發(fā)電廠主變檔位調(diào)整后對(duì)于同期及保護(hù)定值的影響探討

劉博凱 郭健 肖毅濤

摘要：針對(duì)新建機(jī)組的首次并網(wǎng)及運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)主變檔位調(diào)整中存在的同期定值與主變差動(dòng)定值問題進(jìn)行了分析，并提出了相對(duì)應(yīng)的建議，對(duì)發(fā)電廠主變檔位調(diào)整后，新機(jī)組安全、穩(wěn)定并入電網(wǎng)以及可靠運(yùn)行起到非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：變壓器;有載調(diào)壓;無載調(diào)壓;進(jìn)相

0 引言

調(diào)整變壓器一次（高壓側(cè)）檔位可改變二次輸出電壓，以適應(yīng)一次電壓變化需求，并滿足變壓器二次電壓要求，因此，一般變壓器都設(shè)有不同的運(yùn)行分接檔位。國內(nèi)有載調(diào)壓變壓器一般為17個(gè)分接檔位，無載調(diào)壓變壓器一般為5個(gè)分接檔位。運(yùn)行中的變壓器電壓變化以后，有載調(diào)壓變壓器的分接位置是可以改變的，但無載調(diào)壓變壓器的分接位置是不可以改變的，只有停電以后才可以調(diào)。變壓器的分接檔位就是線圈的抽頭，每一個(gè)抽頭匝數(shù)不一樣，變壓器分接檔位不一樣也就是電壓不一樣。因此，通過調(diào)整變壓器的分接檔位就可以達(dá)到調(diào)整變比的目的。

1 變壓器檔位調(diào)整存在的問題

在調(diào)試機(jī)組中，特別是新建機(jī)組首次并網(wǎng)后，理論計(jì)算的主變檔位（調(diào)度下發(fā)的定值單）往往與并網(wǎng)后的試驗(yàn)結(jié)果不匹配，主要體現(xiàn)在進(jìn)相試驗(yàn)不合格?！秶译娋W(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》要求新機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)進(jìn)相額定功率因數(shù)應(yīng)不低于-0.95，老機(jī)組額定功率因數(shù)應(yīng)不低于-0.97，不合適的主變檔位導(dǎo)致進(jìn)相試驗(yàn)中發(fā)電機(jī)定子電壓達(dá)到下限，極大地限制了機(jī)組進(jìn)相能力，因此現(xiàn)場需要調(diào)整主變檔位來提高機(jī)組進(jìn)相能力。無載調(diào)壓變壓器調(diào)整分接頭必須停電后進(jìn)行，試運(yùn)機(jī)組停機(jī)調(diào)整分接頭，重新做試驗(yàn)會(huì)耽誤工程進(jìn)度，機(jī)組空轉(zhuǎn)會(huì)浪費(fèi)能源。主變檔位調(diào)整后不進(jìn)行理論計(jì)算驗(yàn)證其他相關(guān)自動(dòng)保護(hù)定值可能會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)，因此在調(diào)整主變分接檔位后，務(wù)必全面考慮相關(guān)自動(dòng)裝置定值是否與當(dāng)前系統(tǒng)匹配。某現(xiàn)場機(jī)組在調(diào)整檔位后再次并網(wǎng)，由于調(diào)整幅度較大，未考慮同期裝置定值調(diào)整，導(dǎo)致再次并網(wǎng)時(shí)同期裝置被“欺騙”誤發(fā)合閘令，在壓差過大情況下并網(wǎng)，發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作跳閘。

2 問題分析

2.1? ? 同期定值問題

同步發(fā)電機(jī)在不符合同期并列條件時(shí)與系統(tǒng)并列即為非同期并列，非同期并列是發(fā)電廠的一種嚴(yán)重事故，它對(duì)有關(guān)設(shè)備，如發(fā)電機(jī)及其與之相串聯(lián)的變壓器、開關(guān)等破壞力極大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將發(fā)電機(jī)繞組燒毀，端部嚴(yán)重變形，即使當(dāng)時(shí)沒有立即損壞設(shè)備，也可能造成嚴(yán)重的安全隱患。就整個(gè)電力系統(tǒng)來講，如果一臺(tái)大型機(jī)組發(fā)生非同期并列事故，有可能使這臺(tái)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間產(chǎn)生功率振蕩，嚴(yán)重?cái)_亂整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至造成系統(tǒng)崩潰。因此，為了保證機(jī)組同期并列，同期并列的判定條件如下：

（1）發(fā)電機(jī)電壓等于系統(tǒng)電壓（電壓偏差≤5%）;

（2）發(fā)電機(jī)頻率等于系統(tǒng)頻率（頻率偏差0.1 Hz）;

（3）發(fā)電機(jī)電壓相位與系統(tǒng)電壓相位相同（≤30°）;

（4）發(fā)電機(jī)相序與系統(tǒng)相序一致。

為保證滿足上述同期條件，《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求〔2014〕》10.9.2.2條特別作出要求：利用發(fā)電機(jī)變壓器組帶空載母線升壓試驗(yàn)來校驗(yàn)同期電壓檢測二次回路的正確性，并對(duì)整步表及同期檢定繼電器進(jìn)行實(shí)際校核。

