旗能電廠發(fā)電機(jī)無(wú)功功率異常波動(dòng)原因分析及處理

鐘坪芳（重慶旗能電鋁有限公司，重慶 401420）

旗能電廠發(fā)電機(jī)無(wú)功功率異常波動(dòng)原因分析及處理

鐘坪芳
（重慶旗能電鋁有限公司，重慶 401420）

旗能電廠2?330MW火電機(jī)組采用南瑞NES5100自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，2015年9月多次出現(xiàn)無(wú)功功率、有功功率異常波動(dòng)，經(jīng)過(guò)對(duì)可能影響無(wú)功波動(dòng)的AVC、PSS投入情況及系統(tǒng)電壓、機(jī)端電壓、勵(lì)磁電流電壓、有無(wú)功功率的變化關(guān)系綜合分析，最終確定為發(fā)電機(jī)測(cè)量保護(hù)PT一次插頭接觸不良導(dǎo)致。同時(shí)由于發(fā)電機(jī)PT關(guān)系到DEH功率自動(dòng)控制、勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)、發(fā)變組保護(hù)等，對(duì)機(jī)組安全影響較大，通過(guò)解除相關(guān)自動(dòng)控制做好安全措施，在保證機(jī)組安全的前提下順利的消除了缺陷。

NES5100 勵(lì)磁調(diào)節(jié) 無(wú)功波動(dòng)原因 PT

1　引言

旗能電廠2*330MW火電機(jī)組，采用國(guó)電南瑞NES5100自動(dòng)勵(lì)磁系統(tǒng)，2012年投產(chǎn)以來(lái)運(yùn)行正常。2015年9月16日至20日間集控運(yùn)行人員多次發(fā)現(xiàn)#1發(fā)電機(jī)無(wú)功功率突然增加18MVAR，#2發(fā)電機(jī)無(wú)功功率下降25MVAR，#2有功功率上升或者#1發(fā)電機(jī)無(wú)功功率突然下降，#2發(fā)電機(jī)無(wú)功功率突然上升約25MVAR至30MVAR，期間無(wú)任何調(diào)整操作，系統(tǒng)電壓也無(wú)明顯變化，無(wú)異常報(bào)警。對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)碳刷集電環(huán)檢查并未發(fā)現(xiàn)異常，匯報(bào)調(diào)度，系統(tǒng)無(wú)異常擾動(dòng)。但有無(wú)、功負(fù)荷頻繁出現(xiàn)異常波動(dòng)，外部檢查又沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常，遂對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集分析，最終找出了故障原因，并采取相應(yīng)措施消除了異常，保證了機(jī)組安全。

2　可能影響發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)的因素

（1）AVC模式下機(jī)組無(wú)功負(fù)荷受外界指令控制影響：發(fā)電廠AVC子站接收AVC主站系統(tǒng)下發(fā)的發(fā)電廠高壓母線電壓/全廠總無(wú)功目標(biāo)值或設(shè)定的電壓控制曲線，按照一定的控制策略，合理分配各機(jī)組的無(wú)功，AVC子站直接或通過(guò)DCS向發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)送增減磁信號(hào)以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無(wú)功，達(dá)到主站控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)全廠機(jī)組的電壓/無(wú)功自動(dòng)控制。

（2）附加模式下PSS異常調(diào)節(jié)：電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（pps）就是為抑制低頻振蕩而研究的一種附加勵(lì)磁控制技術(shù)。它在勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器中，引入領(lǐng)先于軸速度的附加信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)正阻尼轉(zhuǎn)矩，去克服原勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器中產(chǎn)生的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩作用。用于提高電力系統(tǒng)阻尼、解決低頻振蕩問(wèn)題。當(dāng)增加發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)輸入功率或降低輸入功率時(shí)，PSS“反調(diào)”則會(huì)導(dǎo)致無(wú)功負(fù)荷較大幅度的減少或增加。

（3）發(fā)電機(jī)PT及采樣回路異常或調(diào)節(jié)器故障：勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通過(guò)發(fā)電機(jī)機(jī)端PT1和PT2回路采樣后的量作為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器模擬量板輸入，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換作為發(fā)電機(jī)定子電壓測(cè)量值，通過(guò)與AVR給定電壓比較形成偏差，此偏差信號(hào)經(jīng)PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，再經(jīng)差分放大等，形成新的控制電壓，從而作用于整流橋通過(guò)對(duì)整流橋觸發(fā)脈沖的控制達(dá)到調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定的目的。如果發(fā)電機(jī)PT一、二次回路出現(xiàn)觸頭、接線或熔斷器接觸不良，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采樣回路故障等也會(huì)影響機(jī)組無(wú)功，導(dǎo)致無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)。

