淺談安谷水電站發電機進相運行試驗

侯 天 元， 徐 偉 剛

(1.中國水電建設集團圣達水電有限公司 ,四川 樂山 614013；2.重慶水利電力職業技術學院，重慶 永川 402160)

1 概 述

隨著電力工業的發展，電網容量增大，將采用更大型的發電機組和更高等級的輸電電壓，電網充電無功功率將大量增加。當系統負荷處于低谷時，過剩的無功功率將導致電網電壓升高，系統電壓超上限運行嚴重；而目前電網采用的調節電壓的手段均不能圓滿地解決這一問題。發電機進相運行是結合電力生產需要采取的一種運行技術，即由改變發電機的運行工況來達到降壓的目的，是利用現有設備增加的一種調壓手段，同時其具有平滑無級調節電壓的優點，可降壓節能，但發電機的進相運行要受到靜穩定、定子端部發熱和廠用電電壓降低的限制，需對發電機開展進相運行試驗。然而，在首次開展安谷水電站1、2號發電機進相運行試驗時卻均未合格。究竟是什么原因引起的，筆者對其進行了簡要分析。

2 安谷水電站設備技術參數

3 進相運行試驗結果及分析

3.1 參數測量及試驗條件

在發電機定子回路(PT、CT)，轉子勵磁回路(分流器)、系統母線(PT)、廠用 380 V母線(PT)二次回路分別接入準確度不低于 0.5級的表計，測量有功功率、無功功率、功率因數、定子電壓、定子電流、轉子電壓、轉子電流、系統母線電壓、380 V母線電壓等電氣參數。

表1 1～4號發電機主要技術參數表

發電機進行運行試驗時，首先退出失磁保護，低勵限制根據試驗要求放開，試驗中低勵限制不動作。1號發電機開始試驗時，首先退出失磁保護，低勵限制根據試驗要求放開，試驗中低勵限制不動作。

3.2 試驗結果

1號發電機帶自動勵磁調節器時的進相運行試驗數據見表2。

3.3 安谷水電站1～4號發電機進相試驗限制因素及限額值規定

根據國家相關標準及四川省調度中心的要求，安谷水電站1～4號發電機進相運行試驗限制因素及限額值為：(1)廠用電電壓不得低于 0.95U1，即 361 V；(2)發電機定子電壓不得低于 0.95U1，即13.11 kV；(3)發電機定子電流不得超過其額定值，即9 085 A；(4)系統母線電壓不得低于網調給定的運行電壓下限值，即226 kV；(5)發電機進相試驗時不得失去靜穩定和動穩定并留有一定的裕度。

圖1 部分主接線、廠用接線圖

表2 1號發電機進相運行試驗數據表

3.4 1號發電機進相試驗分析

通過1號發電機進相運行試驗數據可以看出：1號發電機分別帶190 MW、152 MW、95 MW、0 M有功負荷時，2號發電機向系統發送無功功率 80 Mvar，用以支撐系統電壓。進相深度均受到發電機機端電壓過低、廠用電壓過低的雙重限制(表3)。

表3 1號機組發電機進相運行試驗受限數據表

1 號發電機在P=190 MW 時，可進相至Q=-30 Mvar運行；在P=152 MW時，可進相至Q=-35 Mvar運行；在P=95 MW時，可進相至Q=-40 Mvar運行；在P=0 MW時，可進相至Q=-50 Mvar運行。1號發電機帶 0～190 MW有功負荷時，在試驗進相深度范圍內220 kV母線降壓百分數為 0.48%～0.6%，降壓效果較為明顯(表4)。

表4 1號發電機進相運行時220 kV母線電壓降壓效果表

表5 主變檔位調整后電壓分析情況表

4 采取的措施

4.1 方案研究

根據1號機組的試驗情況，隨后對2號發電機進行了進相運行試驗，由1號發電機帶廠用電，并加大了1號發電機的無功負荷，廠用400 V母線起始電壓為399 V(相當于調整了廠用變檔位)，2號發電機進相運行到極限時，廠用電電壓為392 V，沒有降至下限值(361 V)，但發電機的機端電壓已下降至12.41 V，已降至額定值的90%左右。

從2號發電機進相運行試驗的情況可以看出：單方面調整廠變81B的變比，能夠提高廠用400 V母線電壓，但不能夠提高發電機的機端電壓，在發電機進相運行試驗時會造成發電機機端電壓持續下降，超出了發電機機端電壓的規定范圍。在1號發電機的進相試驗數據中，發電機機端電壓已降至額定電壓的90%(UN=12.42 kV)。根據發電機運行規定，在不影響發電機穩定運行的情況下，發電機機端電壓允許降至90%，電壓已降至極限值。

因此，單方面提高廠用電電壓，也不能增加發電機的進相深度，其進相深度會受到發電機定子電壓、定子電流、低勵限制等因素的影響。

4.2 采取的措施

從1號發電機進相試驗數據中可以發現：發電機在帶有功190 MW、152 MW、95 MW、0 MW，進相分別在30 000 Kvar、35 000 Kvar、40 000 Kvar、50 000 Kvar時，發電機機端電壓起始均較低。筆者建議調整1號主變變比。從目前的III檔調整到IV檔，從而可以適當提高發電機機端電壓，廠高變91CB、廠變81B檔位(III檔)不變，400 V母線電壓亦能提高。

調整1號主變檔位(Ⅲ檔調至Ⅳ檔)后，在現有系統最高電壓下，發電機機端電壓不會超過額定電壓, 廠用400 V母線電壓最高可以達到396 V，其電壓分析情況見表5。

通過調整1號主變檔位，重新進行了1號發電機進相運行試驗，試驗結果均滿足規范要求。

5 結 語

發電機進相運行試驗不合格時，不能單方面認為發電機存在問題、廠用電電壓低等，應該對試驗數據進行綜合分析，找出發電機進相運行試驗不合格的真正原因，采取有效措施加以解決，以滿足電網的要求。