發(fā)電機(jī)進(jìn)相試驗(yàn)

1、發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行，是由于系統(tǒng)電壓太高，影響電能質(zhì)量，而采取的一種運(yùn)行方式。目的是 為了讓發(fā)電機(jī)吸收系統(tǒng)無(wú)功功率，從而達(dá)到降低系統(tǒng)電壓作用，這是由調(diào)度部門(mén)下令執(zhí)行的。發(fā)電機(jī)能不能進(jìn)相運(yùn)行，取決于發(fā)電機(jī)的無(wú)功進(jìn)相能力。由于制造工藝和安裝質(zhì)量不一樣， 每臺(tái)機(jī)的進(jìn)相情況是不同的。每臺(tái)機(jī)都必須單獨(dú)做進(jìn)相試驗(yàn)，然后得出在不同負(fù)荷下的進(jìn)相 深度，再將這些數(shù)據(jù)寫(xiě)入運(yùn)行規(guī)程，一般情況都是這樣的。在做進(jìn)相試驗(yàn)時(shí).先是維持發(fā)電 機(jī)有功負(fù)荷某一固定值（如空載，50%，75%，100%），再按要求的速度進(jìn)行減磁直到勵(lì)磁調(diào) 節(jié)器低勵(lì)限制動(dòng)作為止，記錄各點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)。目的是為了在不破壞機(jī)組靜態(tài)穩(wěn)定性前提下， 得出機(jī)組對(duì)系統(tǒng)

2、調(diào)壓的能力。發(fā)電機(jī)進(jìn)相試驗(yàn)專(zhuān)題鑒于電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電機(jī)進(jìn)相試驗(yàn)的廣泛開(kāi)展，本貼專(zhuān)門(mén)討論發(fā)電機(jī)進(jìn)相試驗(yàn)有關(guān)問(wèn)題，并不定期上傳進(jìn)相試驗(yàn)相關(guān)資料。希望大家積極參與。何謂發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行?發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意什么？為什么？答:所謂發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行,是指發(fā)電機(jī)發(fā)出有功而吸收無(wú)功的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，主要應(yīng)注意四個(gè)問(wèn)題:一是靜態(tài)穩(wěn)定性降低;二是 端部漏磁引起定子端部溫度升高;三是廠用電電壓降低；四是由于機(jī)端電壓降低 在輸出功率不變的情況下發(fā)電機(jī)定子電流增加，易造成過(guò)負(fù)荷。進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，由于發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，內(nèi)部電勢(shì)降低，靜態(tài)儲(chǔ)備降低， 使靜態(tài)穩(wěn)定性降低。由于發(fā)電機(jī)的輸出功率P=EdU/XdSin6,在進(jìn)相運(yùn)

3、行時(shí)Ed、U均有所降低，在輸出功率P不變的情況下，功角5增大，同樣降低動(dòng)穩(wěn)定水平。進(jìn)相運(yùn)行時(shí)由于助磁性的電樞反應(yīng)，使發(fā)電機(jī)端部漏磁增加，端部 漏磁引起定子端部溫度升高，發(fā)電機(jī)端部漏磁通為定子繞組端部漏磁通和轉(zhuǎn)子端 部磁通的合成。進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，由于兩個(gè)磁場(chǎng)的相位關(guān)系使得合成磁通較非進(jìn)相運(yùn) 行時(shí)大，導(dǎo)致定子端部溫度升高 廠用電電壓的降低：廠用電一般引自發(fā)電機(jī)出口或發(fā)電機(jī)電壓母線,進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，由于發(fā)電 機(jī)勵(lì)磁電流降低和無(wú)功潮流倒送引起機(jī)端電壓降低同時(shí)造成廠用電電壓降低。離輸電網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)功增多，如220 kV、330 kV和500 kV級(jí)的 架空線路，每公里對(duì)地的容性無(wú)功分別為130kva

4、r、400 kvar和1 0001 300 kvar。加之，為彌補(bǔ)系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)的無(wú)功不足，在電網(wǎng)中還裝設(shè)了一定數(shù)量的 電容器，這些電容器有時(shí)難以適應(yīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)電壓的需要而及時(shí)投切。因此，在節(jié) 假日或午夜等系統(tǒng)負(fù)荷處于低谷時(shí)，其過(guò)剩無(wú)功必導(dǎo)致電網(wǎng)電壓升高，甚至超過(guò) 運(yùn)行電壓容許的規(guī)定值，不僅影響供電的電壓質(zhì)量，還會(huì)使電網(wǎng)損耗增加，經(jīng)濟(jì) 效益下降。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行能吸收網(wǎng)絡(luò)過(guò)剩的無(wú)功功率，降低系統(tǒng)電壓。發(fā)電機(jī) 進(jìn)相運(yùn)行是結(jié)合電力生產(chǎn)需要而采用的切實(shí)可行的運(yùn)行技術(shù)，它可使發(fā)電機(jī)由改 變運(yùn)行工況而達(dá)到降壓的目的。僅是利用系統(tǒng)現(xiàn)有設(shè)備增加的一種調(diào)壓手段，便 可擴(kuò)大系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)范圍，改善電網(wǎng)電壓的運(yùn)行狀況

