發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行穩(wěn)定性分析

摘 要：結(jié)合發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的數(shù)據(jù)，分析發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)對(duì)定子繞組溫度、廠用電壓、發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定性的影響，論證發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：進(jìn)相；無(wú)功功率；靜態(tài)穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)： V233.3+22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1設(shè)備特點(diǎn)

神華國(guó)華北京熱電分公司兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組由德國(guó)ABB公司制造，額定視在功率為235000kVA，額定功率因數(shù)為0.85，定子電流7538A，轉(zhuǎn)子電流1249A，電壓298V，勵(lì)磁系統(tǒng)為ABB公司配套生產(chǎn)的自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)，三組可控硅整流并聯(lián)運(yùn)行，為發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流。

2機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行現(xiàn)狀

2.1發(fā)電機(jī)組進(jìn)相原理

發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行是通過(guò)減小勵(lì)磁電流使發(fā)動(dòng)機(jī)由發(fā)出感性無(wú)功功率變?yōu)槲崭行詿o(wú)功功率，也就是發(fā)出容性無(wú)功功率。以消耗電網(wǎng)內(nèi)過(guò)剩的無(wú)功功率，使電網(wǎng)電壓維持在合理的水平，我們稱發(fā)電機(jī)這種運(yùn)行狀態(tài)為進(jìn)相運(yùn)行。

2.2電網(wǎng)特點(diǎn)對(duì)機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行的要求

神華國(guó)華北京熱電分公司地處京津塘電網(wǎng)負(fù)荷中心區(qū)，是北京地區(qū)負(fù)荷有力的電源支撐點(diǎn)。由于京津塘電網(wǎng)負(fù)荷多以民用電為主，電網(wǎng)負(fù)荷受氣溫影響較為突出，在氣溫較高的夏季，制冷空調(diào)負(fù)荷較大，電網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷水平較高，所以基本不存在發(fā)電機(jī)組進(jìn)相調(diào)壓的現(xiàn)象。春秋兩季電網(wǎng)內(nèi)的空調(diào)負(fù)荷很小，電網(wǎng)內(nèi)無(wú)功功率無(wú)法消耗，使電網(wǎng)電壓維持在很高的數(shù)值，因此在負(fù)荷低谷時(shí)段，要利用發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，從電網(wǎng)內(nèi)吸收多余的無(wú)功功率，保證電網(wǎng)電壓在規(guī)定值內(nèi)。

2.3發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行現(xiàn)狀。

隨著夏季高溫天氣的結(jié)束，電網(wǎng)在低谷時(shí)段無(wú)功負(fù)荷很少，使此時(shí)段的電網(wǎng)電壓超過(guò)了規(guī)定限值。作為負(fù)荷中心區(qū)的電源點(diǎn)，網(wǎng)調(diào)要求我廠采用逆調(diào)壓的方式調(diào)壓，所謂逆調(diào)壓就是負(fù)荷高峰時(shí)段維持電壓高限運(yùn)行，負(fù)荷低谷時(shí)段維持電壓靠下限運(yùn)行。在負(fù)荷低谷時(shí)段電網(wǎng)電壓超過(guò)115kV時(shí)發(fā)電機(jī)應(yīng)進(jìn)相運(yùn)行，以保證電網(wǎng)電壓在合格范圍內(nèi)。表一為進(jìn)入9月份以來(lái)我廠發(fā)電機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行情況。從中可以看出我廠發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行呈現(xiàn)出進(jìn)相運(yùn)行次數(shù)多、進(jìn)相深度大的特點(diǎn)。

3機(jī)組進(jìn)相穩(wěn)定性分析。

3.1機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行對(duì)定子繞組溫升的影響

發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，定子電壓下降，電流增加，導(dǎo)致定子繞組溫度升高，根據(jù)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，發(fā)電機(jī)定子繞組最高不超過(guò)110℃，而根據(jù)實(shí)際運(yùn)行觀察和運(yùn)行數(shù)據(jù)來(lái)看，當(dāng)發(fā)電機(jī)在極限進(jìn)相工況或接近極限進(jìn)相工況下運(yùn)行時(shí)定子繞組的溫度均在運(yùn)行規(guī)程規(guī)定范圍之內(nèi)，并有很大裕度，這說(shuō)明發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行對(duì)定子繞組安全運(yùn)行不構(gòu)成影響。

3.2機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行對(duì)廠用電壓的影響

發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)受機(jī)端電壓下降的影響，廠用母線電壓也會(huì)相應(yīng)降低。廠用電壓降低則廠用電動(dòng)機(jī)出力會(huì)下降，如果電壓過(guò)低廠用電動(dòng)機(jī)的出力大幅下降，會(huì)對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行產(chǎn)生威脅?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，定子電壓不得低于17.1kV，6kV母線電壓不得低于5.7kV，380V母線電壓不得低于361V。表四所列數(shù)值為機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行時(shí)廠用電壓情況，從表中可以看出機(jī)組在Cosφ為-0.97以內(nèi)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，廠用電壓滿足規(guī)程規(guī)定，可以保證廠用電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行，對(duì)廠用電不構(gòu)成影響。

3.3機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行時(shí)對(duì)靜態(tài)穩(wěn)定性的影響

發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行是通過(guò)減小勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)進(jìn)入“欠勵(lì)”運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)減小，有功輸出恒定不變而功率角增大更靠近90°極限值，發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定能力下降，易進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)合發(fā)電機(jī)的V形圖（圖1）可以看出當(dāng)發(fā)電機(jī)在有功功率輸出一定的情況下，進(jìn)相越深越接近不穩(wěn)定區(qū)域。表五為V形圖所示ABB機(jī)組各有功輸出時(shí)對(duì)應(yīng)的極限功率因數(shù)值。

可以看出現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)將發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)的cosΦ控制在-0.97以內(nèi)，已經(jīng)保留了足夠的安全裕度，保證發(fā)電機(jī)不會(huì)進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)內(nèi)。為了防止由于系統(tǒng)波動(dòng)使機(jī)組進(jìn)相深度加大而落入不穩(wěn)定區(qū)，勵(lì)磁裝置還配有欠勵(lì)限制保護(hù)。當(dāng)機(jī)組進(jìn)相達(dá)到定值時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)，限制勵(lì)磁電流進(jìn)一步減少。從根本上保證機(jī)組工作在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。

結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)看，ABB發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)cosΦ控制在-0.97，不論是從機(jī)組溫升還是從廠用電壓以及機(jī)組的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方面，都能穩(wěn)定運(yùn)行，各項(xiàng)參數(shù)均在控制范圍之內(nèi)。這說(shuō)明我廠兩臺(tái)ABB發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行在cosΦ為-0.97以內(nèi)是安全可靠的。

參考文獻(xiàn)

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