發(fā)電機(jī)并列點(diǎn)TV變比調(diào)整可行性分析及處理

方元

摘 要：某廠發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有無功功率過高現(xiàn)象，造成并網(wǎng)延誤且并網(wǎng)后阻礙有功功率的增加，造成其大范圍的波動(dòng)，容易引起逆功率動(dòng)作，影響發(fā)電機(jī)并網(wǎng)安全性。本文就此進(jìn)行探討分析，提出了相應(yīng)的解決方案，使該問題得到了解決。

0 引言

某電廠發(fā)電機(jī)在達(dá)到并網(wǎng)條件3000轉(zhuǎn)投入自動(dòng)同期裝置后，出現(xiàn)無功功率最長越2min的調(diào)節(jié)時(shí)間；并網(wǎng)后也只能帶2MW左右的有功負(fù)荷，不但無法自動(dòng)升負(fù)荷，而且負(fù)荷波動(dòng)較大，持續(xù)時(shí)間最長約3min左右，此時(shí)發(fā)電機(jī)負(fù)荷仍在2MW以下，機(jī)組負(fù)荷可能低過-2.25MW出現(xiàn)逆功率跳機(jī)，影響發(fā)電機(jī)并網(wǎng)可靠性與安全性，對該廠安全運(yùn)行帶來隱患。在調(diào)度負(fù)荷曲線達(dá)標(biāo)越來越精準(zhǔn)的要求下，經(jīng)與同類型發(fā)電機(jī)同期參數(shù)的對比分析，找到了解決問題的方法。

1 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)階段相關(guān)參數(shù)比較分析

該電廠有兩臺BDAX9-450ERH發(fā)電機(jī)，其中一臺并網(wǎng)過程正常，我們分別采集了2臺號發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前后的相關(guān)數(shù)據(jù)，見表1、表2。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以看出2號發(fā)電機(jī)所采集的系統(tǒng)電壓為15.1kV， 2#發(fā)電機(jī)啟動(dòng)至空載滿速待并網(wǎng)前，發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓為15.0kV，頻率為50Hz，滿足并網(wǎng)條件。發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)，其暫態(tài)過程很短，相對的系統(tǒng)擾動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)就小。而1#發(fā)電機(jī)所采集的系統(tǒng)電壓偏高，為15.5kV左右，1#發(fā)電機(jī)啟動(dòng)至空載滿速待并網(wǎng)前，發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓為14.9～15kV，頻率為50Hz，當(dāng)投入同期卡后，由于此時(shí)1#發(fā)電機(jī)所采對比系統(tǒng)電壓為15.5kv，頻率為50Hz，那么同期調(diào)節(jié)就需向1#發(fā)電機(jī)發(fā)出增加勵(lì)磁，抬高發(fā)電機(jī)的端電壓，一直到1#發(fā)電機(jī)的端電壓抬升至15.5kV，這時(shí)為了滿足并網(wǎng)條件，從而延長了并網(wǎng)時(shí)間。當(dāng)并網(wǎng)條件滿足，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后勵(lì)磁電流很大，這時(shí)發(fā)電機(jī)發(fā)出大量的無功，最大時(shí)為46～56MVar，比機(jī)組帶基本負(fù)荷時(shí)的無功功率還大，而此時(shí)降無功減勵(lì)磁又會(huì)降低發(fā)電機(jī)的端電壓，發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓U同步降低，這樣發(fā)電機(jī)視在功率S=UI降低，由功率三角形可以知道有功功率P=Scosφ，正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，S的減小與cosφ的增大可以抵消保證有功不變，此時(shí)在并網(wǎng)后一段時(shí)間內(nèi)相交差φ從接近90度向接近0度緩慢變化，因此發(fā)電機(jī)就不能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)，其暫態(tài)過程較長，發(fā)電機(jī)功角δ接近于0度，機(jī)端相角φ接近90度，此時(shí)磁場間力矩平衡調(diào)整能力差，cosφ不能有效增大，很容易導(dǎo)致有功P下降，反映在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上為定子磁場對轉(zhuǎn)子磁場的制動(dòng)力矩小于轉(zhuǎn)子的原動(dòng)力矩，暫態(tài)無法達(dá)到力學(xué)平衡，所以并網(wǎng)后也只能帶2MW左右的有功，負(fù)荷上升緩慢且波動(dòng)大，持續(xù)時(shí)間較長，該廠逆功率保護(hù)設(shè)定值為P=-5%Pn，（P=-6MW）延時(shí)3S保護(hù)動(dòng)作，跳發(fā)電機(jī)出口開關(guān)及勵(lì)磁開關(guān)。正常時(shí)負(fù)荷變化為 3MW左右，并網(wǎng)時(shí)負(fù)荷波動(dòng)為10MW左右，所以發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)暫態(tài)過程越長，逆功率保護(hù)動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)就越大。