5、。該方法操作簡(jiǎn)便，在發(fā) 電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行限額范圍內(nèi)運(yùn)行可靠，其平滑無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)電壓的特點(diǎn)，更顯示了它調(diào) 節(jié)電壓的靈活性，發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行是改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量最有效而又經(jīng)濟(jì)的必要措 施之一。1、發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的基本原理發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，向系統(tǒng)提供有功的同時(shí)還提供無(wú)功，定子電流滯后于端 電壓一個(gè)角度，此種狀態(tài)即遲相運(yùn)行.當(dāng)逐漸減少勵(lì)磁電流使發(fā)電機(jī)從向系統(tǒng)提 供無(wú)功而變?yōu)閺南到y(tǒng)吸收無(wú)功,定子電流從滯后而變?yōu)槌鞍l(fā)電機(jī)端電壓一個(gè)角 度,此種狀態(tài)即進(jìn)相運(yùn)行.發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)各電氣參數(shù)是對(duì)稱(chēng)的，并且發(fā)電機(jī)仍 保持同步轉(zhuǎn)速，因而是屬于發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行方式中功率因數(shù)變動(dòng)時(shí)的一種運(yùn)行工 況，只是拓寬了發(fā)電機(jī)通常的運(yùn)行范圍。同

6、樣，在允許的進(jìn)相運(yùn)行限額范圍內(nèi)， 只要電網(wǎng)需要是可以長(zhǎng)期運(yùn)行的。同步發(fā)電機(jī)在低有功情況下可以無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行，此時(shí)發(fā)電機(jī)能保持同步運(yùn)行， 并吸收電網(wǎng)無(wú)功功率，但其定子電壓要下降。發(fā)電機(jī)低有功無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行是依靠反 應(yīng)轉(zhuǎn)矩維持同步運(yùn)行的，其電磁功率包含兩部分，即基本電磁功率和附加電磁功 率，基本電磁功率是由勵(lì)磁電流決定的，附加電磁功率是由轉(zhuǎn)子凸極效應(yīng)確定的。 當(dāng)運(yùn)行中失去勵(lì)磁時(shí)，電磁功率僅有附加電磁功率。對(duì)于凸極發(fā)電機(jī)XdXq，故P2m0；當(dāng)有功功率很小時(shí)，該電磁功率足以 克服制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的作用而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)保持同步。實(shí)踐證明，凸極發(fā)電機(jī)在無(wú) 勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)的電磁反應(yīng)功率可達(dá)到額定容量的20%左右，亦即發(fā)電機(jī)

7、帶有功 20% Pn無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)不失步。此時(shí)轉(zhuǎn)子繞組無(wú)直流電流又保持同步狀態(tài)，故不 在轉(zhuǎn)子繞組及各部件感應(yīng)電流，不存在轉(zhuǎn)子發(fā)熱的問(wèn)題。2、發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的限制因素發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行會(huì)受到下列因素的限制：發(fā)電機(jī)的靜穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定限制； 發(fā)電機(jī)的暫態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定限制；低勵(lì)磁不穩(wěn)定的限制。3、進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)研究工作內(nèi)容發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)研究主要工作如下。3.1改造了各試驗(yàn)電廠有關(guān)無(wú)功功率等表計(jì)發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)吸收系統(tǒng)感性無(wú)功，無(wú)功功率為負(fù)，功率因數(shù)角 由正變?yōu)樨?fù)，功率因數(shù)具有雙向性。而以前各電廠所裝無(wú)功表計(jì)均為單向，且未 裝功率因數(shù)表，因此需改造單向無(wú)功功率因數(shù)表。3.2發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行穩(wěn)定性和電壓無(wú)功

8、研究結(jié)果發(fā)電機(jī)進(jìn)相試驗(yàn)應(yīng)在系統(tǒng)低谷負(fù)荷時(shí)段電壓偏高時(shí)進(jìn)行，采用四川電網(wǎng)正常 運(yùn)行狀態(tài)下的小方式進(jìn)行計(jì)算，為了提高發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度，減小發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓 對(duì)進(jìn)相深度的影響，一般將電廠升壓變壓器接頭定于4檔。把安全工程師站點(diǎn) 加入收藏夾在發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)前對(duì)其穩(wěn)定極限和無(wú)功電壓進(jìn)行了計(jì)算。通過(guò)計(jì)算可 知，每臺(tái)發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)定極限都是比較深的，暫態(tài)穩(wěn)定極限略淺于靜穩(wěn)定極限，發(fā) 電機(jī)進(jìn)相在暫態(tài)穩(wěn)定極限范圍內(nèi)能將系統(tǒng)電壓降低至允許范圍，降壓效果是十分 顯著的。3.3發(fā)電機(jī)失磁異步運(yùn)行時(shí)機(jī)理、現(xiàn)象及處理措施發(fā)電機(jī)在進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)中，在勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)試中有可能失磁，進(jìn)相至較深的進(jìn) 相深度時(shí)也可能轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行。因此，在試

