#1發(fā)電機進相運行試驗報告

1、#1發(fā)電機進相運行試驗報告工程代號0710-6155太陽紙業(yè)熱電廠150MW機組發(fā)電機進相運行試驗報告6版/0)太陽紙業(yè)熱電廠150MW機組發(fā)電機進相運行試驗報告參加工作單位：山東電力研究院山東中實易通集團有限公司太陽紙業(yè)熱電廠工作人員：張維超、孫善華 等項目負責人：張維超工作時間：2008年2月15日至2008年2月16日編 寫：審 核：批 準:太陽紙業(yè)熱電廠150MW機組發(fā)電機進相運行試驗報告1 前言隨著山東電網(wǎng)裝機容量的增加，輸電線路的容量和距離不斷擴大，線路相間和對地電容相應地增大，系統(tǒng)的容性負荷大量增加。在負荷低谷時，系統(tǒng)發(fā)出的總感性無功可能超過用戶的感性無功和線路的無功損耗總和，導

2、致電網(wǎng)局部電壓超出容許范圍，影響電網(wǎng)設備的安全運行。為吸收系統(tǒng)多余無功調(diào)整電網(wǎng)電壓，一般采用并聯(lián)電抗器或調(diào)相機的辦法，但這不僅增加了設備投資，而且增加了損耗。如果降低發(fā)電機的勵磁電流，使發(fā)電機由通常的定子電流滯后于機端電壓 （發(fā)電機向系統(tǒng)提供感性無功） 的遲相運行，轉變?yōu)橛捎谇穭畲攀拱l(fā)電機的定子電流超前定子電壓（發(fā)電機從系統(tǒng)吸收感性無功）的進相運行，也可以達到同樣目的。顯然，這種方式比使用電抗器或調(diào)相機節(jié)約投資和能耗，而且操作也很簡便。為此調(diào)度中心要求新建及改造機組在投產(chǎn)前做進相運行試驗，利用試驗結果指導機組的實際運行，確保系統(tǒng)電壓控制在允許范圍內(nèi)。太陽紙業(yè)熱電廠#1 發(fā)電機為空氣冷卻方式發(fā)電

3、機， 2008 年2 月，由山東電力研究院負責， 電力研究院、 太陽紙業(yè)熱電廠雙方共同對#1 發(fā)電機進行了進相運行試驗， 以確認該機的進相運行能力。2 試驗依據(jù)的標準GB/T 1029-2005三相同步電機試驗方法 WX21 D85LLT 型汽輪發(fā)電機技術數(shù)據(jù)及有關說明GB/T 7064-2002透平型汽輪發(fā)電機技術要求#1 發(fā)電機運行規(guī)程3 1發(fā)電機有關參數(shù)：#1 發(fā)電機參數(shù)型 號： 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勵磁電流：1344 A功率因數(shù)：0.85接線方式：Y出廠編號：1500018出品年月：2

4、007.4制造 廠：山東濟南發(fā)電設備廠4試驗的有關說明通常限制發(fā)電機進相運行能力的主要因素有三個：發(fā)電機的靜穩(wěn)定、定子鐵芯端部的溫升、廠用電的降低。為了保證試驗的安全，試驗時采取以下措施：4.1 靜穩(wěn)定為保證發(fā)電機的靜穩(wěn)定， 在試驗中監(jiān)視發(fā)電機的功角不超過70 °， 且只進行勵磁調(diào)節(jié)器自動下的進相運行試驗。當自動勵磁調(diào)節(jié)器投入運行時，大大提高了發(fā)電機的靜態(tài)穩(wěn)定極限，增強穩(wěn)定運行的能力。4.2 定子鐵芯端部發(fā)熱 1發(fā)電機鐵芯端部安裝了磁屏蔽， 大大減少了端部漏磁的影響， 但是由于設計制造原因，端部未安裝測溫元件，廠家保證端部溫度不超溫。4.3 廠用電限制進相運行時， 隨著發(fā)電機勵磁電流

5、的減小， 發(fā)電機端電壓降低， 廠用電壓也會降低。進相運行試驗時我們要求發(fā)電機電壓不低于 14.2kV ， 6kV 母線電壓不能低于5.7kV ， 400V母線電壓不能低于 360V ， 低于上述值時進相深度不能繼續(xù)加大， 并增加勵磁以減小進相深度。5試驗過程簡介5.1 試驗接線5.1.1 從TSI系統(tǒng)中引出轉子鍵相信號（一轉一個脈沖）與定子電壓信號接入8808波形記錄儀，監(jiān)測發(fā)電機的功角。5.1.2 使用盤表中的雙向無功表，作為進相深度監(jiān)測表計。5.1.3 核實發(fā)電機內(nèi)各測溫元件正常。5.1.4 核實6 kV、400 V、220 kV各段電壓表計精度滿足測量要求（0.5級）。5.1.5 利用D

