浅谈安谷水电站发电机进相运行试验

2018-03-12侯天元，徐伟刚

四川水力发电 2018年1期

侯天元，徐伟刚

(1.中国水电建设集团圣达水电有限公司 ,四川乐山 614013；2.重庆水利电力职业技术学院，重庆永川 402160)

1 概述

随着电力工业的发展，电网容量增大，将采用更大型的发电机组和更高等级的输电电压，电网充电无功功率将大量增加。当系统负荷处于低谷时，过剩的无功功率将导致电网电压升高，系统电压超上限运行严重；而目前电网采用的调节电压的手段均不能圆满地解决这一问题。发电机进相运行是结合电力生产需要采取的一种运行技术，即由改变发电机的运行工况来达到降压的目的，是利用现有设备增加的一种调压手段，同时其具有平滑无级调节电压的优点，可降压节能，但发电机的进相运行要受到静稳定、定子端部发热和厂用电电压降低的限制，需对发电机开展进相运行试验。然而，在首次开展安谷水电站1、2号发电机进相运行试验时却均未合格。究竟是什么原因引起的，笔者对其进行了简要分析。

2 安谷水电站设备技术参数

3 进相运行试验结果及分析

3.1 参数测量及试验条件

在发电机定子回路(PT、CT)，转子励磁回路(分流器)、系统母线(PT)、厂用 380 V母线(PT)二次回路分别接入准确度不低于 0.5级的表计，测量有功功率、无功功率、功率因数、定子电压、定子电流、转子电压、转子电流、系统母线电压、380 V母线电压等电气参数。

表1 1～4号发电机主要技术参数表

发电机进行运行试验时，首先退出失磁保护，低励限制根据试验要求放开，试验中低励限制不动作。1号发电机开始试验时，首先退出失磁保护，低励限制根据试验要求放开，试验中低励限制不动作。

3.2 试验结果

1号发电机带自动励磁调节器时的进相运行试验数据见表2。

3.3 安谷水电站1～4号发电机进相试验限制因素及限额值规定

根据国家相关标准及四川省调度中心的要求，安谷水电站1～4号发电机进相运行试验限制因素及限额值为：(1)厂用电电压不得低于 0.95U1，即 361 V；(2)发电机定子电压不得低于 0.95U1，即13.11 kV；(3)发电机定子电流不得超过其额定值，即9 085 A；(4)系统母线电压不得低于网调给定的运行电压下限值，即226 kV；(5)发电机进相试验时不得失去静稳定和动稳定并留有一定的裕度。

图1 部分主接线、厂用接线图

表2 1号发电机进相运行试验数据表

3.4 1号发电机进相试验分析

通过1号发电机进相运行试验数据可以看出：1号发电机分别带190 MW、152 MW、95 MW、0 M有功负荷时，2号发电机向系统发送无功功率 80 Mvar，用以支撑系统电压。进相深度均受到发电机机端电压过低、厂用电压过低的双重限制(表3)。

表3 1号机组发电机进相运行试验受限数据表

1 号发电机在P=190 MW 时，可进相至Q=-30 Mvar运行；在P=152 MW时，可进相至Q=-35 Mvar运行；在P=95 MW时，可进相至Q=-40 Mvar运行；在P=0 MW时，可进相至Q=-50 Mvar运行。1号发电机带 0～190 MW有功负荷时，在试验进相深度范围内220 kV母线降压百分数为 0.48%～0.6%，降压效果较为明显(表4)。

表4 1号发电机进相运行时220 kV母线电压降压效果表

表5 主变档位调整后电压分析情况表

4 采取的措施

4.1 方案研究

根据1号机组的试验情况，随后对2号发电机进行了进相运行试验，由1号发电机带厂用电，并加大了1号发电机的无功负荷，厂用400 V母线起始电压为399 V(相当于调整了厂用变档位)，2号发电机进相运行到极限时，厂用电电压为392 V，没有降至下限值(361 V)，但发电机的机端电压已下降至12.41 V，已降至额定值的90%左右。

从2号发电机进相运行试验的情况可以看出：单方面调整厂变81B的变比，能够提高厂用400 V母线电压，但不能够提高发电机的机端电压，在发电机进相运行试验时会造成发电机机端电压持续下降，超出了发电机机端电压的规定范围。在1号发电机的进相试验数据中，发电机机端电压已降至额定电压的90%(UN=12.42 kV)。根据发电机运行规定，在不影响发电机稳定运行的情况下，发电机机端电压允许降至90%，电压已降至极限值。

因此，单方面提高厂用电电压，也不能增加发电机的进相深度，其进相深度会受到发电机定子电压、定子电流、低励限制等因素的影响。

4.2 采取的措施

从1号发电机进相试验数据中可以发现：发电机在带有功190 MW、152 MW、95 MW、0 MW，进相分别在30 000 Kvar、35 000 Kvar、40 000 Kvar、50 000 Kvar时，发电机机端电压起始均较低。笔者建议调整1号主变变比。从目前的III档调整到IV档，从而可以适当提高发电机机端电压，厂高变91CB、厂变81B档位(III档)不变，400 V母线电压亦能提高。

调整1号主变档位(Ⅲ档调至Ⅳ档)后，在现有系统最高电压下，发电机机端电压不会超过额定电压, 厂用400 V母线电压最高可以达到396 V，其电压分析情况见表5。

通过调整1号主变档位，重新进行了1号发电机进相运行试验，试验结果均满足规范要求。