發電機進相運行時廠用400V母線電壓偏低問題分析與處理

陳桂華 張海鵬

摘要：調整負荷、降低線路電壓，提高電網經濟運行能力是發電廠機組進相運行的目標，但是節日期間發電機深度進相運行時，部分廠用400V母線電壓明顯偏低，影響設備安全運行。因此，為了保證廠用電系統安全運行和釋放機組進相運行的能力，文中討論了調整變壓器分接頭的方法來提高400V廠用電電壓的方法，并在實際生產中得到了驗證。

關鍵詞：進相 400V母線;電壓;分接頭;提高

0 ?概述

隨著電力系統大容量發電機組迅速增多，新能源機組迅猛發展，高壓輸電線路越來越長，造成電網末端電壓升高。另外，隨著國民經濟大力發展，居民用電負荷大比例增加，電網負荷發生變化。 特別是夏季高溫或冬季低溫時期高峰時段用電負荷特別大，導致系統電壓降低，而低谷時段用電負荷較低，導致系統電壓升高。因此，為了保證電網電壓在許可范圍內，需要各電廠的發電機組適時進相運行。

某廠兩臺660MW超超臨界發電機組，機端額定電壓為22KV，分別通過主變與 220kV 系統母線相連，廠用電系統是每臺機組由各自的廠高變提供 6kV 的廠用電，再經過廠低變和其它專用變壓器提供 400V系統的廠用電。在機組進相運行時，部分400V廠用電壓偏低接近361V下限。 本文通過試驗數據，結合生產過程中遇到的問題，分析出制約發電機進相運行的因素，提出并驗證了解決方案，進一步提高機組的進相能力，更好地滿足調度下達的進相要求。

1發電機深度進相運行廠用電系統母線電壓運行狀況

某廠5、6號機組實際最大進相運行能力分別為-163Mvar、-145Mvar，實際進相運行能力見表1。

5. 6號發電機深度進相運行時，檢查發電機功角最大54度，滿足發電機深度進相運行靜態穩定功角不大于70度要求，5號發電機定子端部鐵芯溫度最大值118度，6號發電機端部鐵芯溫度最大值91度，均不超過120度的要求，但是各段電壓均有下降，400V廠用電電壓部分接近361V，表1

表2、表3分別列出了5、6號發電機組帶廠用電運行時深度進相運行工況，說明在進相過程中隨著機端電壓下降，6KV母線電壓有所下降但滿足不低于5.7KV的要求，但是6KV廠用電5A段、6A段、公用A段、公用B段、400V廠用電鍋爐PC 5A段、汽機PC 5A段、鍋爐PC 6A段汽機PC 6A段、碼灰PC A段、碼灰PC B段電壓下降較多，主要是由于其中6KV公用A段接于6KV5A段，6KV公用B段接于6KV6A段，負載較多導致電壓相對低，并導致接于6KV5A、6A段的鍋爐PC 5A段、6A段、汽機PC5A段、6A段，接于6KV公用A、B段的碼灰段電壓偏低，在機組深度進相運行時，電壓已接近甚至達到下限361V，嚴重影響機組、設備安全生產運行。因此，考慮釆用調整變壓器分接頭的方式來增加400V廠用段母線電壓， 以滿足機組深度進相運行時設備安全運行。

2提高廠用400V母線電壓方法分析

通過調整變壓器分接頭提高廠用400V母線電壓有三種方案：1）調整主變分接頭;2）調整高廠變分接頭;3）調整低壓廠變分接頭。 某廠高壓廠用電母線電壓等級為6kV，低壓廠用電母線電壓等級為400V。主變、高廠變、低壓廠變均屬于無載調壓變壓器，目前主變分接頭位置在第4檔，變比為236/22 kV。高廠變分接頭位置在第4檔，變比為21.45/6kV;400V廠用變壓器分接頭位置均在第3檔，變比為6.3/0. 4 kV。

2.1調整主變分接頭位置

將主變分接頭調至第5檔，變比變為229.9/22kV，以提高機端電壓，從而抬高6KV母線電壓，改善400V廠用母線電壓。理論計算抬高6KV母線電壓約0.17KV，400V電壓約10.6V。表3列出了主變分接頭調整后通過理論計算結合實際運行狀況得出的220KV母線電壓處于232KV和227KV運行時，不同電壓等級的廠用母線電壓實際運行最低、最高運行值。

