660MW发电机进相试验浅析

2023-03-04

1 设备参数

黄骅电厂3号发电机为发变组单元接线方式, 机组采用自并励静止励磁系统, 由三台单相并接于发电机机端的励磁变压器作为电源, 经可控硅整流后供给发电机磁场电流。

1.1 发电机, 型号

QFSN-660-2;额定容量:733MVA;额定功率:660MW;额定电压:20kV;额定电流:21170A;额定频率:50HZ;功率因数:0.9 (滞后) ;定子绕组接线方式:Y Y;冷却方式:水氢氢;励磁方式:自并励;额定励磁电流:4563A;额定励磁电压:466.9V。

1.2 励磁变压器, 型号

DCB-2200/20/3;额定容量:2200×3kVA;额定电压:22/0.81kV;额定电流173.21;短路阻抗:8%;接线组别:YN, d11

1.3 励磁调节器, 装置型号

NES5100;生产厂家:南京南瑞电气控制公司。

2 试验目的

(1) 确定#3汽轮发电机进相运行的主要限制因素、进相运行能力, 绘制出该型机组的安全运行极限图。

(2) 摸清被试机组进相运行时对黄骅电厂母线电压的调节效果和对系统运行的影响。

(3) 为电网的运行调度提供可靠准确的数据。

3 试验前应具备的条件

(1) 由于大型发电机在设计时已考虑进相运行能力, 因此在进相试验前, 应查找发电机说明书, 提供P-Q图及发电机进相运行的各限值。

(2) 该机出厂前在发电机端部铁芯、线圈等处已安装了测温元件, 在试验前查找热电偶的埋设位置图、确认其完好性并将具体位置在图上标识出来。

(3) 为测量发电机的功角, 试验前功角仪的两个信号分别来自发电机测量PT和转速检测器 (发电机大轴键相信号) 取出至主控室, 此工作由电研所和电厂共同完成, 注意试验前确认键相信号的位置。零功角的测量应在发电机并网前进行测量。

(4) 试验时根据整个试验的要求, 结合电厂表盘仪表及数据记录等情况可增加记录各量的仪器。

(5) 励磁系统的一、二次电气设备均已全部安装完毕, 安装记录完整, 照明、通风、空调、消防、通讯系统已完工。

(6) 励磁系统的交、直流工作电源, 控制、信号电源, 风机电源均已安装调试完毕, 经验收合格并可投入正常使用。

(7) 灭磁开关的就地操作跳、合闸良好。

(8) 励磁系统所有试验均已结束, 各项技术指标均符合交接试验规程要求。

(9) 解除低励限制功能、退出发电机对称过负荷保护压板。

4 试验步骤

4.1 发电机初始功角δ0的测量

发电机空载, 定子电压升至额定值时, 读取功角仪的指示作为初始功角δ0。

4.2 发电机带有功负荷为660MW时的进相试验

(1) 发电机带有功负荷为660MW, 功率因数0.95迟相稳定运行, 观察发电机各部正常, 各试验表计相互关系正确, 记录录取到以下各量:定子电压VAB、VBC、VCA;定子电流IA、IB、IC;转子电压Vf;转子电流If;发电机三相有功功率P;三相无功功率Q;功率因数COSφ;6kV厂用电电压VT;发电机内功角δG;系统电压;母线电压;发电机各部温度;主要高、低压动力绕组温度。在发电机进相前退出发电机失磁保护、对称过负荷保护以及自动励磁调节器的低励限制功能。待试验结束, 定值修定后恢复。

(2) 维持发电机有功不变, 手动降发电机励磁电流, 使无功每减少20Mvar, 待稳定后再降励磁电流, 直至无功降到零。上述过程中运行人员应特别注意厂用电电压, 若低于5700V时停止进相运行, 待各参数稳定后读取记录各量值。

(3) 维持有功不变, 继续加大进相深度。缓慢降低励磁, 使发电机进相运行分别吸收无功为20Mvar、30Mvar、40Mvar、50Mvar、60Mvar……在励磁调节过程中, 运行人员应注意各测量值不超出规定的限值。

(1) 发电机定子电流最大不超过1倍的额定值;功率因数不超过0.95 (进相) ;机组的振动值不出现明显的变化;控制发电机内功角δ, 在整个试验过程中不超过70°。

(2) 6kV厂用电母线电压不低于95%额定值即5700V;低压380V母线电压不得低于360V;系统母线电压不低于调度要求的数值。

(3) 定子线槽/绕组温度<120℃, 定子铁芯温度<120℃, 定子端部铁芯及各金属结构件温度<1 2 0℃。定子一次水出水温度<85℃;发电机氢压应保持额定, 冷氢温度最高47℃;定子绕组内冷水进水温度控制在35℃~46℃范围内。

若有接近或超出的量值, 要停止降励磁, 在读取记录各量后升励磁至迟相运行。

(4) 完成该工况下进相试验后, 升发电机励磁, 使无功回到迟相额定功率因数运行。