误动；7.9安全负责人：徐景彪及当值值长；附件 1、2号发电机组进相试验前功率圆图运算结果运算条件： 220kV系统电压： 242kV；并列机出力 88j20MVA；稳态参数测定试验电压掌握范畴，发电机9.8 11kV，系统 250kV；静稳极限为 70°；PMW>进相静稳极限范畴进相电压掌握范畴迟相电压掌握范畴MVar>kV> kA> °>kV>MVar> kV> kA附表 发电机进相试验前功率圆图运算数据QUIU220QUIU220QUIU220> °> kV> MVar>kV> kA> °>kV>121-18.7 10.12 6.98 70.0239.9-18.710.12 6.4370.0 239.955.511.0 6.98 43.3 244.70110-22.210.06.43 70.0 239.83-22.210.06.43 70.0239.854.311.06.44 40.6 244.5799-25.8108.05.88 70.0 239.74-25.8108.05.88 70.02339.753.1110.05.90 37.9 244.6488-29.4105.05.35 70.0 239.64-29.4105.05.35 70.02349.652.1110.05.37 34.9 244.6977-33.09.1984.85 70.0 239.53-33.09.1984.85 70.02349.551.1110.04.85 31.6 244.7566-36.59.944.38 70.0 239.39-36.59.944.38 70.02339.350.3110.04.36 28.0 244.7955-40.19.913.97 70.0 239.24-40.19.913.97 70.02399.249.6110.03.89 24.0 244.8344-43.69.873.62 70.0 239.07-43.69.873.62 70.02349.049.1110.03.46 19.7 244.8733-47.19.823.38 70.0 238.89-47.19.823.38 70.02378.848.7110.03.09 15.1 244.9022-50.69.783.26 70.0 238.69-49.19.803.17 66.32398.748.4110.02.79 10.2 244.9211-54.09.733.27 70.0 238.47-49.39.80 2.98 49.22398.848.3110.02.605.1 244.931-57.19.693.40 70.0 238.25-49.39.80 2.916.02318.848.3110.02.530.5 244.9410欢迎下载精品学习资源12111099）WM88（77P率功功有机电发6655443322110-60-50-40-30-20-100102030405060发电机无功功率 Q（MVar）附图 1、2号发电机功率圆图运算曲线欢迎下载