表3說明經過調整主變分接頭使發電機深度進相運行時可以使汽機PC、鍋爐PC、碼灰PC等400V母線電壓得到明顯改善，但是調整主變分接頭將導致機組正常運行時其它400母線電壓偏高，甚至越過上限，對設備安全運行不利。

2.2調整廠高變分接頭位置

將廠高變分接頭調至第5檔，變比變為20.9/6 kV，以提升6KV母線電壓從而改善廠用400V母線電壓，理論計算抬高6KV母線電壓約0.16KV，抬高400V母線電壓約10.5V，表4列出了高廠變分接頭調整后，表4假設調整廠高變分接頭前后相同工況下機端電壓不變，通過理論計算結合實際運行狀況得出的得出的220KV母線電壓處于227～232KV運行時，不同電壓等級的廠用母線電壓最低、最高運行值。

表4說明經過調整高廠變分接頭，同樣可以解決發電機深度進相運行時汽機PC、鍋爐PC、碼灰PC等400V母線電壓低的問題。但是，調整高廠變分接頭也將導致機組正常運行時其它400母線電壓偏高，甚至越過上限，不利于低壓設備安全運行。

另外，如果調整了某一機組的高廠分接頭，另一臺機組高廠變分接頭不調整，將導致機組正常運行時，兩臺機組6KV母線電壓存在0.16KV偏差，因此分別接于5、6號機6KV母線的6KV公用A、B母線間同樣存在0.16KV的電壓差，對6KV公用段廠用電源同期切換不利，而且為兩臺機組提供備用廠用電的啟動變分接頭位置也難以合理放置。

因此，此方法也不合適。

2.3調整低壓廠變分接頭位置

僅對汽機、鍋爐以及脫硫的低壓廠變分接頭調整值第4檔，變比為6.15/0.4kV。假設調整低壓廠變分接頭前后6KV母線電壓不變，理論計算抬高相應400V電壓約9.7V。表5統計了結合實際運行狀況通過理論計算得出的得出的220KV母線電壓處于227～232KV運行時，汽機、鍋爐以及脫硫的低壓廠變分接頭調整為第4檔時不同電壓等級的廠用母線電壓最低、最高運行值。可以看出400V母線電壓可以控制在合理范圍運行。

按照以上分析，后續按照2.3方法對5號和6號機組汽機、鍋爐、碼灰等低壓廠變分接頭進行了調整。表6單獨列出了5、6號機組低壓廠變分接頭調整前后廠用400V母線的實際電壓值。

數據說明在相同進相工況下，機組汽機、鍋爐和碼灰段400V母線電壓得到有效提高。 另外，在高峰時期和低谷時期機組遲相運行工況下，廠用400V母線電壓均保持在正常工作電壓范圍內。說明調整低壓廠變分接頭提高廠用400V母線電壓是成功的。

3 結束語

由于電廠400V母線電壓在機組進相運行時嚴重偏低，嚴重影響廠用低壓設備的安全運行，也對機組進相能力有一定影響。本文討論了通過改變變壓器分接頭提高400V母線電壓的方法，經過實踐驗證該方法的可行性，有效地改善了機組進相時廠用400V母線電壓偏低的情況，有效地改善了機組進相時廠用400V母線電壓偏低的情況，提高了廠用輔機安全運行的穩定性。

參考文獻：

[1]河南省電力工業局編 火電廠電氣設備運行 中國電力出版社 1995年

[2]DL T 1523-2016 同步發電機進相試驗導則

[3]660MW超超臨界燃煤機組電氣運行規程.江蘇射陽港發電有限責任公司.

[4]金閃 王永睿 進相運行時廠用400V母線電壓偏低問題的分析和處理 全國火電600MW機組能效對標及競賽第十六屆年會論文集

[5]喻永春.某廠1期機組380V廠用電壓偏低問題的分析及處理[J].廣東科技，2009（214）， 227.

[6]嚴偉，陳俊.大型隱極發電機進相運行的探討[J].電力系統自動化，2007， 31（2）：94-97.

作者簡介：1. 陳桂華（1974-），男，工程師，江蘇鹽城人，從事火力發電廠電氣運行管理工作。2. 張海鵬（1975-），男，助理工程師，技師，江蘇鹽城人，從事火力發電廠電氣運行工作。