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        600 MW發(fā)電機電壓質(zhì)量指標(biāo)測試簡述

        2011-12-28 09:03:38張念國
        關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn)方法

        張念國

        摘要:文章系統(tǒng)闡述了600 MW發(fā)電機電能質(zhì)量主要指標(biāo)中電壓質(zhì)量指標(biāo)的概念及相關(guān)試驗標(biāo)準(zhǔn),介紹了電壓質(zhì)量主要幾個指標(biāo)的測試流程和方法,并詳細(xì)分析了測試結(jié)果,以供同類型機組的電廠借鑒。

        關(guān)鍵詞:電壓質(zhì)量;測試;標(biāo)準(zhǔn);方法;結(jié)果分析

        中圖分類號:TM621.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-8937(2011)22-0106-02

        目前,單機容量600 MW機組是當(dāng)今大型發(fā)電廠主流發(fā)電機,向電網(wǎng)輸送大量的能源,電能作為電力產(chǎn)品,電能質(zhì)量越來越受到人們的普遍關(guān)注,電壓又是電能質(zhì)量重要指標(biāo)之一,電壓質(zhì)量是實際電壓各種指標(biāo)偏離規(guī)定值的程度,包括波形畸變(諧波)、電壓波動與閃變、三相不平衡等,如電壓質(zhì)量不合格會產(chǎn)生電污染,給電網(wǎng)及用戶造成嚴(yán)重危害,所以,600 MW發(fā)電機組的電能質(zhì)量特別是電壓質(zhì)量測試顯得尤為重要,文章對某電廠#1機組600 MW發(fā)電機新投產(chǎn)之初幾項主要電壓質(zhì)量指標(biāo)測試情況進行簡述。

        1測試目的

        該電廠600 MW發(fā)電機采用由上海汽輪發(fā)電機有限公司引進美國西屋技術(shù)生產(chǎn)制造的第一批汽輪發(fā)電機組,型號為QFSN-600-2,勵磁方式為發(fā)電機出口接帶勵磁變的全靜態(tài)勵磁系統(tǒng)。通過對該電廠#1機600 MW發(fā)電機出口電壓質(zhì)量情況進行測試,以確認(rèn)引進國外技術(shù)國內(nèi)首批生產(chǎn)制造的600 MW發(fā)電機的電壓質(zhì)量是否滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

        2標(biāo)準(zhǔn)和允許值

        2.1測試標(biāo)準(zhǔn)

        由于本測試在電能質(zhì)量部分標(biāo)準(zhǔn)更替期間進行,所以本次試驗新舊標(biāo)準(zhǔn)均作參考,執(zhí)行限值更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)作為本次測試評判標(biāo)準(zhǔn)。分別有:GB/T 14549-1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》,GB 12326-2000和GB/T 12326

        -2008《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》,GB/T 15543-1995《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》,GB/T15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》,GB 755-2000《同步電機定額和性能》,GB/T 7064-2002《透平型同步電機技術(shù)要求》。

        2.2測試允許值

        ①該電廠#1機發(fā)電機出口電壓為20 kV,而GB/T 14549-93 《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》對20 kV電壓等級諧波未作規(guī)定,可參考35 kV電壓等級,電壓總諧波畸變率THD允許值為3.0%。根據(jù)GB/T 7064-2002《透平型同步電機技術(shù)要求》中對電壓波形正弦性畸變率的要求,發(fā)電機在空載額定電壓和額定轉(zhuǎn)速時,其線電壓波形正弦畸變率應(yīng)不超過5%。

        ②根據(jù)GB12326-2000《電能質(zhì)量電壓波動和閃變》規(guī)定,發(fā)電機出口電壓等級對應(yīng)短時間電壓閃變Pst限值為0.9,長時間電壓閃變Plt限值為0.7;短時間電壓閃變測量周期取10 min,每天不得超標(biāo)7次(70 min),即95%概率值不超過限值;長時間電壓閃變測量周期取2 h,每次均不得超標(biāo)。GB/T 12326-2008《電能質(zhì)量 電壓波動和閃變》,規(guī)定<110 kV電壓等級閃變限值以長時間閃變Plt限值1.0為標(biāo)準(zhǔn),該限值較原閃變限值放寬,僅作參考。

        ③根據(jù)GB/T 15543-1995《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》和GB/T15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》均規(guī)定,電壓不平衡度允許值為2%,短時不超過4%。

