米東熱電廠發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行試驗(yàn)分析

張 鋒

（ 神華神東電力有限責(zé)任公司新疆米東熱電廠，烏魯木齊 830019）

1 引言

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［1］。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［4］。在做進(jìn)相試驗(yàn)時(shí)，先是維持發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷在某一固定值(如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)調(diào)壓的能力。

神華米東熱電廠是新疆第一家空冷發(fā)電廠，自2010年投運(yùn)以來(lái)，各電氣主設(shè)備運(yùn)行基本穩(wěn)定，按照電網(wǎng)的要求，我廠同類型機(jī)組必須做一臺(tái)發(fā)電機(jī)的進(jìn)相試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)過(guò)程及存在問(wèn)題

2.1 首次試驗(yàn)

在2011年1月份進(jìn)行，由于這個(gè)廠220 kV輸電線路是破口接入烏北—八戶梁變電站，正常運(yùn)行時(shí)220 kV電壓較高，廠變分接頭在額定檔位3檔運(yùn)行，發(fā)電機(jī)無(wú)功受220 kV母線電壓影響送出較少。廠用6 kV母線電壓在6 kV左右運(yùn)行，由于1月正值天氣寒冷時(shí)，空冷風(fēng)機(jī)耗電量較少，0.4 kV空冷段電壓較高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

發(fā)電機(jī) 300、270、225、180 和 150 MW5 種工況下機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行靜穩(wěn)試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。

發(fā)電機(jī)有功負(fù)荷控制在300 MW，進(jìn)相無(wú)功為 －32.2 Mvar時(shí)，380 V母線電壓由380.1 V降至365.1 V，發(fā)電機(jī)功角為 48.95°。由此可以看出，發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行深度受380 V母線電壓的限制。270、225、180和150 MW時(shí)，發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)進(jìn)相深度也受到380 V母線電壓的限制。

表1 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行深度

試驗(yàn)結(jié)果及分析:

(1)發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行對(duì)220 kV系統(tǒng)電壓有明顯調(diào)壓效果。

(2)發(fā)電機(jī)在五種有功工況下進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，溫升裕度較大，發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行深度受到380 V母線電壓的限制。

(3)廠高變和廠低變分接頭的檔位在3檔運(yùn)行時(shí)，由于廠用母線電壓在機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行后很快接近限制值，限制發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，因此首次試驗(yàn)不能滿足新疆電網(wǎng)的要求，只有在發(fā)電機(jī)組在選用高備變帶廠用電時(shí)可加大進(jìn)相運(yùn)行的深度。

2.2 第二次試驗(yàn)

由于發(fā)電機(jī)的進(jìn)相深度受廠用電壓的影響，不能滿足電網(wǎng)要求，我廠與電科院溝通進(jìn)行第二次試驗(yàn)。第二次試驗(yàn)時(shí)間為2011年4月份，在試驗(yàn)前這個(gè)廠對(duì)廠高變分接頭進(jìn)行了調(diào)整(Ⅳ檔)，正常運(yùn)行時(shí)6 kV運(yùn)行電壓為6.2 kV左右，380 V母線運(yùn)行電壓為400 V左右。在準(zhǔn)備試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)這個(gè)廠空冷段電壓較低，只有385 V，試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。原因?yàn)槭状卧囼?yàn)在1月進(jìn)行，空冷負(fù)荷較輕，空冷段電壓較高，對(duì)進(jìn)行運(yùn)行基本沒(méi)有影響。這次試驗(yàn)時(shí)天氣已轉(zhuǎn)暖，空冷負(fù)荷急劇增加，這個(gè)廠空冷島配置30臺(tái)110 kW變頻電機(jī)，在夏季高溫時(shí)，變頻電機(jī)吸收大量無(wú)功，形成空冷段電壓與其它380 V段電壓不同的情況。若進(jìn)行試驗(yàn)必須對(duì)空冷段電壓進(jìn)行調(diào)整。

2.3 第三次試驗(yàn)

試驗(yàn)時(shí)間為2011年8月份進(jìn)行，正值酷暑，試驗(yàn)前廠高變分接頭在Ⅳ檔運(yùn)行，空冷變分接頭進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)至最高檔，空冷段電壓為390 V，試驗(yàn)中廠用400 V電壓最低降至362.1 V。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行深度

試驗(yàn)結(jié)果及分析:

(1)發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行對(duì)220 kV系統(tǒng)電壓有明顯調(diào)壓效果。

(2)發(fā)電機(jī)在五種有功工況下進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，溫升裕度較大，發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行深度受到380 V母線電壓的限制。

(3)發(fā)電機(jī)的進(jìn)相深度滿足新疆電網(wǎng)的要求。

3 結(jié)論

(1)這個(gè)廠是新疆電網(wǎng)投運(yùn)的首臺(tái)空冷機(jī)組，且電廠所處電網(wǎng)位置特殊，220 kV母線電壓和廠用電壓相互影響，在進(jìn)行空冷機(jī)組進(jìn)相試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)驗(yàn)不足，三次才將試驗(yàn)完成。

(2)空冷機(jī)組在新疆近幾年投運(yùn)較多，空冷負(fù)荷在冬季及夏季相差甚遠(yuǎn)，對(duì)廠用電壓的影響明顯。

(3)電廠所處電網(wǎng)的位置決定了母線電壓的水平，也決定了發(fā)電機(jī)所帶無(wú)功的多少。

(4)空冷變分接頭調(diào)的太高，在冬季時(shí)造成空冷段母線電壓較高，需采取措施，防止空冷變電壓超限。

(5)空冷機(jī)組受季節(jié)環(huán)境溫度的影響，對(duì)發(fā)電機(jī)的進(jìn)相深度有較大影響。

［1］新疆電科院2號(hào)機(jī)組進(jìn)相試驗(yàn)報(bào)告.

［2］吳金卓，馬琳，林文樹(shù).生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性研究綜述［J］.森林工程，2012，5:102 －106.