#1發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)報(bào)告

1、#1發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)報(bào)告工程代號(hào)0710-6155太陽(yáng)紙業(yè)熱電廠150MW機(jī)組發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)報(bào)告6版/0)太陽(yáng)紙業(yè)熱電廠150MW機(jī)組發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)報(bào)告參加工作單位：山東電力研究院山東中實(shí)易通集團(tuán)有限公司太陽(yáng)紙業(yè)熱電廠工作人員：張維超、孫善華 等項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：張維超工作時(shí)間：2008年2月15日至2008年2月16日編 寫：審 核：批 準(zhǔn):太陽(yáng)紙業(yè)熱電廠150MW機(jī)組發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)報(bào)告1 前言隨著山東電網(wǎng)裝機(jī)容量的增加，輸電線路的容量和距離不斷擴(kuò)大，線路相間和對(duì)地電容相應(yīng)地增大，系統(tǒng)的容性負(fù)荷大量增加。在負(fù)荷低谷時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出的總感性無(wú)功可能超過(guò)用戶的感性無(wú)功和線路的無(wú)功損耗總和，導(dǎo)

2、致電網(wǎng)局部電壓超出容許范圍，影響電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行。為吸收系統(tǒng)多余無(wú)功調(diào)整電網(wǎng)電壓，一般采用并聯(lián)電抗器或調(diào)相機(jī)的辦法，但這不僅增加了設(shè)備投資，而且增加了損耗。如果降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)由通常的定子電流滯后于機(jī)端電壓 （發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)提供感性無(wú)功） 的遲相運(yùn)行，轉(zhuǎn)變?yōu)橛捎谇穭?lì)磁使發(fā)電機(jī)的定子電流超前定子電壓（發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收感性無(wú)功）的進(jìn)相運(yùn)行，也可以達(dá)到同樣目的。顯然，這種方式比使用電抗器或調(diào)相機(jī)節(jié)約投資和能耗，而且操作也很簡(jiǎn)便。為此調(diào)度中心要求新建及改造機(jī)組在投產(chǎn)前做進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)，利用試驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行，確保系統(tǒng)電壓控制在允許范圍內(nèi)。太陽(yáng)紙業(yè)熱電廠#1 發(fā)電機(jī)為空氣冷卻方式發(fā)電

3、機(jī)， 2008 年2 月，由山東電力研究院負(fù)責(zé)， 電力研究院、 太陽(yáng)紙業(yè)熱電廠雙方共同對(duì)#1 發(fā)電機(jī)進(jìn)行了進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)， 以確認(rèn)該機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行能力。2 試驗(yàn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1029-2005三相同步電機(jī)試驗(yàn)方法 WX21 D85LLT 型汽輪發(fā)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)及有關(guān)說(shuō)明GB/T 7064-2002透平型汽輪發(fā)電機(jī)技術(shù)要求#1 發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程3 1發(fā)電機(jī)有關(guān)參數(shù)：#1 發(fā)電機(jī)參數(shù)型 號(hào)： WX21 D85LLT額定容量： 176.5 MVA額定功率：150 MW額定電壓：15.75 kV額定電流：6469 A勵(lì)磁電流：1344 A功率因數(shù)：0.85接線方式：Y出廠編號(hào)：1500018出品年月：2

4、007.4制造 廠：山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠4試驗(yàn)的有關(guān)說(shuō)明通常限制發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行能力的主要因素有三個(gè)：發(fā)電機(jī)的靜穩(wěn)定、定子鐵芯端部的溫升、廠用電的降低。為了保證試驗(yàn)的安全，試驗(yàn)時(shí)采取以下措施：4.1 靜穩(wěn)定為保證發(fā)電機(jī)的靜穩(wěn)定， 在試驗(yàn)中監(jiān)視發(fā)電機(jī)的功角不超過(guò)70 °， 且只進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)下的進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)。當(dāng)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器投入運(yùn)行時(shí)，大大提高了發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定極限，增強(qiáng)穩(wěn)定運(yùn)行的能力。4.2 定子鐵芯端部發(fā)熱 1發(fā)電機(jī)鐵芯端部安裝了磁屏蔽， 大大減少了端部漏磁的影響， 但是由于設(shè)計(jì)制造原因，端部未安裝測(cè)溫元件，廠家保證端部溫度不超溫。4.3 廠用電限制進(jìn)相運(yùn)行時(shí)， 隨著發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流

