發(fā)電廠主變分接頭調(diào)整對發(fā)電機(jī)電壓及無功的影響

穆 賽

（深能保定發(fā)電有限公司，河北 保定 072150）

1 機(jī)組概況

深能保定發(fā)電有限公司#1發(fā)電機(jī)采用哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的型號為QFSN-350-2的發(fā)電機(jī)，額定功率350 MW，額定容量412 MVA，額定功率因數(shù)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(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷，無載調(diào)壓方式。高廠變?yōu)樘焱Ｗ冎圃霺FF-45000/20型油浸變壓器，形式為三相分裂雙繞組，自然油循環(huán)風(fēng)冷，無載調(diào)壓方式。

2 主變分接頭調(diào)整原因

由于河北南網(wǎng)220 kV系統(tǒng)電壓偏高，#1機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電后機(jī)組無功出力受限，機(jī)組長時(shí)間進(jìn)相運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)壓。同時(shí)，受廠用6 kV、380 V電壓偏低的影響，發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度不夠，機(jī)組對電網(wǎng)的調(diào)壓能力沒有完全釋放。發(fā)電無功曲線和電能質(zhì)量不能達(dá)到電網(wǎng)公司要求[1-2]。

3 分接頭未調(diào)整前機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)

分別在170 MW、260 MW、350 MW負(fù)荷下進(jìn)行進(jìn)相試驗(yàn)并對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果見表1（260 MW下數(shù)據(jù)），通過試驗(yàn)確定限制發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的主要因素為發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和中低壓段電壓。

發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行對系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)情況，如表2所示。可以看出，本機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行對系統(tǒng)電壓未起到較明顯的調(diào)節(jié)作用。

鑒于上述問題，決定通過調(diào)整主變、廠變分接頭位置解決電網(wǎng)電壓偏高以及長期發(fā)電機(jī)端電壓偏低運(yùn)行問題，通過廠變分接頭位置調(diào)整適當(dāng)抬高廠用電壓，從而提升機(jī)組進(jìn)相能力。

4 調(diào)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(diào)至5檔，由表3可以看出主變變比減小。若要保持上網(wǎng)電壓不變，發(fā)電機(jī)端電壓必須上升。發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓升高對應(yīng)廠用電電壓升高，此時(shí)需要將廠變變比向增大方向調(diào)整，以降低廠用電壓值。根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)系統(tǒng)側(cè)平均電壓230 kV，主變分接頭3檔可計(jì)算機(jī)端電壓230/U3=242/20計(jì)算U3=19.0 kV。若將分接頭調(diào)至5檔后，230/U5=229.90/20，計(jì)算U5=20.0 kV。

表1 P=260 MW時(shí)發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行情況

表2 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行對電網(wǎng)電壓的影響

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

廠變分接頭調(diào)至3檔：20.0/U=20/6.3，廠用電壓U=6.3 kV。

廠變分接頭調(diào)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(diào)5檔廠變調(diào)至3檔可以適當(dāng)增高6 kV及380 V廠用電壓，增強(qiáng)供電可靠性。

表3 主變分接頭位置與電壓關(guān)系

表4 廠變分接頭位置與電壓關(guān)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(diào)至4檔，230/U4=235.95/20，計(jì)算U4=19.50 kV。主變壓器調(diào)整分接頭4檔位置后，19.50/U=19.5/6.3，此時(shí)廠用電壓U=6.3 kV。

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

此外，當(dāng)主變分接頭的檔位進(jìn)行調(diào)高操作后，要注意以下事項(xiàng)。第一，在主變分接頭檔位調(diào)高后，機(jī)組進(jìn)行第一次啟動過程中要密切監(jiān)測發(fā)電機(jī)機(jī)端的電壓變化情況。第二，發(fā)電機(jī)加勵(lì)磁后，要實(shí)時(shí)監(jiān)測勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，當(dāng)出現(xiàn)異常報(bào)警時(shí)要及時(shí)進(jìn)行故障分析。第三，在機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行過程中，要注重監(jiān)測發(fā)電機(jī)溫度變化情況。第四，因廠用電電壓升高，啟備變分接頭也應(yīng)與高廠變進(jìn)行匹配調(diào)整[3-4]。

根據(jù)河北南網(wǎng)相關(guān)調(diào)度規(guī)定，綜合比較主變分接頭由3檔調(diào)至4檔，廠變分接頭保持不變可以適當(dāng)增高6 kV及380 V廠用電壓，提升機(jī)組進(jìn)行能力，且現(xiàn)場改動也最少，最終決定執(zhí)行方案2。

5 主變分接頭調(diào)整后的安全措施

5.1 啟備變有載調(diào)壓檔位進(jìn)行調(diào)整

由于發(fā)電機(jī)端電壓升高，廠用6 kV電壓適當(dāng)升高，此時(shí)對應(yīng)調(diào)整啟備變有載調(diào)壓分接頭位置與高廠變相對應(yīng)，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(jìn)行調(diào)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(diào)整后導(dǎo)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(wǎng)，對電網(wǎng)造成較大沖擊電流。

壓差計(jì)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(jī)進(jìn)行核相實(shí)驗(yàn)，在發(fā)電機(jī)升壓至額定電壓后，在同期裝置讀取系統(tǒng)側(cè)電壓一次值和待并側(cè)電壓一次值，并重新整定。

6 分接頭調(diào)整后機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)

再次在170 MW、260 MW、350 MW負(fù)荷下進(jìn)行進(jìn)項(xiàng)試驗(yàn)并對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果見表5（260 MW下數(shù)據(jù)）。

發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行對系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)情況如表6所示。可以看出，本機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行對系統(tǒng)電壓起到較明顯的調(diào)節(jié)作用[5]。

表5 P=260 MW時(shí)發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行情況

表6 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行對電網(wǎng)電壓的影響

7 結(jié) 論

綜上所述，通過對發(fā)電廠主變分接頭檔位進(jìn)行科學(xué)合理調(diào)整后，機(jī)組電壓和廠用中低電壓均有所提高，大大提升了發(fā)電機(jī)能力，且提高了電網(wǎng)電壓水平。可見，發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行可以有效改善電網(wǎng)無功潮流分布，對調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓、提高電壓質(zhì)量具有明顯作用。