發電廠主變分接頭調整對發電機電壓及無功的影響

穆 賽

（深能保定發電有限公司，河北 保定 072150）

1 機組概況

深能保定發電有限公司#1發電機采用哈爾濱電機廠有限責任公司生產的型號為QFSN-350-2的發電機，額定功率350 MW，額定容量412 MVA，額定功率因數0.85。主變壓器為保定天威保變制造型號為SFP-430000/220型油浸變壓器，形式為三相雙繞組外置冷卻器，強迫導向油循環風冷，無載調壓方式。高廠變為天威保變制造SFF-45000/20型油浸變壓器，形式為三相分裂雙繞組，自然油循環風冷，無載調壓方式。

2 主變分接頭調整原因

由于河北南網220 kV系統電壓偏高，#1機組并網發電后機組無功出力受限，機組長時間進相運行進行系統調壓。同時，受廠用6 kV、380 V電壓偏低的影響，發電機進相深度不夠，機組對電網的調壓能力沒有完全釋放。發電無功曲線和電能質量不能達到電網公司要求[1-2]。

3 分接頭未調整前機組進相運行試驗

分別在170 MW、260 MW、350 MW負荷下進行進相試驗并對相關參數進行監測，結果見表1（260 MW下數據），通過試驗確定限制發電機進相運行的主要因素為發電機機端電壓和中低壓段電壓。

發電機進相運行對系統電壓的調節情況，如表2所示?？梢钥闯?，本機組進相運行對系統電壓未起到較明顯的調節作用。

鑒于上述問題，決定通過調整主變、廠變分接頭位置解決電網電壓偏高以及長期發電機端電壓偏低運行問題，通過廠變分接頭位置調整適當抬高廠用電壓，從而提升機組進相能力。

4 調整方案

4.1 方案一：主變分接頭由3擋切換至5擋

將主變分接頭檔位由3檔調至5檔，由表3可以看出主變變比減小。若要保持上網電壓不變，發電機端電壓必須上升。發電機機端電壓升高對應廠用電電壓升高，此時需要將廠變變比向增大方向調整，以降低廠用電壓值。根據現場運行數據系統側平均電壓230 kV，主變分接頭3檔可計算機端電壓230/U3=242/20計算U3=19.0 kV。若將分接頭調至5檔后，230/U5=229.90/20，計算U5=20.0 kV。

表1 P=260 MW時發電機進相運行情況

表2 發電機進相運行對電網電壓的影響

目前，廠變分接頭位置在4擋。因機端電壓上升對應廠用電壓升高，主變3檔時19.00/U=19.5/6.3，計算廠用6 kV電壓U=6.14 kV；變壓器調整分接頭5檔位置后，20.0/U=19.5/6.3，此時廠用電壓U=6.46 kV，電壓偏高。因此，必須調整分接頭，調整方案見表4。

廠變分接頭調至3檔：20.0/U=20/6.3，廠用電壓U=6.3 kV。

廠變分接頭調至2檔：20.0/U=20.5/6.3。廠用電壓U=6.15 kV。

綜合比較可見，主變調5檔廠變調至3檔可以適當增高6 kV及380 V廠用電壓，增強供電可靠性。

表3 主變分接頭位置與電壓關系

表4 廠變分接頭位置與電壓關系

4.2 方案二：主變分接頭由3擋切換至4擋

若將分接頭調至4檔，230/U4=235.95/20，計算U4=19.50 kV。主變壓器調整分接頭4檔位置后，19.50/U=19.5/6.3，此時廠用電壓U=6.3 kV。

若將廠變分接頭調至3檔，19.50/U=20/6.3，廠用電壓U=6.14 kV。

此外，當主變分接頭的檔位進行調高操作后，要注意以下事項。第一，在主變分接頭檔位調高后，機組進行第一次啟動過程中要密切監測發電機機端的電壓變化情況。第二，發電機加勵磁后，要實時監測勵磁系統運行是否正常，當出現異常報警時要及時進行故障分析。第三，在機組進相運行過程中，要注重監測發電機溫度變化情況。第四，因廠用電電壓升高，啟備變分接頭也應與高廠變進行匹配調整[3-4]。

根據河北南網相關調度規定，綜合比較主變分接頭由3檔調至4檔，廠變分接頭保持不變可以適當增高6 kV及380 V廠用電壓，提升機組進行能力，且現場改動也最少，最終決定執行方案2。

5 主變分接頭調整后的安全措施

5.1 啟備變有載調壓檔位進行調整

由于發電機端電壓升高，廠用6 kV電壓適當升高，此時對應調整啟備變有載調壓分接頭位置與高廠變相對應，避免造成廠用電切換電壓偏差大造成沖擊電流。

5.2 同期裝置定值進行調整

同期裝置采用南京南瑞繼保公司型號PCS-9659D裝置。由于主變分接頭位置調整后導致主變變比改變，變比改變后同期定值不改變可能造成較大的電壓差并網，對電網造成較大沖擊電流。

壓差計算公式為：

因此，變壓器分接頭位置改變后，同期裝置定值在啟機進行核相實驗，在發電機升壓至額定電壓后，在同期裝置讀取系統側電壓一次值和待并側電壓一次值，并重新整定。

6 分接頭調整后機組進相運行試驗

再次在170 MW、260 MW、350 MW負荷下進行進項試驗并對相關參數進行監測，結果見表5（260 MW下數據）。

發電機進相運行對系統電壓的調節情況如表6所示?？梢钥闯觯緳C組進相運行對系統電壓起到較明顯的調節作用[5]。

表5 P=260 MW時發電機進相運行情況

表6 發電機進相運行對電網電壓的影響

7 結 論

綜上所述，通過對發電廠主變分接頭檔位進行科學合理調整后，機組電壓和廠用中低電壓均有所提高，大大提升了發電機能力，且提高了電網電壓水平?？梢姡l電機進相運行可以有效改善電網無功潮流分布，對調節系統電壓、提高電壓質量具有明顯作用。