5、的減小， 發(fā)電機(jī)端電壓降低， 廠用電壓也會(huì)降低。進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)時(shí)我們要求發(fā)電機(jī)電壓不低于 14.2kV ， 6kV 母線電壓不能低于5.7kV ， 400V母線電壓不能低于 360V ， 低于上述值時(shí)進(jìn)相深度不能繼續(xù)加大， 并增加勵(lì)磁以減小進(jìn)相深度。5試驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)介5.1 試驗(yàn)接線5.1.1 從TSI系統(tǒng)中引出轉(zhuǎn)子鍵相信號(hào)（一轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖）與定子電壓信號(hào)接入8808波形記錄儀，監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)的功角。5.1.2 使用盤表中的雙向無(wú)功表，作為進(jìn)相深度監(jiān)測(cè)表計(jì)。5.1.3 核實(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)各測(cè)溫元件正常。5.1.4 核實(shí)6 kV、400 V、220 kV各段電壓表計(jì)精度滿足測(cè)量要求（0.5級(jí)）。5.1.5 利用D

6、CS系統(tǒng)中的信號(hào)監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)及電網(wǎng)的各電氣參數(shù)。5.2 繼電保護(hù)的更改解除低勵(lì)限制。5.3 廠用電由高廠變運(yùn)行；220kV系統(tǒng)保持正常運(yùn)行方式。5.4 試驗(yàn)步驟在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前，利用8808波形記錄儀測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鍵相信號(hào)與定子電壓的相位角，將初始角設(shè)置為零。發(fā)電機(jī)并網(wǎng)帶負(fù)荷正常運(yùn)行后，試驗(yàn)分有功為 75MW、112.5MW、150MW三種工 況進(jìn)行，其中75MW和112.5MW試驗(yàn)工況在高廠變帶廠用電下進(jìn)行，150MW試驗(yàn)工況 在高備變帶廠用電下進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)，#1發(fā)電機(jī)置于自動(dòng)勵(lì)磁的方式下、運(yùn)行人員在試驗(yàn)過(guò)程中保持被試機(jī)組的有功、進(jìn)風(fēng)溫度、空冷器進(jìn)水溫度、進(jìn)水壓力不變。5.4.1 廠用電由高廠變

7、供給的進(jìn)相深度及溫升試驗(yàn)（ 75MW 、 112.5MW）首先，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)遲相運(yùn)行有功為 75MW ，然后開始進(jìn)相深度試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)運(yùn)行人員應(yīng)手動(dòng)降低勵(lì)磁，使發(fā)電機(jī)由遲相至進(jìn)相過(guò)渡，然后繼續(xù)緩慢降低發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，直至進(jìn)行到滿足限制進(jìn)相運(yùn)行的條件（功角不大于70度、定子鐵芯及端部結(jié)構(gòu)件溫升不超過(guò)廠家規(guī)定、不超過(guò)廠家P-Q 圖要求）為止，然后維持發(fā)電機(jī)的有功、無(wú)功不變，進(jìn)行溫升試驗(yàn)。此時(shí)應(yīng)監(jiān)視定子端部鐵芯溫度、功角、220 kV系統(tǒng)母線電壓、6kV、400V母線電壓變化。每30分鐘記錄一次定子各部分溫度（定子線圈溫度，定子鐵芯溫度，進(jìn)、出風(fēng)溫度）、定子電壓、定子電流、轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子電流、 COS6

8、功角。當(dāng)定子鐵芯兩次記錄間隔的溫度差不大于 1 后，可以認(rèn)為鐵芯溫度已穩(wěn)定。試驗(yàn)完畢后將機(jī)組恢復(fù)至遲相運(yùn)行。有功為112.5MW進(jìn)相深度試驗(yàn)過(guò)程與75MW下的完全相同。5.4.2 廠用電由高備變供給的進(jìn)相深度試驗(yàn)（150MW ）機(jī)組恢復(fù)至遲相后，將廠用電切換到高備變運(yùn)行。4太陽(yáng)紙業(yè)熱電廠150MW機(jī)組發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)報(bào)告調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)遲相運(yùn)行有功為150MW,運(yùn)行人員手動(dòng)降低勵(lì)磁，直至進(jìn)行到滿足限制 進(jìn)相運(yùn)行的條件(功角不大于70度、定子鐵芯及端部結(jié)構(gòu)件溫升不超過(guò)廠家規(guī)定、不超 過(guò)廠家P-Q圖要求、發(fā)電機(jī)電壓不低于14.2kV, 6kV母線電壓不能低于5.7kV, 400V母線 電壓不能低于36