根據(jù)檢查對比1號、2號機(jī)并列點(diǎn)TV變比采集量，相對于同一個(gè)220kV系統(tǒng)采集電壓為235kV時(shí)，1號機(jī)采集量為15.5kV，2號機(jī)采集量為15.0kV，說明該并列點(diǎn)是產(chǎn)生問題的源頭。

2 現(xiàn)階段發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過程中必須重視的問題

該廠發(fā)電機(jī)屬于小型機(jī)，發(fā)電機(jī)事先未經(jīng)勵(lì)磁， 采用將轉(zhuǎn)速提到95%同步轉(zhuǎn)速時(shí)，勵(lì)磁開關(guān)自動(dòng)合上，建立機(jī)端電壓準(zhǔn)備并網(wǎng)的模式。其優(yōu)點(diǎn)在于快速、方便、控制簡單，其缺點(diǎn)為沖擊電流大、引起系統(tǒng)電壓突降?，F(xiàn)發(fā)電廠的控制方式大多采用的自動(dòng)控制，這就要求同期裝置必須要有較高的自動(dòng)化水平，來獨(dú)立完成發(fā)電機(jī)的同期并網(wǎng)操作。由此，在該廠近來并網(wǎng)操作過程中，必須引起重視以下問題：

并列點(diǎn)TV變比的偏差因素，習(xí)慣上人們都把TV次級電壓為100V時(shí)認(rèn)定為額定電壓，事實(shí)上由于TV變比的選擇常常出現(xiàn)當(dāng)TV初級電壓為額定值時(shí)，而次級電壓卻不是100V，因此在整定同期裝置的允許電壓差時(shí)要以TV次級的真實(shí)額定電壓值為依據(jù)。

并網(wǎng)時(shí)間延長，由于并列點(diǎn)TV變比的偏差因素，造成勵(lì)磁調(diào)節(jié)的時(shí)間過長，從而拖長并網(wǎng)時(shí)間帶來無法預(yù)計(jì)的后果，并且機(jī)組空轉(zhuǎn)損耗也會(huì)造成能源浪費(fèi)，影響運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

無功功率過高，無功功率會(huì)導(dǎo)致電流增大，使設(shè)備和線路的損耗增加；視在功率增加，導(dǎo)致系統(tǒng)有功容量下降。

3 結(jié)束語

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)是發(fā)電廠的一項(xiàng)重大操作，它直接涉及到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定及發(fā)電機(jī)的安全，每次并網(wǎng)沖擊的累積將會(huì)給發(fā)電機(jī)造一定的傷害。并列點(diǎn)TV變比抽頭的調(diào)整直接影響著發(fā)電機(jī)的安全與壽命，對節(jié)約能源也是不可忽視的。發(fā)電廠同期裝置自動(dòng)化水平的提高，直接體現(xiàn)在并網(wǎng)質(zhì)量的提高，這樣不僅可以使電力系統(tǒng)的安全性大幅度提高，還將創(chuàng)造非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]高洪興.淺析發(fā)電廠的同期裝置[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2009，07：71-72.