抽水蓄能机组电动工况下进相运行特性研究与实测分析

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1、内蒙古电力技术2016年第34卷第2期lNNERMONG0LIAElCTRlCPOWERdoi：10．3969／j．issn．1008-6218．2016．02．025抽水蓄能机组电动工况下进相运行特性研究与实测分析翟寅。任凯龙(1．内蒙古电力科学研究院，呼和浩特010020；2。中国机械设备工程股份有限公司，北京100055)摘要：抽水蓄能机组可运行在发电及电动工况，其静态稳定极限及功角计算与火电隐极机组不同，本文从静态稳定极限角度出发，对比发电工况下隐极机与凸极机功角的计算结果，分析电动工况下功角特性

2、，最终提出电动工况下进相运行功角计算方法。通过对抽水蓄能机组电动工况下进相运行数据实测及现场校核，验证了计算方法的正确性。本文的研究结论可为调度部门对该类型机组多工况无功平衡和系统电压调整提供参考和数据支持。关键词：抽水蓄能机组；凸极电动机；进相运行；功角稳定；静态稳定文献标志码：B中图分类号：TV743文章编号：10o8—6218(2016·)02一oo0l一04¨j⋯～hhl～TheoreticalAnalysisandExperimentalMeasurementofLeadingPhaseOper

3、ationonElectriCMotorConditioninPumpedStorageGeneratorZHAIYin‘，RENKailong2(1．InnerMongoliaPowerResearchInstitute，Hohhot010020，China；2．ChinaMachineryEngineeringCorporation，Beijing100055，China)0引言高系统电压稳定性，亟须全面分析抽水蓄能机组各运行工况下的无功调整能力。抽水蓄能电站是利用电力负荷低谷时的电能与传统火电机组不

4、同，抽水蓄能机组作为可逆抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库式同步发电机组，可运行在发电及电动运行模式。发电的水电站。2015年，呼和浩特抽水蓄能发电有本文对抽水蓄能机组在发电及电动工况下的功角限责任公司新建4台300MW机组接入蒙西电网。稳定问题进行理论分析，从而确定凸极机在电动工为充分实现该电源点对蒙西电网无功平衡的调节况下的功角计算方法，为机组进相运行测试和运行能力，满足蒙西电网的电压稳定数据分析需求，提分析提供理论依据。【收稿日期】2016—01—12【作者简介】翟寅(1986)，男，内蒙

5、古人，硕士，工程师，从事发电机励磁控制、发电厂继电保护研究工作。2内蒙古电力技术2016年第34卷第2期1电机静态稳定计算分析通过电机学分析可知：PP=P+2，1．1静态功角稳定的含义式中。一基本电磁功率；厂附加电磁功率。开展电机静态稳定计算时应考虑相关约束条EoUPPol：，mn—_—sin6．’件。目前发电机进相运行的关键性制约因素已得到较为充分的研究，包括发电机静态稳定极限、定=m譬f一1sin，子端部发热、厂用电共同确定的限制条件”。发电机进相运行时，需要调节励磁电压的大其中，m为相数，为空载电动

6、势，为机端电压，小。但随着励磁电压的逐渐降低，功角增大可能导为功角，为直轴同步电抗，Xq为交轴同步电抗。致抽水蓄能电动机接近静态稳定极限，从而降低抽图2分别表示了隐极机和凸极机在发电(>0)水蓄能电动机的静态稳定能力。与电动(P<0)工况下的功角特性。对于隐极机，由静态功角稳定主要指发电机在受到小扰动后，于X与Xq近似相等，因此Po=P。对于凸极机，由于能独立恢复原来运行状态的能力。功角静稳图如Xd≠，则Po=Po。+，合成功率功角极限左移，小图1所示，当机组运行在0点，功角小于90o时，系统于隐极机功角

7、极限。由此可见水电机组(凸极机)在小扰动△影响下能够通过调整机械功率和电磁功角静态稳定极限小于90。。由于目前相关规程中功率的平衡恢复初始状态；但当机组运行在b点，功没有对水电机组功角稳定极限的明确要求，参考角大于90。时，机组机械功率和电磁功率无法自我~DL／T970—2OO5大型汽轮发电机非正常和特殊运平衡，系统则趋于不稳定。同样，在大扰动情况下，行及维护导则》，火力发电机组要求具备一定稳定也是通过功角是否小于90。来判断系统的稳定性，裕度，功角应小于70。。在试验过程中功角相对于极只是运行曲线发生了

8、变化，变为或p3t。限功角应留有一定的安全裕度(15。～2O。)，因此实测的水电机组功角距70。应有一定安全裕量。P电机、率褂『Ⅱ电磁功率／^＼．趣6脚9o86c

9、nl杷由动棚电磁功率图2同步电机的功角特性图中：Pt一未扰动时功率功角曲线；、P]一扰动时功率功角曲线I．2．2凸极机与隐极机在发电工况下的功角计算方图1功角静稳圈法凸极机的直轴磁路气隙小，磁阻小，黝较大；交1．2凸极机在发电、电动工况下的静态稳定特性及流磁路气隙大