9、驗(yàn)前應(yīng)研究發(fā)電機(jī)失磁異步運(yùn)行的機(jī) 理、現(xiàn)象及處理措施。當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，隨著勵(lì)磁電流下降，電磁轉(zhuǎn)矩下降，在轉(zhuǎn)子上就會(huì)出 現(xiàn)轉(zhuǎn)矩不平衡現(xiàn)象。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，發(fā)電機(jī)失磁異步運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子表面溫 度不會(huì)太高，其主要原因?yàn)檗D(zhuǎn)子部件感應(yīng)電流頻率較低，集膚效應(yīng)不太嚴(yán)重，渦 流遍布于轉(zhuǎn)子整體，不會(huì)使轉(zhuǎn)子局部出現(xiàn)高溫；轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不會(huì)無(wú)限制升高， 這樣可避免轉(zhuǎn)子超速可能引起的故障或事故；定子電壓要下降，定子電流要增 加，輸出的有功至少要小于（0.50.6） Pn,定子電流接近或略高于其額定值； 定子邊段鐵芯和金屬結(jié)構(gòu)件溫度會(huì)增加；當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組開(kāi)路失磁異步運(yùn)行時(shí)， 轉(zhuǎn)子繞組會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流，在甚低滑差00

10、.005 =下異步運(yùn)行時(shí)， 其感應(yīng)電壓是較低的，不會(huì)危及轉(zhuǎn)子繞組絕緣的安全運(yùn)行。轉(zhuǎn)子繞組在某種外接 電阻下，其感應(yīng)電流可能會(huì)超過(guò)轉(zhuǎn)子額定電流，但不可能達(dá)到很高的危險(xiǎn)數(shù)值， 可能最高約為1.5倍額定電流值。根據(jù)以上試驗(yàn)研究結(jié)果，發(fā)電機(jī)在進(jìn)相試驗(yàn)中若發(fā)生失磁異步運(yùn)行，不應(yīng)匆 忙解列停機(jī)，應(yīng)盡快增加勵(lì)磁電流恢復(fù)同步，若不能恢復(fù)同步，則應(yīng)將有功減低 至（5060）%Pn，同時(shí)增加勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)恢復(fù)同步。3.4研究廠用電電壓過(guò)低對(duì)廠用負(fù)載的影響為了研究廠用電電壓過(guò)低對(duì)廠用負(fù)載的影響，在CD電廠作了廠用電壓較低 時(shí)的擾動(dòng)試驗(yàn)。發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器投入運(yùn)行，在有功為140 MW，進(jìn)相到廠 用電達(dá)到較低值

11、時(shí)，起動(dòng)一臺(tái)5500 kW給水泵電機(jī)作擾動(dòng)試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果表明， 廠用電在起動(dòng)過(guò)程中由6.0 kV降為4.8 kV，起動(dòng)時(shí)間為4.6 s，起動(dòng)時(shí)不影響 發(fā)電機(jī)和其它輔機(jī)的正常運(yùn)行。3.5研究發(fā)電機(jī)低負(fù)荷全失磁時(shí)的機(jī)理、現(xiàn)象及處理措施在GZ電廠的G電站5號(hào)和T電站13號(hào)發(fā)電機(jī)上作了研究。G電站5號(hào)發(fā)電 機(jī)是在有功為10MW下進(jìn)行的，將勵(lì)磁電流減至最小，然后斷開(kāi)勵(lì)磁開(kāi)關(guān)，此時(shí) 發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行，實(shí)測(cè)其邊段鐵芯溫升未超標(biāo)，此時(shí)廠用電電壓最低為5.82 kV，發(fā)電機(jī)在P=10 MW下可以無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行。而T電站13號(hào)發(fā)電機(jī)是在有功為20 MW下進(jìn)行的，此時(shí)電機(jī)未失步，邊段鐵芯溫度也未超標(biāo)，但卻受到了廠用電電 壓過(guò)低（廠用電壓降為5.22 kV）的限制而不能無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行。3.6研究發(fā)電機(jī)定子端部邊段鐵芯和金屬結(jié)構(gòu)件溫度分布規(guī)律在G電站5號(hào)發(fā)電機(jī)、T電站13號(hào)發(fā)電機(jī)、BZS電廠3號(hào)機(jī)定子端部邊段鐵 芯和金屬結(jié)構(gòu)件處埋設(shè)熱電遇，測(cè)量其溫度分布。G電站5號(hào)機(jī)定子上下端定子 邊段鐵芯和金屬結(jié)構(gòu)件處選擇一個(gè)節(jié)距，埋設(shè)在同槽異相繞組附