（4）系統(tǒng)電壓異常波動(dòng)影響：本廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器雙通道均選用“恒電壓”控制模式，以維持定子電壓穩(wěn)定在給定電壓運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)定子電壓也會(huì)受影響，此時(shí)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)無(wú)功功率以維持發(fā)電機(jī)定子電壓恒定。

（5）勵(lì)磁回路異常：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷接觸不良打火花嚴(yán)重等也會(huì)造成發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流、電壓及無(wú)功負(fù)荷異常波動(dòng)，

3　無(wú)功負(fù)荷異常波動(dòng)的檢查分析

（1）我廠接入地方電網(wǎng)，目前調(diào)度未要求投入AVR運(yùn)行；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器為國(guó)電南瑞NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其PSS采用PSS2B型，PSS試驗(yàn)及國(guó)內(nèi)使用經(jīng)驗(yàn)，未出現(xiàn)反調(diào)現(xiàn)象，且目前調(diào)度并未要求投入PSS運(yùn)行。

（2）運(yùn)行數(shù)據(jù)分析：1）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁碳刷和集電環(huán)檢查溫度正常，無(wú)打火花等異常現(xiàn)象，調(diào)節(jié)器無(wú)異常報(bào)警；2）兩臺(tái)有、無(wú)功功率波動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁電流、定子電流對(duì)應(yīng)發(fā)生變化，說(shuō)明無(wú)功變化并非純粹因?yàn)樽兯推鬏敵霎惓＃_為真實(shí)波動(dòng)；3）#2發(fā)電機(jī)無(wú)功波動(dòng)時(shí)，#1機(jī)無(wú)功同時(shí)出現(xiàn)波動(dòng)，但波動(dòng)方向與#2機(jī)相反，幅度略小；如果是系統(tǒng)電壓變化引起無(wú)功異常波動(dòng)，#1、2機(jī)組波動(dòng)方向應(yīng)一致，#2機(jī)組無(wú)功波動(dòng)明顯大于#1機(jī)且與#1機(jī)方向相反，由此可基本排除系統(tǒng)電壓波動(dòng)引起。#1機(jī)無(wú)功波動(dòng)應(yīng)為#2機(jī)無(wú)功波動(dòng)影響系統(tǒng)電壓導(dǎo)致的正常調(diào)整。4）查運(yùn)行數(shù)據(jù)曲線發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)#2機(jī)有、無(wú)功功率異常上升時(shí)，#2機(jī)機(jī)端三相線電壓基本平衡，略有上升，且無(wú)功波動(dòng)時(shí)線電壓與無(wú)功同向變化。由于220KV系統(tǒng)電壓無(wú)明顯變化，說(shuō)明機(jī)端電壓上升是無(wú)功上升硬氣的。有無(wú)功率上升時(shí)B相相電壓比A、C相相電壓降低約0.4KV。無(wú)功突降時(shí)#2發(fā)電機(jī)機(jī)端B相電壓上升至與A、C相基本一致。可能是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采樣回路和發(fā)電機(jī)相電壓檢測(cè)回路均同時(shí)出現(xiàn)了A、C相相電壓降低，導(dǎo)致調(diào)節(jié)器自動(dòng)增磁。5）由于DCS線電壓和相電壓顯示變送器輸入電壓分別為兩組PT，電壓存在差別應(yīng)該與發(fā)變組一次回路無(wú)關(guān)是PT及檢測(cè)回路原因。相電壓變送器輸入電壓取自PT2，勵(lì)磁當(dāng)前工作通道為B套，其反饋電壓同樣取自PT2，如果PT2輸出電壓異常波動(dòng)可能導(dǎo)致#2發(fā)電機(jī)無(wú)功異常波動(dòng)。

