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《電氣制造雜志》2014年第七期

1發(fā)電機(jī)功率波動(dòng)原因分析

2013年11月30日，2#主變壓器（天威保變,型號(hào)SFP－720000/220，720000kV•A）檢修后，對(duì)2#主變壓器進(jìn)行反充電時(shí)，出現(xiàn)1#發(fā)電機(jī)有功由400MW突變至435MW，無(wú)功由150Mvar突變至294Mvar，勵(lì)磁電流由3202A突變至3822A，定子電流由11371A突變至13074A。2#主變壓器反充電等效電路圖如圖5所示。在2#主變大修期間，進(jìn)行了主變壓器繞組直流電阻測(cè)試，該電流在變壓器鐵心上產(chǎn)生剩磁，變壓器工作點(diǎn)發(fā)生偏移而進(jìn)入飽和區(qū)，2#主變壓器充電時(shí)，系統(tǒng)電源在1#主變中產(chǎn)生并聯(lián)合應(yīng)涌流，1#發(fā)電機(jī)在1#主變壓器中產(chǎn)生級(jí)聯(lián)合應(yīng)涌流，兩種涌流交替作用，從而產(chǎn)生很大的勵(lì)磁涌流，系統(tǒng)所需的無(wú)功增加，因該電廠(chǎng)與系統(tǒng)聯(lián)系較為薄弱，220kV母線(xiàn)電壓、運(yùn)行發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓瞬時(shí)降低，引起相鄰運(yùn)行的1#發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流迅速增加，無(wú)功亦隨之快速增加。從2#發(fā)變組故障錄波裝置錄得的波形分析，主變高壓側(cè)電流波形偏于時(shí)間軸一側(cè)，且有間斷角，為典型的勵(lì)磁涌流波形。

2應(yīng)對(duì)措施

從以上分析可知，發(fā)電機(jī)出口未裝設(shè)斷路器的發(fā)變組單元接線(xiàn)系統(tǒng)在帶主變壓器升壓過(guò)程中，發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作是由主變壓器勵(lì)磁涌流引起的；與系統(tǒng)聯(lián)系薄弱的機(jī)組（發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)出口斷路器），在主變壓器檢修后反送電時(shí)相鄰并列運(yùn)行機(jī)組功率波動(dòng)亦為勵(lì)磁涌流引起。針對(duì)以上兩種不同接線(xiàn)方式及工況，可采取以下兩種方法來(lái)消除或減小勵(lì)磁涌流的影響。

2.1發(fā)變組手動(dòng)升降壓利用發(fā)電機(jī)自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的手動(dòng)控制功能，進(jìn)行發(fā)電機(jī)帶變壓器手動(dòng)升壓，從勵(lì)磁系統(tǒng)能夠建立的發(fā)電機(jī)電壓最小值開(kāi)始，手動(dòng)緩慢地升壓至發(fā)電機(jī)額定電壓，再手動(dòng)緩慢地降至初始建壓值，這樣升降數(shù)次后，變壓器鐵心中的剩磁通大幅降低，此后再由勵(lì)磁系統(tǒng)自動(dòng)快速建壓至額定值。利用此法對(duì)4#主變消磁后，4#發(fā)變組故障錄波裝置錄取4#發(fā)電機(jī)帶4#主變壓器起勵(lì)時(shí)4#發(fā)電機(jī)電流波形如圖7所示，發(fā)電機(jī)三相電流基本為0，勵(lì)磁涌流已基本消失，消磁效果良好。

2.2加裝涌流抑制裝置發(fā)電機(jī)裝設(shè)有出口斷路器的發(fā)變組單元接線(xiàn)系統(tǒng)，并列點(diǎn)一般選擇為發(fā)電機(jī)出口斷路器，主變壓器先于發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行，在主變壓器倒送電時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流無(wú)法利用手動(dòng)升壓方法進(jìn)行消磁，此時(shí)可裝設(shè)涌流抑制器降低勵(lì)磁涌流。涌流抑制裝置基于電感負(fù)載磁鏈?zhǔn)睾愣桑磁c電感線(xiàn)圈交鏈的磁通不能突變，而磁通在相位上滯后電壓90°。因此在變壓器內(nèi)部無(wú)剩余磁通時(shí)，選擇在電壓峰值，磁通為0時(shí)合閘將有效地避免涌流的產(chǎn)生；而在變壓器內(nèi)部有剩余磁通時(shí)，若能得知剩磁的極性和數(shù)值，依據(jù)電壓積分算得在預(yù)期的磁通等于剩磁通的瞬間合閘，也將有效地避免涌流的產(chǎn)生。裝設(shè)涌流抑制裝置前2#主變反送電時(shí)相鄰運(yùn)行的1#發(fā)電機(jī)功率如圖8所示，此時(shí)有功無(wú)功均有一定程度的波動(dòng)。利用涌流抑制器進(jìn)行2#主變壓器反送電合閘時(shí)相鄰運(yùn)行的1#發(fā)電機(jī)功率如圖9所示，2#主變壓器高壓側(cè)電流波形如圖10所示，可以看出，2#主變壓器高壓側(cè)勵(lì)磁涌流已基本消失，且相鄰運(yùn)行機(jī)組功率波動(dòng)也基本消失。

3結(jié)束語(yǔ)

發(fā)電機(jī)出口未配備出口斷路器的發(fā)電機(jī)組單元接線(xiàn)系統(tǒng)，在帶主變壓器升壓過(guò)程中，由于勵(lì)磁涌流的影響，會(huì)導(dǎo)致發(fā)變組保護(hù)誤動(dòng)，可通過(guò)發(fā)電機(jī)自并勵(lì)勵(lì)磁控制系統(tǒng)緩慢手動(dòng)升壓降壓的方法，消除主變壓器剩磁，從而有效消除勵(lì)磁涌流。發(fā)電機(jī)出口配備出口斷路器的發(fā)變組單元接線(xiàn)系統(tǒng)，在存在兩臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)行，且與系統(tǒng)聯(lián)系薄弱的情況下，當(dāng)一臺(tái)主變壓器倒送電過(guò)程中，由于主變勵(lì)磁涌流的影響，會(huì)導(dǎo)致相鄰運(yùn)行機(jī)組功率波動(dòng)，可通過(guò)加裝勵(lì)磁涌流抑制器來(lái)有效降低勵(lì)磁涌流。

作者：楊松單位：廣東粵電靖海發(fā)電有限公司