發(fā)電機進相運行淺析

1、發(fā)電機進相運行淺析 【摘要】發(fā)電機進相運行能吸收電網(wǎng)過剩的無功功率，降低系統(tǒng)電壓。它是利用系統(tǒng)現(xiàn)有設(shè)備增加的一種調(diào)壓手段，達到擴大系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)范圍，改善電網(wǎng)電壓的運行狀況。該方法操作簡便。在發(fā)電機進相運行限額范圍內(nèi)運行可靠，其平滑無級調(diào)節(jié)電壓的特點，更顯示了它調(diào)節(jié)電壓的靈活性。發(fā)電機進相運行是改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量有效而且經(jīng)濟的重要措施。 【關(guān)鍵詞】進相運行 試驗 調(diào)節(jié)電壓 1.發(fā)電機進相運行簡介 發(fā)電機的進相運行方式，是一種同步低勵磁的穩(wěn)定正常運行方式。相對于定子電流I落后于定子電壓UG的滯相運行而言，進相運行時的功率因數(shù)角是超前的，既定子電流I超前于定子電壓UG。 設(shè)其端電壓UG（定子電壓）保

2、持恒定，并設(shè)發(fā)電機內(nèi)電勢為Eq，定子電流為I，功率因數(shù)角為，功角為，發(fā)電機同步電抗為Xd。如果調(diào)節(jié)勵磁電流If，Eq隨之變化，功率因數(shù)角也發(fā)生變化。如增加勵磁電流If，Eq變大，此時發(fā)電機負荷電流I產(chǎn)生去磁電樞反應(yīng)，功率因數(shù)角是滯后的，即定子電流I滯后于定子電壓UG，發(fā)電機向系統(tǒng)輸送有功功率和無功功率，這種運行狀態(tài)稱為滯相運行，如圖1（a）所示。反之，如果減小勵磁電流If，使發(fā)電機內(nèi)電勢Eq減小，發(fā)電機負荷電流I產(chǎn)生助磁電樞反應(yīng)，功率因數(shù)角變?yōu)槌暗模炊ㄗ与娏鱅超前定子電壓UG，發(fā)電機向系統(tǒng)輸送有功功率，但吸收無功功率，這種運行狀態(tài)稱為進相運行，如圖1（b）所示。 2.發(fā)電機進相運行的必要性

3、 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展需要，超高壓遠距離輸電網(wǎng)絡(luò)不斷擴大，導(dǎo)致系統(tǒng)無功增多。如220 KV、330KV和500 KV級的架空線路，每公里對地的容性無功分別為130KVar、400kvar和10001300 KVar。加之為彌補系統(tǒng)負荷高峰時的無功不足，在電網(wǎng)中還裝設(shè)了一定數(shù)量的電容器。這些電容器有時難以適應(yīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電壓的需要而及時投切。因此，在節(jié)假日或午夜等系統(tǒng)負荷處于低谷時，其過剩無功必導(dǎo)致電網(wǎng)電壓升高，甚至超過運行電壓容許的規(guī)定值。不僅影響供電的電壓質(zhì)量，還會使電網(wǎng)損耗增加，經(jīng)濟效益下降。 發(fā)電機進相運行能吸收電網(wǎng)過剩的無功功率，降低系統(tǒng)電壓。發(fā)電機進相運行是結(jié)合電力生產(chǎn)需要而采用的切實可行

4、的運行技術(shù)。它是利用系統(tǒng)現(xiàn)有設(shè)備增加的一種調(diào)壓手段，達到擴大系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)范圍，改善電網(wǎng)電壓的運行狀況。 該方法操作簡便。在發(fā)電機進相運行限額范圍內(nèi)運行可靠，其平滑無級調(diào)節(jié)電壓的特點，更顯示了它調(diào)節(jié)電壓的靈活性。發(fā)電機進相運行是改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量有效而且經(jīng)濟的必要措施之一。 華北電網(wǎng)要求：并入京津唐及華北電網(wǎng)的90MW及以上容量機組（含新并網(wǎng)機組）均應(yīng)具備進相運行能力。應(yīng)能夠在進相工況下功率因數(shù)達到0.97以上安全運行。 3.發(fā)電機進相運行的影響因素 影響發(fā)電機進相運行的因素有四個：一為發(fā)電機靜態(tài)穩(wěn)定性降低；二為發(fā)電機端部漏磁引起的定子發(fā)熱；三為發(fā)電機端電壓下降導(dǎo)致廠用母線電壓降低；四為發(fā)電機過

