300 mw汽轮发电机进相运行实践

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1、300MW汽轮发电机进相运行实践李　俊，张小杰，黄昌军国安电力有限公司，安徽淮北235106 摘要：针对安徽电网在低负荷时电压偏高的现象，提出了大机组的进相运行，根据2台QFSN2-300-II型发电机进相的试验实测和运行实践，得出了目前300MW发电机进相运行限制的主要因素，同时提出了低励限制的整定、进相运行与失磁保护的配合等问题。关键词：进相运行；低励限制；失磁保护　　　　随着电力系统的发展，机组容量的不断扩大，超高压远距离输电线路的应用，系统有很大的电容电流。当负荷低谷时期，由于输电线的电容电流使系统产生的无功功率增加，造成电力系统特别是220 kV以上的母线电压

2、偏高。传统的调相补偿法是降低系统电压，由于其容量小、调节的不平滑性，已经不能满足现代电力系统运行的要求，所以增加发电机的无功调节手段势在必行。大机组进相运行，吸收电力系统中过剩的无功功率，降低电压，是电网调节的一个很强的调控手段。　　进相运行是对电网的支持，从电厂的角度来看，有这种能力就要发挥。随着电力体制的改革，厂网分开，竞价上网，电压作为电能质量的重要考核指标而要求得越来越严格，所以，进相必将成为一种资源，一种能力，同时也是对电网的一种适应。　　依据安徽省电力公司的要求，省电力公司、电力试验研究所、国安电力有限公司共同对国安电厂2台QFSN2-300-Ⅱ型汽轮发电机

3、做了进相试验，针对发电机进相运行后静稳定储备减少、失步的可能性增大、发电机端部温度上升和厂用电电压下降等问题，我们制定了相应的限制保护措施。1　发电机进相运行的深度　　按照安徽省电力中心调度所静态稳定及动态稳定计算，保留15%～20%静态储备为条件，AVR正常投入，静态稳定极限功角按δ=90°计算，暂态稳定按近端和远端故障，在机组最大摇摆角变化不大的情况下，得到国安电厂2台发电机进相运行深度，见表1。　表1　发电机进相运行深度P/MWQ/MvarUUgδ/（°）静态储备/%300240210160-20-80-100-1100.9870.9830.9830.9780.9

4、450.9200.9100.90516816015314643333060 　　注：表中U、Ug分别为发电机高压侧、机端电压标幺值。2　励磁调节器低励限制整定　　国安电厂低励限制曲线按5点整定，2点之间为直线，自动励磁调节器低励限制模式为　　式中Qcure为低励限制整定值；Xd为发电机同步电抗（取1.8）；Ug为进相运行深度下的机端电压值；Pn、Pn+1为相邻2点的有功值；Kn为相邻2点之间的斜率；Qn为低励限制最低点的整定值(n=1，2，3，4，5)。　　低励限制最低点Qn是按进相运行深度下的无功值与进相运行时机端电压下降的影响值之和整定，其值见表2。　表2　低励限制

5、最低点整定值nP/MWQ/MvarK0.86720.86712345353300240210160-38-38-109-120-13422.213.8251　　　低励限制最高点整定值是按进相运行深度整定，见表3。　表3　低励限制最高点整定值nP/MWQ/MvarUg/标幺值1′2′3′4′5′353300240210160-20-20-80-100-1100.9450.9450.9200.9100.905　　　由表1、表2绘制到P-Q平面上的低励限制曲线见图1。　图1　低励限制曲线　　由图1可知，低励限制曲线不仅与无功功率值有关，而且还受发电机机端电压的影响，低励限制整

6、定为一组曲线，低励限制值随电压值变化，并且机端电压越低，影响就越大。3　自动励磁调节器投入运行　　自动励磁调节器按电压偏差调节，放大倍数愈大，发电机维持机端电压的能力愈强。自动励磁调节装置对提高静态稳定有显著作用，按运行状态变量偏移调节励磁时，相当于使发电机所呈现的电抗由同步电抗减少为暂态电抗，改善了实际的运行功角特性，提高了功率极限，而且可以扩大稳定区，使同步发电机能在δ大于90°的区段运行。　　进相运行时发电机的功角增大，功角为90°时是静态稳定极限，但试验时为了保证机组的稳定性，距静态稳定极限要有一定的裕度，可用功角为70°作为静稳定限制，此时发电机的过载能力k=

7、1/sin70°=1.06。功角不超过70°可作为防止发电机失稳条件，国安电厂进相运行功角实测最大值为57°。4　进相运行对厂用电系统的影响　　国安电厂主变压器抽头放置在Ⅳ档，电压变比为235.95 kV/20 kV，高压厂用变压器放在Ⅳ档,电压变比为19.5 kV/6.3 kV，低压厂用变压器抽头放在Ⅲ档，电压变比为6.3 kV/0.4 kV,调度下达的电压曲线分别为低谷224～227 kV，高峰230～234 kV，轻负荷226～230 kV，按照300MW单元接线机组，正常运行时厂用电直接取自机端经高压厂用变压器供给厂用负荷，试验及