9、0V)為止。試驗(yàn)完畢后機(jī)組恢復(fù)至遲相運(yùn)行。6 .試驗(yàn)結(jié)果：表1 #1 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果高廠變帶廠用電試驗(yàn)安排負(fù)荷值(MW )75112.5150進(jìn) 相 試 驗(yàn) 初 始 值初始無(wú)功 (MVar)37.251.668.3初始功角 (0 )28.433.035.0功率因數(shù)(COS 4)0.900.910.90發(fā)電機(jī)定子 電壓(kV)15.215.3715.64發(fā)電機(jī)定子 電流(kA)308845415734發(fā)電機(jī)勵(lì)磁 電壓(V)128.8164.2203.5發(fā)電機(jī)勵(lì)磁 電流(A)756.6957.81147.1220kV母線 電壓(kV)228.8229.7230.16kV A W 電壓（kV

10、）6.036.076.076Kv B W電壓（kV）6.046.076.08400V A母線 電壓（V）381.0381380400V B母線 電壓（V）380.0380382定子線圈最 高溫度（°C）59.568.285.5鐵芯最高溫 度（°C）56.760.069.9發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng) 溫度（°C）23.024.627.6進(jìn) 相 試 驗(yàn) 結(jié) 果 值最大吸收無(wú)功（MVar）-13.4-0.4-30.9功角（0 ）43.347.364.0功率因數(shù)（COS 4）-0.98-1 0.98發(fā)電機(jī)定子 電壓（kV）14.514.6914.31發(fā)電機(jī)定子 電流（kA）2988431

11、46146發(fā)電機(jī)勵(lì)磁 電壓（V）92.1127.5154.3發(fā)電機(jī)勵(lì)磁 電流（A）527.3741.8880.9220kV母線 電壓（kV）227.8228.4227.16kV A W 電壓（kV）5.775.795.976kV B W電壓（kV）5.785.795.98400V A母線 電壓（V）363359374400V B母線 電壓（V）361359376定子線圈最 高溫度（°C）58.868.484.5鐵芯最高溫 度（°C）56.560.369.1發(fā)電機(jī)進(jìn)風(fēng) 溫度（C）23.224.827.6差 值220kV母線 壓降（kV）1.01.33.0發(fā)電機(jī)電壓 壓降（kV

12、）0.700.681.336kV A W 壓降（kV）0.260.280.16kV B W 壓降（kV）0.260.280.1400V A母線 壓降(V)18226400V B母線 壓降(V)19216定子線圈溫 升(K)35.643.656.9鐵芯溫升 (K)33.335.541.5220kV母線每降1kV需吸收無(wú)功(MVar)41.840.0133.17 .試驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的能力與電機(jī)型號(hào)、參數(shù)、定子鐵芯端部結(jié)構(gòu)及其材質(zhì)、電機(jī)于電 網(wǎng)中的位置、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的性能與是否投入等諸因素有關(guān)。降壓能力與電網(wǎng)容量和 潮流分布有關(guān)。從本次實(shí)測(cè)結(jié)果可以看到，在150MW下進(jìn)相30.9MVar

13、時(shí)發(fā)電機(jī)端部的磁密最高， 最高溫度為69.1 C,溫升為41.6K,離溫度限額120c有很大距離，因此該機(jī)在進(jìn)相時(shí) 不受端部結(jié)構(gòu)件發(fā)熱的限制。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出三種工況(75MW、112.5MW、150MW)進(jìn)相到最大深度時(shí) 發(fā)電機(jī)的功角分別為43.3、° 47.3和64.0,。均不超過(guò)70 0,因此該機(jī)在進(jìn)相時(shí)不受靜穩(wěn) 定的限制。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出：該機(jī)進(jìn)相深度受廠用電電壓降低條件限制。廠用電由高廠變 帶的工況是400V電壓降限制住進(jìn)相深度，此時(shí)220kV母線電壓下降1kV以上。8 .結(jié)論太陽(yáng)紙業(yè)熱電廠#1發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度主要受機(jī)端電壓和廠用電電壓降低條件限制。在正常運(yùn)行時(shí)，如果進(jìn)相深度不能滿足運(yùn)行