摘要：對(duì)沙畈電廠發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)情況進(jìn)行了總結(jié)，研究了發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的限制條件，特別研究了發(fā)電機(jī)低有功無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行、發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)廠用電電壓過低對(duì)廠用負(fù)載的影響以及定子端部結(jié)構(gòu)件溫度限制。

　　關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī),進(jìn)相試驗(yàn),試驗(yàn)研究

　　一 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的必要性

　　隨著金華電力工業(yè)不斷發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)功增多。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)，其過剩無(wú)功必導(dǎo)致電網(wǎng)電壓升高，甚至超過運(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)壓的手段，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。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)量最有效又經(jīng)濟(jì)的必要措施之一。沙畈電廠作為金華電網(wǎng)最大的水電站，又是金華地調(diào)范圍內(nèi)的頂峰電廠，更是應(yīng)該做好電廠的進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)。2013年1月18日，電廠作了一次全體值班人員的進(jìn)相演練，收到了很好的效果。

　　二 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的基本原理

　　發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，供給系統(tǒng)有功功率和感性無(wú)功功率，其有公功率和無(wú)功功率的指示均為正值;而進(jìn)相運(yùn)行時(shí)供給系統(tǒng)有功功率和容性無(wú)功功率，其有功功率指示為正值，而無(wú)功功率表則指示為負(fù)值，故可以說(shuō)此時(shí)從系統(tǒng)吸收感性無(wú)功功率。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)各電氣參數(shù)是對(duì)稱的，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)行方式中功率因素變動(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，基本電磁是由勵(lì)磁電流決定的，附加電磁功率是由轉(zhuǎn)子凸級(jí)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，其最大值對(duì)于凸級(jí)發(fā)電機(jī)Xd>Xq,故P2m>0;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，凸級(jí)發(fā)電機(jī)在無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)的電磁反映功率可達(dá)到額定容量的20%左右，亦即發(fā)電機(jī)帶有功20%Pn無(wú)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)不失步。此時(shí)繞組無(wú)直流電流又保持同步狀態(tài)，故不在轉(zhuǎn)子饒組及各部件感應(yīng)電流，不存在轉(zhuǎn)子發(fā)熱的問題。

　　三 發(fā)電機(jī)參數(shù)及勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)

　　1. 發(fā)電機(jī)參數(shù)

　　型號(hào)： SF-J5000-10∕2600 額定容量： 6.25MVA

　　額定功率：5MW 功率因素：0.8(滯后)

　　定子電壓：6.3KV 定子電流：573A

　　轉(zhuǎn)子電壓：97.5V 轉(zhuǎn)子電流417.1A

　　冷卻方式：密閉風(fēng)冷 絕緣等級(jí)：B∕B

　　轉(zhuǎn)速：600r∕min 接線方式：Y

　　勵(lì)磁方式：可控硅并激勵(lì)磁 定子鐵芯溫升限額：80℃

　　制造廠家：杭發(fā)廠

　　2. 勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)

　　①進(jìn)相運(yùn)行時(shí)參數(shù)

　　低勵(lì)限制參數(shù)：Qo=0.827Pu Po=2.070Pu

　　②正常(滯后、遲相)運(yùn)行時(shí)參數(shù)

　　低勵(lì)限制參數(shù)：Qo=0.200Pu Po=1.000Pu

　　四 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的限制參數(shù)

　　發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行會(huì)受到下列因素的限制：①發(fā)電機(jī)的靜穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定限制;②發(fā)電機(jī)的暫態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定限制;③低勵(lì)磁不穩(wěn)定的限制。

　　五 試驗(yàn)過程

　　先開2#機(jī)，有功至3MW，無(wú)功至1.2Mvar運(yùn)行一段時(shí)間，當(dāng)溫度相對(duì)穩(wěn)后逐步減少無(wú)功進(jìn)相后，為防止機(jī)組出現(xiàn)異常，無(wú)功從-500Mvar,-1000Mvar, 最后降至限值-2000Mvar各數(shù)據(jù)穩(wěn)定后無(wú)功回升至1.2Mvar。之后開1#機(jī)，有功至3MW，無(wú)功至1.2Mvar運(yùn)行一段時(shí)間，當(dāng)溫度相對(duì)穩(wěn)定后無(wú)功直接降至限值-2000Mvar. 同時(shí)2#機(jī)無(wú)功降至-2000Mvar.試驗(yàn)完畢無(wú)功回升至正常后申請(qǐng)停機(jī)。

　　六 各試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

　　七 進(jìn)相運(yùn)行時(shí)注意的事項(xiàng)

　　①進(jìn)相運(yùn)行前，在勵(lì)磁屏上把低勵(lì)限制參數(shù)更改為：Qo=0.827P Po=2.070Pu u

　　②進(jìn)相時(shí)，調(diào)節(jié)無(wú)功減少至進(jìn)相運(yùn)行工礦時(shí)應(yīng)緩慢，以免調(diào)節(jié)過頭 。

　　③在進(jìn)相運(yùn)行過程中，機(jī)組各電氣量和各部溫度要求相對(duì)穩(wěn)定，如溫升過快或溫度超過限值，應(yīng)停止進(jìn)相運(yùn)行，增加無(wú)功。

　　④進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，如機(jī)組發(fā)生滑極失步，表現(xiàn)為有功表指針和無(wú)功表指針劇烈晃動(dòng)，應(yīng)立即增加無(wú)功，減少有功，值長(zhǎng)立即匯報(bào)調(diào)度，如采取措施無(wú)效，應(yīng)解列停機(jī)后匯報(bào)調(diào)度。

　　⑤進(jìn)相運(yùn)行時(shí)要監(jiān)視廠用電不能過低，故發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓盡量控制在5.985~6.615KV之間。

　　⑥在結(jié)束進(jìn)相運(yùn)行恢復(fù)正常運(yùn)行或機(jī)組出現(xiàn)異常需增加無(wú)功時(shí)，2臺(tái)機(jī)組無(wú)功增加應(yīng)同時(shí)調(diào)節(jié)。

　　八 結(jié)論

　　2臺(tái)機(jī)組在有功3MW，無(wú)功-2Mvar進(jìn)相運(yùn)行工礦下，各溫度沒有明顯增加，溫升沒有過快，各電氣量和表計(jì)都比較穩(wěn)定，機(jī)組振動(dòng)和噪音都在正常范圍內(nèi)。故2臺(tái)機(jī)組可以在P=3MW, Q= -2Mvar進(jìn)相工礦下運(yùn)行。

　　參考文獻(xiàn)：

　　⒈黑龍江省哈爾濱電力科學(xué)研究院 田玉興 何風(fēng)軍 齊瑞春 《關(guān)于發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)的探討》

　　2.《金華市沙畈電廠發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行規(guī)程》

　　3.《浙江小水電培訓(xùn)教材---發(fā)電機(jī)運(yùn)行與檢修》2005 浙江水利專科學(xué)校