（3）通過(guò)以上分析，運(yùn)行懷疑因勵(lì)磁系統(tǒng)采集的B相電壓突變失準(zhǔn)導(dǎo)致調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)動(dòng)作，引起機(jī)組無(wú)功波動(dòng)，但由于電壓差值不大不足以啟動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和保護(hù)回路PT斷線報(bào)警。通知檢修對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器機(jī)端電壓采樣輸入電壓，發(fā)變組變送器屏及保護(hù)屏端子PT、發(fā)電機(jī)出線PT端子箱二次電壓進(jìn)行檢查。測(cè)量結(jié)果勵(lì)磁調(diào)節(jié)屏和發(fā)電機(jī)PT端子箱處PT2B相二次電壓約55.6V，A、C相電壓為58.2V，PT1三相電壓均為58.2V左右與DCS顯示對(duì)應(yīng)。檢修進(jìn)一步檢查PT2二次空開(kāi)處進(jìn)線電壓也存在相間不平衡，應(yīng)為PT柜一二次回路接觸不良所致，最終打開(kāi)PT2B相前柜門發(fā)現(xiàn)一次插頭處有間隙性微小火花放電現(xiàn)象。

4　處理過(guò)程中的注意事項(xiàng)

發(fā)電機(jī)PT回路用于機(jī)端電壓采樣，PT回路檢修工作需將故障PT二次空開(kāi)斷開(kāi)及一次手車?yán)觯赡軐?dǎo)致發(fā)電機(jī)電壓、頻率、發(fā)電機(jī)有無(wú)功功率，有無(wú)功電能異常，這些參數(shù)關(guān)系到發(fā)電機(jī)功率調(diào)節(jié)、勵(lì)磁調(diào)節(jié)、保護(hù)裝置等，必須采取可靠措施才能保證機(jī)組安全。

（1）解除電壓測(cè)量波動(dòng)對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)的影響。將雙通道勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式由“恒電壓”切換為“恒電流”調(diào)節(jié)模式。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器恒電流調(diào)節(jié)是維持發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流為恒定值，實(shí)際是勵(lì)磁手動(dòng)調(diào)節(jié)模式，在此模式下勵(lì)磁調(diào)節(jié)不受機(jī)端電壓影響但必須加強(qiáng)機(jī)組監(jiān)視。

············

（2）退出可能受定子電壓采樣值突變而引起誤動(dòng)的保護(hù)和自動(dòng)裝置。發(fā)電機(jī)逆功率、失磁、過(guò)激磁、定子接地保護(hù)、匝間保護(hù)、過(guò)電壓、低電壓、低頻率等反應(yīng)電壓變化的保護(hù)裝置應(yīng)做好防止誤動(dòng)的措施，退出保護(hù)壓板。

（3）解除有功功率相關(guān)調(diào)節(jié)回路。由于拉出發(fā)電機(jī)PT柜可能造成發(fā)電機(jī)有功功率突變，應(yīng)退出DEH功控回路，改為閥位控制；退出減溫水自動(dòng)，避免汽溫異常變化。同時(shí)由于有功功率顯示異常，應(yīng)暫停負(fù)荷調(diào)整，加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)定子電流以及汽溫、汽壓、蒸汽流量等監(jiān)視，維持機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定并做好少計(jì)電量記錄。

（4）做好檢修安全措施。機(jī)組PT共第三組，檢修時(shí)注意核對(duì)編號(hào)、端子號(hào)及測(cè)量二次電壓，避免誤動(dòng)正常的PT。PT小車推進(jìn)拉出操作人員帶絕緣手套。

5　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析找到了無(wú)功負(fù)荷異常波動(dòng)的原因，并采取措施，在機(jī)組運(yùn)行中對(duì)發(fā)電機(jī)出線PT一次插頭進(jìn)行了檢查處理。發(fā)電機(jī)PT回路關(guān)系到保護(hù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)，安全運(yùn)行極為重要，停機(jī)后應(yīng)對(duì)所有發(fā)電機(jī)PT一、二次回路進(jìn)行全面檢查。由此我們也總結(jié)出發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷異常波動(dòng)的影響原因，在機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)無(wú)功異常波動(dòng)時(shí)應(yīng)從AVC、PSS運(yùn)行情況及系統(tǒng)電壓、發(fā)電機(jī)電壓、有功、勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓的變化關(guān)系進(jìn)行綜合分析，查找原因，有利于準(zhǔn)確定位故障原因，并及時(shí)消除。

鐘坪芳（1972—），女，大專，助理工程師，從事火電廠電氣運(yùn)行及管理工作多年，現(xiàn)任重慶旗能電鋁有限公司電氣運(yùn)行專責(zé)工程師。