特高壓直流輸電工程大型調相機組調試質量管控研究

翟來

摘? 要：為保證特高壓直流輸電工程配套大型調相機組的高效投產、安全運行，發揮其在交直流混聯電網中的無功支撐作用，針對大型調相機組設備選型、制造、監造等方面的質量管控實施路線進行了探討。

關鍵詞：高壓直流;大容量調相機;調試;質量管控

目前，在特高壓直流輸電工程（high vo-agerete，DC）中，換流器多平用半控型電力電子器件，正浴運行時需吸收大無功、在換流過程中亦產生大量低次諧波，影響☆、直流系統的安全穩定運行陽此義研究一種靈活可控、響應快速的動杰無調行方案就有著重要的意義。

調相機作為旋轉無功發生裝置，對提高受端交流電網短路比，增強電網強度和靈活件有獨持的代勢。配合大容量調相機，在直流系統閉鎖的情況下，調相機可進人進相運行狀態，吸收因直流用負荷出現的大量無功，從而抑制系統電壓升高，改善電壓水平。因此，為保證特高壓直流工程配套大型調相機組的高效投產、安全運行，發揮其在交直流混聯電網中的無功支撐作用、本文針對特高壓直流輸電工程大型調相機組調試質量管控進行了探討研究。

一、調試工作總體目標

加強方案審查和試驗驗證，確保調相機組性能合格、質量可靠、運維簡便。調試單位開展各項現場試驗及過程控制措施，保證機組技術參數全部達到工程預期要求，設備質量責任得到完全履行。

二、組織架構及職責

各站應分別組建啟動驗收委員會和試運指揮部及下屬分支機構，以便具體組織和指揮各站的調試工作，使調試工作按步驟、有條理、高質量地開展。

三、調相機質量管控主要內容

調相機質量管控的主要內容表現三個階段：設備招標階段：對調相機本體及輔助設備與常規發電設備具體性能要求、結構特點等開展具體差異化分析，提出研究分析報告。設備監造階段：對各類設備的產品監造質量、生產及出廠試驗等過程中，提出管控建議，編制各類

設備監造大綱，提出管控建議。設備現場交接試驗階段：對各類設備的現場交接試驗提出具體管控建議，編制各類設備現場交接試驗大綱。

四、調相機質量管控技術實施路線

針對調相機結構及冷卻方式、特殊性能指標要求、分散控制系統（DS人水冷系統需求、勵磁系統需求、保護配置、起動裝置等本體和輔助設備系統與大型汽輪發電機組的區別進行分析，編制差異化分析報告。

1、調相機本體

由于大型調相機的特殊性能及結構要求，會對設備選型、招標、駐廠監造、現場交接試驗以及啟動調試的技術和內容產生一定影響。因此，需通過對比汽輪發電機及其輔機系統的相關標準技術要求及市場現有同容量等級汽輪發電機組的電磁及機械性能、結構、極限及非

正常工況下的運行能力等方面進行差異化分析，從而提出大型調相機差異化分析研究報告，從而在調相機及其輔機系統設備的招標工作中，對重點關注的性能和指標控制提供技術依據和參考。

本部分將針對大型調相機本體與傳統汽輪發電機在性能及結構等要求上進行差異化分析，重點研究內容如下。

（1）大型調相機電氣性能的特殊要求，包含短路比、強勵性能、快速響應性能、電抗參數、時間常數等特殊性能指標。

（2）大型調相機機械性能的特殊要求，充分考慮機組經常處于遲相、深度進相運行工況，包括轉子軸系振動、噪音、軸承座振動、軸瓦溫升等參數控制。

（3）大型調相機結構對短路比、強勵性能、快速響應性能、電抗參數、時間常數等關健性能指標的影響。

（4）大型調相機極限運行工況下的穩定運行能力，包含深度進相運行時的端部溫升控制能力、靜態穩定抗擾動能力，以及深度遲相運行時的迅速勵磁能力等影響大型調相機穩定運行的關鍵性能。

（5）大型調相機非正常工況下的運行能力，包含突然跳閘時定子過電壓對定子繞組絕緣等級及絕緣強度的要求、突然短路而相關保護未動作時對端部繞組結構強度以及過電流能力的要求、轉子失磁使其異步運行時對轉子繞組過電壓能力的要求等保障大型調相機非正常工況下運行而不發生重大損傷的特殊要求。

2、輔助系統

由于大型調相機組潤滑油系統及其運行要求與常規汽輪發電機組有一定差異，相應的主機潤滑油系統配置也需充分考慮到各種可能異常工況，根據不同的情況進行充分的調研和論證。對于調相機冷卻水系統，由于其水系統與發電廠水系統存在一定區別;而換流站/變電站的現場條件與發電廠也存在一定差距。

3、勵磁與起動系統

對大型調相機所有工況進行分析，得出在勵磁系統與起動系統方面大型調相機與傳統汽輪機、傳統抽水蓄能機組上的差異，其主要內容有：明確直流特高壓輸電工程大型調相機的勵磁系統所采取的勵磁形式、各項參數指標（如轉子強勵、定子過流、短路比等指標）與傳統汽輪發電機組的差異;充分調研SFC起動方式在各電廠的應用情況，分析其運行特點。

4、分散控制系統

選取目前國內常用的國外品牌的分散控制系統，依據分散控制的相關技術標準要求，進行性能對比分析。本部分重點在于闡明國內外品牌分散控制系統，在硬件體系結構、軟件體系結構和分散控制系統的開發和生成功能上的差異，提出大型調相機組分散控制系統差異化分析研究報告，為調相機用分散控制系統的招標工作提供指導。

5、化學水處理系統

雙水內冷機組和空冷機組對水的要求有差別，主要表現在雙水內冷機組的內冷水要求高，必須是化學除鹽水，空冷機組無內冷水。雙水內冷機組、空冷機組都有外冷水，外冷水的水源可以比較廣泛，為了防止外冷水系統的結垢影響機組的傳熱需要對外冷水進行阻垢和殺菌處理。化學除鹽水的來源可以通過外購或化學除鹽設備制水取得。

外購除鹽水的優點：節省制水設備的投資、設備占地、運行維護及員工成本等，廢水處理設施也較簡化。缺點是除鹽水的供應源和供應量受到制約。

自制除鹽水，根據調研和可行性論證可設置滿足內冷水水質和用量的化學除鹽設備，較常用的除鹽系統有二級反滲透加EDI除鹽處理和離子交換處理等。采用離子交換處理占用場地面積大，需要配套酸堿再生處理和廢水量較大需較復雜的廢水處理設備。在變電站或換流

站站內設置酸堿儲存系統會對變電站或換流站可能帶來安全隱患。至于采用何種方式需要進行大量綜合論證。

外冷水處理通過化學加藥系統向外冷水中加人阻垢劑和殺菌劑，如何選用化學處理藥劑，需要依靠大量試驗數據作為支撐，而化學加藥設備則需要根據冷卻水量進行選型。

五、結語

本項目的實施可為特高壓直流輸電工程大型調機組質量管控提供有效保障，為特高壓直流工程配套大型調相機組從設備選型及招標、制造監造、設備安裝全過程、多方面進行質量管控，確保工程的高效投產、安全運行，充分發揮其在交直流混聯電網中的無功支撐作用。

參考文獻：

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