6、CS系統(tǒng)中的信號監(jiān)測發(fā)電機及電網(wǎng)的各電氣參數(shù)。5.2 繼電保護的更改解除低勵限制。5.3 廠用電由高廠變運行；220kV系統(tǒng)保持正常運行方式。5.4 試驗步驟在發(fā)電機并網(wǎng)前，利用8808波形記錄儀測量發(fā)電機轉子鍵相信號與定子電壓的相位角，將初始角設置為零。發(fā)電機并網(wǎng)帶負荷正常運行后，試驗分有功為 75MW、112.5MW、150MW三種工 況進行，其中75MW和112.5MW試驗工況在高廠變帶廠用電下進行，150MW試驗工況 在高備變帶廠用電下進行。試驗時，#1發(fā)電機置于自動勵磁的方式下、運行人員在試驗過程中保持被試機組的有功、進風溫度、空冷器進水溫度、進水壓力不變。5.4.1 廠用電由高廠變

7、供給的進相深度及溫升試驗（ 75MW 、 112.5MW）首先，調(diào)節(jié)發(fā)電機遲相運行有功為 75MW ，然后開始進相深度試驗。試驗時運行人員應手動降低勵磁，使發(fā)電機由遲相至進相過渡，然后繼續(xù)緩慢降低發(fā)電機勵磁電流，直至進行到滿足限制進相運行的條件（功角不大于70度、定子鐵芯及端部結構件溫升不超過廠家規(guī)定、不超過廠家P-Q 圖要求）為止，然后維持發(fā)電機的有功、無功不變，進行溫升試驗。此時應監(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、出風溫度）、定子電壓、定子電流、轉子電壓、轉子電流、 COS6

8、功角。當定子鐵芯兩次記錄間隔的溫度差不大于 1 后，可以認為鐵芯溫度已穩(wěn)定。試驗完畢后將機組恢復至遲相運行。有功為112.5MW進相深度試驗過程與75MW下的完全相同。5.4.2 廠用電由高備變供給的進相深度試驗（150MW ）機組恢復至遲相后，將廠用電切換到高備變運行。4太陽紙業(yè)熱電廠150MW機組發(fā)電機進相運行試驗報告調(diào)節(jié)發(fā)電機遲相運行有功為150MW,運行人員手動降低勵磁，直至進行到滿足限制 進相運行的條件(功角不大于70度、定子鐵芯及端部結構件溫升不超過廠家規(guī)定、不超 過廠家P-Q圖要求、發(fā)電機電壓不低于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。試驗完畢后機組恢復至遲相運行。6 .試驗結果：表1 #1 發(fā)電機進相運行試驗結果高廠變帶廠用電試驗安排負荷值(MW )75112.5150進 相 試 驗 初 始 值初始無功 (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)電機定子 電壓(kV)15.215.3715.64發(fā)電機定子 電流(kA)308845415734發(fā)電機勵磁 電壓(V)128.8164.2203.5發(fā)電機勵磁 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)電機進風 溫度（°C）23.024.627.6進 相 試 驗 結 果 值最大吸收無功（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)電機定子 電壓（kV）14.514.6914.31發(fā)電機定子 電流（kA）2988431

11、46146發(fā)電機勵磁 電壓（V）92.1127.5154.3發(fā)電機勵磁 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)電機進風 溫度（C）23.224.827.6差 值220kV母線 壓降（kV）1.01.33.0發(fā)電機電壓 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需吸收無功(MVar)41.840.0133.17 .試驗結果分析發(fā)電機進相運行的能力與電機型號、參數(shù)、定子鐵芯端部結構及其材質(zhì)、電機于電 網(wǎng)中的位置、自動勵磁調(diào)節(jié)器的性能與是否投入等諸因素有關。降壓能力與電網(wǎng)容量和 潮流分布有關。從本次實測結果可以看到，在150MW下進相30.9MVar

13、時發(fā)電機端部的磁密最高， 最高溫度為69.1 C,溫升為41.6K,離溫度限額120c有很大距離，因此該機在進相時 不受端部結構件發(fā)熱的限制。從試驗數(shù)據(jù)可以看出三種工況(75MW、112.5MW、150MW)進相到最大深度時 發(fā)電機的功角分別為43.3、° 47.3和64.0,。均不超過70 0,因此該機在進相時不受靜穩(wěn) 定的限制。從試驗結果可以看出：該機進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電壓降限制住進相深度，此時220kV母線電壓下降1kV以上。8 .結論太陽紙業(yè)熱電廠#1發(fā)電機進相深度主要受機端電壓和廠用電電壓降低條件限制。在正常運行時，如果進相深度不能滿足運行