机组进相运行安全稳定分析与具体措施

随着电力市场的发展完善, 发电企业实行竞价上网, 电压作为电能质量的重要指标之一, 考核与奖励越来越重。传统电压调节手段已不能满足现代电力系统运行的要求, 所以增加发电机的无功调节手段势在必行。利用发电机进相运行, 吸收电力系统中过剩的无功功率来降低电压, 是电网调节电压的一个有力调控手段。我公司两台135MW循环硫化床机组通过批准进相及高力率运行, 并于2006年11月经过实验调试正式执行。通过对进相运行机组存在的各种不安全因素进行详细分析并提出可靠性防范措施, 保证机组安全经济运行。

1 影响和制约发电机进相运行几个因素与分析

1.1 发电机定子端部发热的限制

发电机端部漏磁通是由转子和定子的漏磁通合成的, 它是一个随转子同速旋转的旋转合成磁场。该旋转漏磁场磁通在切割静止的定子端部各金属结构件时, 就会在其中感应涡流和磁滞损耗, 引起发热。特别是定子端部铁心, 压指, 压环等磁阻较小的部件, 因通过的磁通多, 在局部冷却强度不足时, 就会出现局部温升过高的现象。发电机由滞相变为进相运行时, 端部合成磁通随之显著增大, 端部元件的温升也显著增大, 甚至越限, 成为限制发电机进相运行的条件之一。因此, 要通过现场试验作出温升曲线来确定进相运行的深度。

1.2 发电机的静稳极限的限制

根据发电机静稳判据dp∕dδ>0, 发电机电势相对于电网电压的角位移δ=90°是发电机的静态稳定极限, 发电机正常运行时, 应使δ<90°, 并留有一定的裕度, 这样额定运行点离稳定极限有一定距离, 使极限功率比额定功率大一定倍数, 保证发电机具备静稳能力, 在正常运行时要求静态过载倍数lm在1.7倍左右, 即δ在36°左右。在进相运行时, km可以适当降低, 考虑到发电机进相运行时具有一定的承受负荷波动的能力, 按照功率限制的办法。留有10%的裕度, 估算得功角δ为65°, 所以一般要求机组进相运行时一般功角δ不应超过65°。

1.3 厂用电电压限制

发电机厂用电一般取自发电机出口。进相运行时, 发电机由向系统发出无功变为吸收无功。由于实际系统不可能为无穷大系统, 不能维持机端电压为恒定, 即运行时发电机机端电压与厂用电电压要降低, 按公司规程要求不得低于厂用额定电压值的90%, 以确保厂用电动机的自启动, 并且厂用系统电压降低时会使低压电动机运行状态差:出力下降, 滑差增大, 电流增大, 可能造成电动机和厂变过流, 过热问题, 我公司厂高变不是有载调压变压器, 所以发电机的进相深度以厂用电压下降不低于额定电压的90%为限。

2 保证进相机组安全稳定运行的有效措施

2.1 设备参数 (#4机#5机)

型号QF-135-2

额定容量158824 kVA

额定功率135000 kW

功率因数0.85 (滞后)

额定电压13800V

额定电流6645 A

定子线圈绝缘等级F

转子线圈绝缘等级F

定子铁芯绝缘等级F

2.2 加强值班人员的监视力度

发电机进相运行期间, 电气值班员应严密监视发电机各部温度及冷却系统温度, 发电机的温度应满足《电气运行规程》的要求。同时应严密监视220kV母线电压, 使之保持在233kV～235kV之间;确保发电机端电压不低于1 3.0 k V;高压厂用6 k V母线电压不低于5.8 k V;低压厂用400V母线电压不低于360V。、一旦发现各母线电压、发电机温度、机组的有功和无功功率、机组运行状态等有异常现象, 立即将机组由进相改为迟相运行, 并向省调当值调度员汇报。

2.3 增加进相运行机组的技术措施

(1) 加强冷却和温度检测。温度传感器除埋设在定子铁芯, 定子线棒, 定子引出线等处以外还应在边段铁芯上装设热电偶便于重点监视机组进相运行时端部结构件温度易发热的部位。

(2) 装设双向无功功率表和双向功率因数表, 以便运行人员监视机组运行工况和计量。

(3) 装设:“功角仪”, 以便于运行中对发电机功角进行监视, 确保发电机功角有一定的稳定裕度, 一般要求δ<65°, 防止进相运行机组失步。

(4) 进相运行机组的失磁保护压板不许退出, 自动励磁调节装置必须投运, 手动调节励磁状态下则不允许机组进相运行。对低励限制功能, 要求进行整定, 校核后正确投运, 否则不得进相运行。另外相邻迟相运行机组亦需投入励磁调节装置。

(5) 发电机进相运行时, 应注意机组厂用电压偏低引起的厂用电动机过电流问题, 必要时应对厂用变压器分接头进行调整, 使其满足要求。

(6) 发电机组的进相运行方式, 在135MW机组和系统正常运行时采用;当一条出线停役、母差保护停役、单母线运行、机组的励磁系统等主设备缺陷影响到机组及系统的安全运行时, 机组应保持迟相运行。

(7) 发电机组进相或高力率运行时, 如两台机组同时运行并且220kV母联在运行状态, 两台机组的进相深度应力求平衡。根据公司机组进相运行实验数据, 保证两台机组的进相深度应严格按照表1要求执行。

(8) 发电机进相运行时, 如需启6kV辅机 (如定期切换试验) , 应先将发电机调整至迟相运行, 保证电动机的自启动, 待辅机正常运行后, 再将发电机调整至进相运行。

(9) 发电机进相运行时, 如遇到系统发生振荡, 值班员不应干涉励磁系统自动增加励磁电流。如频率异常, 自行增减有功, 同时听候调度安排。

3 结语

(1) 利用发电机吸收无功功率, 是解决电网低谷运行期间无功功率过剩, 电压过高的一项简易可行, 经济性高的有效措施, 用进相的方法来调节电网电压是经济, 简便, 可行的。

(2) 通过防范措施既满足了机组进相运行的需要, 又保障了机组安全和稳定运行。

摘要：本文针对徐州垞城电力有限责任公司2×135MW循环硫化床机组进相运行时, 影响安全的因素进行分析并提出防范措施, 对今后我公司机组安全稳定进相运行具有指导作用。

关键词：进相运行,漏磁通,耗静态稳定性,防范措施