某电厂发电机调压及低励限制器整定试验方案
某发电厂发电机
调压及低励限制器整定试验方案
1、试验目的
目前，我省电力系统已进入大机组、大电网、特、超高压输电时代，220kV及其500kV输电线路的大幅度增加，大机组的不断投运，系统容量的逐步扩大，带之而来的电网局部无功不平衡、电压调整问题日益复杂。特别是负荷低谷时期，电压偏高问题较为严重，直接影响到发电厂、变电站和用户电气设备的安全稳定运行，影响着电能质量指标。采用并联电抗器等其他调节手段，不仅耗资较大，增加占地，而且调节幅度有限，满足不了系统增容、发展的要求。故而利用发电机组进相运行来吸收系统的过剩无功，使系统电压能够维持在规定范围之内是经济、有效并且确实可行的方法。这种方法是基于不影响发电机组正常出力和各项安全稳定运行指标以及不超出机组本身参数的最大允许值的基础之上的。
电力系统中调压手段很多，采用发电机组进相运行的手段从而达到调整系统电压的目的，此种方法不失为一种调整系统电压水平的优选方案。这种调压手段不需要添加附加设备，充分利用发电机组本身的调压能力，只需通过理论计算和现场试验来确定发电机的进相深度。当前我国大型发电机组设备的装备制造水平业已使发电机组本身具备了一定的进相能力，一般来讲机组应具备在功率因数超前0.95的工况下进相运行的能力，但接入电网运行的发电机组接入短路容量不同，在实际运行中受极端电压影响，进相能力不尽相同，需要通过试验确定发电机组 进相
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运行能力，为低励曲线的整定、AVC定值的整定提供依据。 2、试验原理及标准依据
通常发电机的正常运行状态是既向系统输送有功功率又向系统输送无功功率，我们称发电机在滞相运行状态，这时功率因数角φ为正值。而发电机的进相运行指的是发电机向系统发出有功功率，并从系统吸收无功功率的运行状态。此时，功率因数角φ为负值，发电机由滞相运行变为进相运行的过程，表现在无功功率由发出到吸收，一正一反，变化很大，我们就是利用它的这一特点来吸收系统局部的无功过剩，解决电压偏高问题。发电机进相运行有各种限制因素，只有确定了这些限制条件，才能保证发电机组的安全稳定运行，达到既不影响机组有功出力，又能有效调节系统电压水平的目的。发电机进相运行时，发电机定子电压下降，定子电流增大，机组静稳定极限降低，暂态稳定性减弱，发电机定子端部铁芯温度的升高，厂用电电压的降低，励磁调节系统的调节范围等都是制约发电机进相运行的限制条件。本次进相运行试验的目的就是为了从这些限制条件中找出它们的规律以确定发电机的进相深度。
本试验依据之相关标准如下：
Q/GDW 746–2012 同步发电机进相试验导则 GB/T 755—2008 旋转电机定额和性能
DL/T 970—2005 大型汽轮发电机非正常和特殊运行及维护导则 DL/T 1040—2007 电网运行准则
GB∕T 7064–2008 隐极同步发电机技术要求 Q/GDW 212-2008电力系统无功补偿配臵技术原则 国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定
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3、试验条件及电气接线
系统在正常运行方式下即可进行试验，要求山西中部电网500kV、220kV主网正常运行，试验机-企元热电厂发电机组处于正常运行状态。 3.1 企元热电厂电气接线简介
企元热电厂装机容量为2×50MW汽轮发电机组－汾西#1机、汾西#2机，通过一回110kV输电线路接入河东110kV变电站（两渡220kV建成之前）。
企元热电厂＃1机、＃2机均为中国长江动力公司（集团）生产的型号为QF-50-2的发电机组，额定功率50MW，额定定子电压10.5kV，额定定子电流3235A。企元热电厂发电机励磁采用自并励励磁方式。
与企元热电厂发电机相连的升压变为沈阳华美变压器制造有限公司生产的S10—75000/110型变压器，接线组别为YNdll，额定容量为75000kVA，其变比为121±2×2.5%KV/10.5kV，分头位臵为3分头;实际运行变比为121/10.5kV。
企元热电厂发电机对应的厂高变为江苏中电输配电设备有限公司生产的S10—16000/10.5型变压器，额定容量为16/16MVA，变比为（10.5±2×2.5%）/6.3KV，分头位臵为3分头;实际运行变比为10.5/6.3kV。
试验机相关参数见附录。 3.2 发电机进相运行试验条件 3.2.1 机组运行状态
1） 发电机组在自带厂用电方式下能满负荷运行，且可在机组正常运行范围内平稳调整有功功率。
2） 机组在满负荷正常运行时，主变高压侧母线电压、高/低压厂用
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电源母线电压应在合理范围内。否则，应在试验前将主变及厂用变压器分接头调到合适位臵。发电机组升压变压器分头位臵由省调确定，接入山西电网500KV电压等级的发电机组，原则上升压变高压侧分头位臵确定为522.5或525，接入山西外送通道附近的机组可以确定为538或536位臵；接入220KV系统机组，原则上升压变高压侧分头位臵确定为236KV。
厂用变分头位臵原则上确定为U1N/U2N*1.05，在试验前应检查厂用电各级电压标幺值差别不应超过2％,否则应调整相应厂用变的变比位臵。（厂用系统各级额定电压分别为10 kv，6 kv，0.38kv）
3） 发电机组电气量、非电气量等状态量的指示均应完整、准确。如定子端部铁芯和金属结构件的温度测点不完整，试验前应按规定埋设。
4） 发电机冷却系统运行正常。
5） 自动发电控制（AGC）等其它调节发电机有功功率的功能组件退出运行。
6） 自动电压控制（AVC）退出，励磁调节器以外的其它影响发电机无功功率调整的功能组件及限制环节应退出或取消，无功功率应能平滑、稳定调节。
3.2.2 励磁调节器（AVR）
1） 励磁调节器性能指标应符合《GB/T 7409.3—2007 同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求》、《DL/T 583—2006 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装臵技术条件》、《DL/T 650—1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》、《DL/T 843—2003 大型汽轮发电机交流励磁系统技术条件》规定的技术要求。
2） 励磁调节器低励限制环节模型框图、逻辑说明、参数计算及调
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整方法等相关技术资料齐全。
3） 励磁调节器低励限制功能完好，整定值可在线修改。 4） 励磁调节器低励跳闸功能退出，其它调节、限制、保护功能正常投入。
5） 其它影响进相试验的限制条件退出。 6） 励磁建模及 PSS 试验已完成 3.2.3 发电机变压器组保护
1） 发电机变压器组保护运行正常。
2） 保证进行试验中的最大进相深度不会启动发电机失磁保护， 试验期间失磁保护投入方式根据具体情况确定，确保试验期间机组安全。 3.2.4 电网运行条件
1） 由调度安排试验所需的运行工况。 2） 同厂陪试机组 AVC 应退出。
3） 涉网安全稳定措施已按调度批复方案执行。 4、试验内容及试验准备 4.1试验内容
a）发电机并网前在额定空载工况下进行发电机零功角（即发电机参考功角）的测量。进行发电机不同有功功率下的进相能力测试， 要求发电机功角、机端电压、端部铁芯和金属结构件温度、高/低压厂用电源母线电压、 主变高压侧母线电压在《DL/T 5153—2002 火力发电厂厂用电设计技术规定》及运行规程规定的范围内。
b) 在实测的进相能力范围内，整定低励限制曲线。 c) 检验低励限制环节的静态限制特性，验证低励限制定值。
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