在發(fā)電機(jī)變壓器組帶空載母線升壓試驗(yàn)時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓升至額定電壓時(shí)，主變5個(gè)不同檔位的發(fā)電機(jī)側(cè)電壓與系統(tǒng)電壓關(guān)系如表1所示。

以目前國內(nèi)使用最多的深圳智能SID型同期裝置為例，裝置內(nèi)部有2個(gè)定值參數(shù)分別為“待并側(cè)額定電壓”“系統(tǒng)側(cè)額定電壓”（這2個(gè)定值指待并側(cè)、系統(tǒng)側(cè)二次電壓實(shí)際額定值。由于使用TV的變比或?qū)嶋H工作電壓不同，接入裝置的實(shí)際TV二次電壓相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值會(huì)有偏差，故用此參數(shù)予以修正）。某廠在首次整套啟動(dòng)同期裝置時(shí)，主變檔位整定在3檔，“待并側(cè)額定電壓”“系統(tǒng)側(cè)額定電壓”理論值分別為100 V、105 V，按照《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求2014》10.9.2.2的要求，在空載母線升壓試驗(yàn)時(shí)，考慮到PT回路壓降、隔離變損耗等因素后，裝置實(shí)測值為99.9 V與104.8 V，實(shí)際整定值為99.9 V與104.8 V，即對(duì)于同期裝置來講，兩側(cè)電壓在主變?yōu)?檔時(shí)，99.9 V與104.8 V是等值的電壓，不存在差值。

假設(shè)由于進(jìn)相試驗(yàn)?zāi)芰Σ蛔?，主變需要?檔調(diào)整到1檔，在不修正同期裝置定值的情況下，計(jì)算同期壓差定值5%邊界下的實(shí)際壓差定值。機(jī)組并網(wǎng)前，假設(shè)系統(tǒng)運(yùn)行電壓為500 kV，則系統(tǒng)側(cè)PT二次電壓為100 V，按照同期裝置在3檔時(shí)定值100：105的比例關(guān)系，則發(fā)電機(jī)二次電壓為95.2 V時(shí)，同期裝置判斷系統(tǒng)側(cè)與發(fā)電機(jī)待并側(cè)沒有壓差;以壓差最大邊界條件偏差5%以內(nèi)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)二次電壓范圍為90.25～99.96 V，即當(dāng)實(shí)際主變檔位在1檔，同期定值在3檔的情況下發(fā)電機(jī)投勵(lì)磁后，發(fā)電機(jī)二次電壓為90.25～99.96 V，一次電壓為18.05～19.99 kV，主變高壓側(cè)實(shí)際電壓為450.1～498.5 kV，同期裝置均能夠按照壓差不超過5%進(jìn)行準(zhǔn)同期判斷，從而進(jìn)行同期合閘并網(wǎng)，此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行電壓為500 kV，而滿足同期裝置并網(wǎng)下限定電壓為450.1 kV，此時(shí)系統(tǒng)電壓壓差超過了發(fā)電機(jī)電壓11.1%，遠(yuǎn)大于5%，相當(dāng)于同期裝置被“欺騙”了，這就是某現(xiàn)場調(diào)整主變檔位后，未及時(shí)修改同期裝置定值再次并網(wǎng)后發(fā)變組動(dòng)作的真實(shí)原因。

2.2? ? 主變差動(dòng)定值問題

主變檔位調(diào)整會(huì)對(duì)主變差動(dòng)保護(hù)的最小動(dòng)作電流以及平衡系數(shù)有影響，因此在計(jì)算定值時(shí)應(yīng)作如下考慮。

按照整定計(jì)算導(dǎo)則：最小動(dòng)作電流在工程實(shí)用計(jì)算中可?。?.2～0.5）I2n，且實(shí)測為最大負(fù)載時(shí)差回路中的最大不平衡電流?？紤]到主變檔位對(duì)平衡系數(shù)及ΔU的影響，建議取0.3I2n。

3 結(jié)語

新建機(jī)組在升壓站受電后，機(jī)組啟動(dòng)前運(yùn)行人員應(yīng)觀察升壓站運(yùn)行電壓規(guī)律，及時(shí)與調(diào)度溝通，盡可能避免發(fā)生檔位限制機(jī)組進(jìn)相能力的情況。由于無載調(diào)壓變壓器的調(diào)整分接頭必須停電后進(jìn)行，如需調(diào)整必會(huì)增加試運(yùn)機(jī)組的停機(jī)次數(shù)，增加機(jī)組啟?？辙D(zhuǎn)損耗。若必須調(diào)整變壓器檔位，則務(wù)必對(duì)同期裝置、變壓器保護(hù)定值重新進(jìn)行核算，必要時(shí)進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)，避免出現(xiàn)保護(hù)跳閘或者保護(hù)誤動(dòng)的情況。