5、負荷。 3.1靜態(tài)穩(wěn)定性降低問題： 當(dāng)發(fā)電機的輸入功率受到一些微小的擾動，發(fā)生瞬時的增大或減小時，如果不考慮調(diào)節(jié)器的作用，發(fā)電機能在瞬時擾動后很快恢復(fù)到原來的平衡運行狀態(tài)，這稱為發(fā)電機的靜態(tài)穩(wěn)定。反之，稱為靜態(tài)不穩(wěn)定。 電機理論表明，發(fā)電機在進相運行時，其靜態(tài)穩(wěn)定性降低。隨著發(fā)電機勵磁電流的減小，進相深度的增加，其功角逐漸加大，當(dāng)功角達到接近90時，發(fā)電機將達到其靜態(tài)穩(wěn)定極限，此時若再減小勵磁電流，則發(fā)電機將會失去穩(wěn)定。實際上，發(fā)電機進相運行時，由靜穩(wěn)定決定的安全極限還與有無自動電壓調(diào)節(jié)器有關(guān)，當(dāng)發(fā)電機帶自動電壓調(diào)節(jié)器時，其穩(wěn)定性大大提高，理論穩(wěn)定極限將高于90。 3.4由于機端電壓降低在輸出

6、功率不變的情況下發(fā)電機定子電流增加，易造成過負荷。 記錄數(shù)據(jù)見表1，在各種工況下，最大進相深度時，定子電流均未超過發(fā)電機額定定子電流值（定子額定電流：6470A）。定子電流不是本次進相試驗的限制條件。 4.發(fā)電機進相運行試驗 發(fā)電機在進行進相運行前，必須做進相運行試驗，確認發(fā)電機安全進相深度。發(fā)電機進相運行試驗時應(yīng)注意以下事項。 4.1發(fā)電機進相運行時，發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)運行在自動方式，發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器低勵限制器及發(fā)電機失磁保護投運正常。 4.2發(fā)電機進相運行時，應(yīng)按值長命令調(diào)節(jié)發(fā)電機進相深度。 4.3在增、減發(fā)電機勵磁時，速度要緩慢，切忌快速大幅度調(diào)節(jié)，進相運行的限制值控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，且

7、始終保持小于低勵限制動作值。 4.4在降低發(fā)電機勵磁時，若低勵限制器動作，應(yīng)立即停止降低發(fā)電機勵磁，適當(dāng)增加發(fā)電機勵磁。 4.5發(fā)電機進相運行時，要注意監(jiān)視發(fā)電機的靜穩(wěn)定情況，發(fā)電機各表記指示正常無擺動，防止發(fā)電機失步發(fā)生。 4.6發(fā)電機進相運行時，應(yīng)嚴密監(jiān)視發(fā)電機定子鐵芯端部的溫升，防止發(fā)電機過熱的發(fā)生，鐵芯端部（即背部）的溫度不超過120、銅屏蔽齒壓板（即鐵芯夾）溫度不超過120 。 4.7發(fā)電機進相運行時，廠用電壓不應(yīng)低于額定值的95% （380V各段最低電壓不低于361V），發(fā)電機定子電壓不應(yīng)低于額定值的95%，進相運行期間應(yīng)保持發(fā)電機定子電流不超過額定值。此次試驗中即為主要限制條件。 4.8發(fā)電機進相運行時，如發(fā)現(xiàn)其它運行機組有功、無功有明顯的擺動現(xiàn)象時應(yīng)即刻增加該發(fā)電機勵磁電流，同時匯報值長，恢復(fù)該發(fā)電機滯相運行。 4.9發(fā)電機進相運行時，若因網(wǎng)上出現(xiàn)跳機等原因引起網(wǎng)上無功大幅波動，不應(yīng)干涉發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)器動作。 4.10當(dāng)網(wǎng)上電壓正常后，應(yīng)根據(jù)值長命令恢復(fù)發(fā)電機滯相運行。 5.結(jié)論 通過試驗證明影響發(fā)電機進相運行的四個因素有三個不構(gòu)成這臺機組進相運行的限制條件，只是在進相深度較深時，廠用電電壓接近允許最低值為361V，因此該機組進相深度不能超過該項試驗值。在此范圍內(nèi)進相運行是