發電機并列點TV變比調整可行性分析及處理

方元

摘 要：某廠發電機并網時，發現有無功功率過高現象，造成并網延誤且并網后阻礙有功功率的增加，造成其大范圍的波動，容易引起逆功率動作，影響發電機并網安全性。本文就此進行探討分析，提出了相應的解決方案，使該問題得到了解決。

0 引言

某電廠發電機在達到并網條件3000轉投入自動同期裝置后，出現無功功率最長越2min的調節時間；并網后也只能帶2MW左右的有功負荷，不但無法自動升負荷，而且負荷波動較大，持續時間最長約3min左右，此時發電機負荷仍在2MW以下，機組負荷可能低過-2.25MW出現逆功率跳機，影響發電機并網可靠性與安全性，對該廠安全運行帶來隱患。在調度負荷曲線達標越來越精準的要求下，經與同類型發電機同期參數的對比分析，找到了解決問題的方法。

1 發電機并網階段相關參數比較分析

該電廠有兩臺BDAX9-450ERH發電機，其中一臺并網過程正常，我們分別采集了2臺號發電機并網前后的相關數據，見表1、表2。

根據以上數據可以看出2號發電機所采集的系統電壓為15.1kV， 2#發電機啟動至空載滿速待并網前，發電機的機端電壓為15.0kV，頻率為50Hz，滿足并網條件。發電機組并入電網后，應能迅速進入同步運行狀態，其暫態過程很短，相對的系統擾動風險就小。而1#發電機所采集的系統電壓偏高，為15.5kV左右，1#發電機啟動至空載滿速待并網前，發電機的機端電壓為14.9～15kV，頻率為50Hz，當投入同期卡后，由于此時1#發電機所采對比系統電壓為15.5kv，頻率為50Hz，那么同期調節就需向1#發電機發出增加勵磁，抬高發電機的端電壓，一直到1#發電機的端電壓抬升至15.5kV，這時為了滿足并網條件，從而延長了并網時間。當并網條件滿足，發電機并網后勵磁電流很大，這時發電機發出大量的無功，最大時為46～56MVar，比機組帶基本負荷時的無功功率還大，而此時降無功減勵磁又會降低發電機的端電壓，發電機的機端電壓U同步降低，這樣發電機視在功率S=UI降低，由功率三角形可以知道有功功率P=Scosφ，正常負荷運行時，S的減小與cosφ的增大可以抵消保證有功不變，此時在并網后一段時間內相交差φ從接近90度向接近0度緩慢變化，因此發電機就不能迅速進入同步運行狀態，其暫態過程較長，發電機功角δ接近于0度，機端相角φ接近90度，此時磁場間力矩平衡調整能力差，cosφ不能有效增大，很容易導致有功P下降，反映在發電機轉子上為定子磁場對轉子磁場的制動力矩小于轉子的原動力矩，暫態無法達到力學平衡，所以并網后也只能帶2MW左右的有功，負荷上升緩慢且波動大，持續時間較長，該廠逆功率保護設定值為P=-5%Pn，（P=-6MW）延時3S保護動作，跳發電機出口開關及勵磁開關。正常時負荷變化為 3MW左右，并網時負荷波動為10MW左右，所以發電機并網時暫態過程越長，逆功率保護動作的風險就越大。

根據檢查對比1號、2號機并列點TV變比采集量，相對于同一個220kV系統采集電壓為235kV時，1號機采集量為15.5kV，2號機采集量為15.0kV，說明該并列點是產生問題的源頭。

2 現階段發電機并網過程中必須重視的問題

該廠發電機屬于小型機，發電機事先未經勵磁， 采用將轉速提到95%同步轉速時，勵磁開關自動合上，建立機端電壓準備并網的模式。其優點在于快速、方便、控制簡單，其缺點為沖擊電流大、引起系統電壓突降?，F發電廠的控制方式大多采用的自動控制，這就要求同期裝置必須要有較高的自動化水平，來獨立完成發電機的同期并網操作。由此，在該廠近來并網操作過程中，必須引起重視以下問題：

并列點TV變比的偏差因素，習慣上人們都把TV次級電壓為100V時認定為額定電壓，事實上由于TV變比的選擇常常出現當TV初級電壓為額定值時，而次級電壓卻不是100V，因此在整定同期裝置的允許電壓差時要以TV次級的真實額定電壓值為依據。

并網時間延長，由于并列點TV變比的偏差因素，造成勵磁調節的時間過長，從而拖長并網時間帶來無法預計的后果，并且機組空轉損耗也會造成能源浪費，影響運行經濟性。

無功功率過高，無功功率會導致電流增大，使設備和線路的損耗增加；視在功率增加，導致系統有功容量下降。

3 結束語

發電機并網是發電廠的一項重大操作，它直接涉及到系統運行的穩定及發電機的安全，每次并網沖擊的累積將會給發電機造一定的傷害。并列點TV變比抽頭的調整直接影響著發電機的安全與壽命，對節約能源也是不可忽視的。發電廠同期裝置自動化水平的提高，直接體現在并網質量的提高，這樣不僅可以使電力系統的安全性大幅度提高，還將創造非?？捎^的經濟效益。

參考文獻：

[1]高洪興.淺析發電廠的同期裝置[J].內蒙古科技與經濟，2009，07：71-72.