發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行淺析

1、發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行淺析 【摘要】發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)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(dá)到擴(kuò)大系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)范圍，改善電網(wǎng)電壓的運(yùn)行狀況。該方法操作簡便。在發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行限額范圍內(nèi)運(yùn)行可靠，其平滑無級調(diào)節(jié)電壓的特點(diǎn)，更顯示了它調(diào)節(jié)電壓的靈活性。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行是改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量有效而且經(jīng)濟(jì)的重要措施。 【關(guān)鍵詞】進(jìn)相運(yùn)行 試驗(yàn) 調(diào)節(jié)電壓 1.發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行簡介 發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行方式，是一種同步低勵(lì)磁的穩(wěn)定正常運(yùn)行方式。相對于定子電流I落后于定子電壓UG的滯相運(yùn)行而言，進(jìn)相運(yùn)行時(shí)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(jī)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(jī)同步電抗為Xd。如果調(diào)節(jié)勵(lì)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(lì)磁電流If，Eq變大，此時(shí)發(fā)電機(jī)負(fù)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(jī)向系統(tǒng)輸送有功功率和無功功率，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為滯相運(yùn)行，如圖1（a）所示。反之，如果減小勵(lì)磁電流If，使發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢Eq減小，發(fā)電機(jī)負(fù)荷電流I產(chǎn)生助磁電樞反應(yīng)，功率因數(shù)角變?yōu)槌暗?，即定子電流I超前定子電壓UG，發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸送有功功率，但吸收無功功率，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為進(jìn)相運(yùn)行，如圖1（b）所示。 2.發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的必要性

3、 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)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(bǔ)系統(tǒng)負(fù)荷高峰時(shí)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(shí)難以適應(yīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電壓的需要而及時(shí)投切。因此，在節(jié)假日或午夜等系統(tǒng)負(fù)荷處于低谷時(shí)，其過剩無功必導(dǎo)致電網(wǎng)電壓升高，甚至超過運(yùn)行電壓容許的規(guī)定值。不僅影響供電的電壓質(zhì)量，還會(huì)使電網(wǎng)損耗增加，經(jīng)濟(jì)效益下降。 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)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(jī)進(jìn)相運(yùn)行是結(jié)合電力生產(chǎn)需要而采用的切實(shí)可行

4、的運(yùn)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(dá)到擴(kuò)大系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)范圍，改善電網(wǎng)電壓的運(yùn)行狀況。 該方法操作簡便。在發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行限額范圍內(nèi)運(yùn)行可靠，其平滑無級調(diào)節(jié)電壓的特點(diǎn)，更顯示了它調(diào)節(jié)電壓的靈活性。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行是改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量有效而且經(jīng)濟(jì)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(jī)組（含新并網(wǎng)機(jī)組）均應(yīng)具備進(jìn)相運(yùn)行能力。應(yīng)能夠在進(jìn)相工況下功率因數(shù)達(dá)到0.97以上安全運(yùn)行。 3.發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的影響因素 影響發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的因素有四個(gè)：一為發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定性降低；二為發(fā)電機(jī)端部漏磁引起的定子發(fā)熱；三為發(fā)電機(jī)端電壓下降導(dǎo)致廠用母線電壓降低；四為發(fā)電機(jī)過

5、負(fù)荷。 3.1靜態(tài)穩(wěn)定性降低問題： 當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸入功率受到一些微小的擾動(dòng)，發(fā)生瞬時(shí)的增大或減小時(shí)，如果不考慮調(diào)節(jié)器的作用，發(fā)電機(jī)能在瞬時(shí)擾動(dòng)后很快恢復(fù)到原來的平衡運(yùn)行狀態(tài)，這稱為發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定。反之，稱為靜態(tài)不穩(wěn)定。 電機(jī)理論表明，發(fā)電機(jī)在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，其靜態(tài)穩(wěn)定性降低。隨著發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的減小，進(jìn)相深度的增加，其功角逐漸加大，當(dāng)功角達(dá)到接近90時(shí)，發(fā)電機(jī)將達(dá)到其靜態(tài)穩(wěn)定極限，此時(shí)若再減小勵(lì)磁電流，則發(fā)電機(jī)將會(huì)失去穩(wěn)定。實(shí)際上，發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，由靜穩(wěn)定決定的安全極限還與有無自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器有關(guān)，當(dāng)發(fā)電機(jī)帶自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器時(shí)，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(jī)端電壓降低在輸出

6、功率不變的情況下發(fā)電機(jī)定子電流增加，易造成過負(fù)荷。 記錄數(shù)據(jù)見表1，在各種工況下，最大進(jìn)相深度時(shí)，定子電流均未超過發(fā)電機(jī)額定定子電流值（定子額定電流：6470A）。定子電流不是本次進(jìn)相試驗(yàn)的限制條件。 4.發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn) 發(fā)電機(jī)在進(jìn)行進(jìn)相運(yùn)行前，必須做進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)，確認(rèn)發(fā)電機(jī)安全進(jìn)相深度。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。 4.1發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)運(yùn)行在自動(dòng)方式，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器低勵(lì)限制器及發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)投運(yùn)正常。 4.2發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，應(yīng)按值長命令調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度。 4.3在增、減發(fā)電機(jī)勵(lì)磁時(shí)，速度要緩慢，切忌快速大幅度調(diào)節(jié)，進(jìn)相運(yùn)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(lì)限制動(dòng)作值。 4.4在降低發(fā)電機(jī)勵(lì)磁時(shí)，若低勵(lì)限制器動(dòng)作，應(yīng)立即停止降低發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，適當(dāng)增加發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。 4.5發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，要注意監(jiān)視發(fā)電機(jī)的靜穩(wěn)定情況，發(fā)電機(jī)各表記指示正常無擺動(dòng)，防止發(fā)電機(jī)失步發(fā)生。 4.6發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視發(fā)電機(jī)定子鐵芯端部的溫升，防止發(fā)電機(jī)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(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，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(jī)定子電壓不應(yīng)低于額定值的95%，進(jìn)相運(yùn)行期間應(yīng)保持發(fā)電機(jī)定子電流不超過額定值。此次試驗(yàn)中即為主要限制條件。 4.8發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，如發(fā)現(xiàn)其它運(yùn)行機(jī)組有功、無功有明顯的擺動(dòng)現(xiàn)象時(shí)應(yīng)即刻增加該發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，同時(shí)匯報(bào)值長，恢復(fù)該發(fā)電機(jī)滯相運(yùn)行。 4.9發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，若因網(wǎng)上出現(xiàn)跳機(jī)等原因引起網(wǎng)上無功大幅波動(dòng)，不應(yīng)干涉發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器動(dòng)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(jī)滯相運(yùn)行。 5.結(jié)論 通過試驗(yàn)證明影響發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的四個(gè)因素有三個(gè)不構(gòu)成這臺(tái)機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行的限制條件，只是在進(jìn)相深度較深時(shí)，廠用電電壓接近允許最低值為361V，因此該機(jī)組進(jìn)相深度不能超過該項(xiàng)試驗(yàn)值。在此范圍內(nèi)進(jìn)相運(yùn)行是