UN6000勵磁系統進相運行試驗及應用

鄭祖鋒 解植瑩

(哈爾濱電機廠有限責任公司,黑龍江哈爾濱 150040)

UN6000勵磁系統進相運行試驗及應用

鄭祖鋒 解植瑩

(哈爾濱電機廠有限責任公司,黑龍江哈爾濱 150040)

本文講述了發電機進相運行原理;介紹了UN6000勵磁系統與進相試驗相關的欠勵限制功能,可以為國內使用UN6000勵磁系統的廠家提供參考。

進相運行 UN6000勵磁 低勵限制

隨著電力系統的發展，超高壓遠距離輸電網絡不斷擴大，導致系統有很大的電容電流，隨之無功增多。如220kV、330kV和500kV級的架空線路，每公里對地的容性無功分別為130kvar、400kvar和1000～1300kvar。加之，為彌補電網系統在高峰負荷時的無功不足，還需在電網中裝設一定數量的電容器，這些電容器很難滿足系統調節電壓的需要而進行及時的投切。由此，在午夜等電網系統處于負荷低谷時，系統過剩的無功將會導致電網電壓升高，甚至可能超過運行電壓容許的規定值，不僅會影響供電的電壓質量，還可能使電網損耗增加，從而降低經濟效益。發電機進相運行可以吸收網絡過剩的無功功率，使系統電壓降低。此方法僅是利用系統現有設備增加的一種調壓手段，便可擴大系統電壓的調節范圍，改善電網電壓的運行狀況，操作簡便，運行可靠，其平滑無級調節電壓的特點，更顯示了它調節電壓的靈活性。發電機進相運行是改善電網電壓質量最有效而又經濟的必要措施之一。

1 發電機進相運行簡介

1.1 發電機進相運行的基本原理

發電機正常運行時，向系統提供有功的同時還提供無功，定子電流滯后于端電壓一個角度，此種狀態即遲相運行.當逐漸減少勵磁電流使發電機從向系統提供無功而變為從系統吸收無功，定子電流從滯后而變為超前發電機端電壓一個角度，此種狀態即進相運行.發電機進相運行時各電氣參數是對稱的，并且發電機仍保持同步轉速，因而是屬于發電機正常運行方式中功率因數變動時的一種運行工況，只是拓寬了發電機通常的運行范圍。同樣，在允許的進相運行限額范圍內，只要電網需要是可以長期運行的。

1.2 發電機進相運行的限制因素

發電機進相運行時，主要應注意三個問題：1)進相運行時，由于發電機進相運行，內部電勢降低，靜態儲備降低，使靜態穩定性降低。2)由于發電機的輸出功率P=EdU/Xd·Sinδ，在進相運行時Ed、 U均有所降低，在輸出功率P不變的情況下，功角δ增大，同樣降低動穩定水平。3)廠用電電壓的降低：廠用電一般引自發電機出口或發電機電壓母線，進相運行時，由于發電機勵磁電流降低和無功潮流倒送引起機端電壓降低同時造成廠用電電壓降低。

1.3 發電機進相運行試驗方法

發電機勵磁系統應運行在“自動”方式，發電機的失磁保護不退出運行，調整發電機勵磁系統的欠勵限制器整定值，以滿足試驗要求。

分別在有功負荷100%，75%，50%，25%和0%五種工況下進行試驗。調整有功功率為任一試驗工況并維持不變，調節勵磁電流，使發電機進入進相運行狀態，每次使發電機的功角增加3-5度，紀錄發電機的各種參數值。一個工況試驗完成后，增加發電機勵磁電流，將發電機拉回遲相運行狀態。然后再調節發電機有功負荷，進行下一個工況試驗。在進相試驗過程中要密切監視發電機定子端部鐵心及金屬構件的溫度變化情況并保證發電機進相運行時機組不失去穩定。

2 UN6000勵磁系統欠勵限制功能

UN6000是瑞士ABB公司研發的新一代勵磁系統。UN6000采用了目前數字控制領域內最先進的技術，如FPGA、以太網及光纖通訊等技術。

UN6000勵磁系統欠勵限制的輸出經過與主控制環不同設置的串聯校正環節進入 HV(高通)競比門，如果進相深度超過欠勵限制后，欠勵限制會競比超過主控制環，并取得控制權，勵磁系統將運行在欠勵限制方式。發電機不能繼續進相。

UN6000欠勵限制功能見圖1。與通用的由有功，無功的設定值來擬合出欠勵曲線外，計算出的欠勵設定值還與機端電壓的平方相關。另外還有自動增益補償環節。

UN6000欠勵限制設置按6點整定，可以靈活設定不同有功值下可以進相的無功值。有功和無功值按照標幺值進行設定。以視在功率為1PU。

3 結語

從發電機進相運行的實踐可以看出勵磁系統的欠勵限制功能影響進相能力，在進相試驗時要盡量將欠勵限制的設定值放開。UN6000勵磁系統的欠勵限制功能與機端電壓平方有關，當機端電壓下降的過低時會限制發電機的進相深度。本文可以為國內使用UN6000勵磁系統的廠家提供參考。

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