        3測試指標(biāo)及流程

        3.1試驗條件

        ①測試設(shè)備和系統(tǒng)正常運行,配備必要的消防器材。

        ②所需工作電源完整、可靠(工頻交流電源)。

        ③試驗區(qū)域場地平整,道路通暢,照明充足。

        ④現(xiàn)場試驗接線人員必須熟悉圖紙、設(shè)備、電力系統(tǒng)相關(guān)的規(guī)程。

        3.2測試指標(biāo)

        #1發(fā)電機出口測點:#1發(fā)電機出口電壓和電流,測試信號取自發(fā)電機出口PT二次側(cè)(線電壓)和CT二次側(cè),PT變比:20 kV/100 V,CT變比:25 000 A/5A。發(fā)電機在空載額定電壓和額定轉(zhuǎn)速下,測量發(fā)電機出口電壓,并網(wǎng)帶負(fù)載后,繼續(xù)測試。測試指標(biāo):諧波電壓、三相電壓不平衡度、電壓閃變,空載情況下不進行電壓閃變測試。

        3.3測試流程

        ①準(zhǔn)備好合格的符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求測試工器具和試驗儀器,試驗人員交底和分工。

        ②做好組織、安全和技術(shù)措施,待許可測試開始后,進行試驗接線。

        ③確認(rèn)試驗接線無誤后,開始測試。

        ④記錄運行方式、PT、CT變比以及試驗等數(shù)據(jù)。

        ⑤測試完成后,拆除試驗接線,進行下一指標(biāo)的測試。

        ⑥對測試數(shù)據(jù)進行記錄和分析,得出測試結(jié)果,編寫測試報告。

        4測試結(jié)果

        4.1測量結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn)

        對諧波、短時間電壓閃變、電壓不平衡度的測量結(jié)果以95%概率值作為判斷是否合格的依據(jù)。對長時間電壓閃變、短時電壓不平衡度的測量結(jié)果以最大值作為判斷是否合格的依據(jù)。

        4.2測試結(jié)果分析

        4.2.1發(fā)電機空載測試

        發(fā)電機空載(額定電壓,額定轉(zhuǎn)速)三相諧波電壓和電壓不平衡度統(tǒng)計情況如表1所示。

        從表1可以看出,發(fā)電機空載三相諧波電壓和三相電壓不平衡度結(jié)果:發(fā)電機A、B、C三相電壓總諧波畸變率的95%概率值分別為0.314%、0.327%、0.327%,遠(yuǎn)小于GB/T 7064-2002《透平型同步電機技術(shù)要求》規(guī)定的5%的線電壓波形正弦畸變率的要求,也小于GB/T 14549-93 《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定的3%電壓總諧波畸變率的要求;三相電壓不平衡度最大值為0.077%,95%概率值為0.071%,均遠(yuǎn)小于2%和4%的允許值。

        4.2.2發(fā)電機帶負(fù)載測試

        發(fā)電機負(fù)載(P=600 MW,Q=50 MVar)三相諧波電壓統(tǒng)計情況如表2所示。

        從表2可以看出,帶負(fù)載時#1發(fā)電機諧波電壓測試結(jié)果:發(fā)電機A、B、C三相電壓總諧波畸變率的95%概率值分別為0.289%、0.277%、0.300%,均小于GB/T 14549-

        93 《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定的3%的要求,各次諧波電壓含有率也小于標(biāo)準(zhǔn)允許值。

        發(fā)電機負(fù)載(P=600MW,Q=50MVar)電壓閃變和三相電壓不平衡度統(tǒng)計情況如表3所示。

        從表3可以看出,帶負(fù)載時電壓閃變和三相電壓不平衡度測試結(jié)果:發(fā)電機短時間電壓閃變和長時間電壓閃變均很小,三相最大長短閃變分別為0.119,均遠(yuǎn)低于允許值0.9和0.7,且遠(yuǎn)低于GB/T 12326-2008《電能質(zhì)量 電壓波動和閃變》規(guī)定的1.0;三相電壓不平衡度最大值為0.113%,95%概率值為0.106%,均遠(yuǎn)小于2%和4%的允許值。

        4.2.3測試結(jié)論

        該電廠600 MW發(fā)電機在空載和額定電壓及額定轉(zhuǎn)速下,其線電壓波形正弦畸變率小于GB/T7064-2002《透平型同步電機技術(shù)要求》規(guī)定的5%的要求,且小于GB/T 14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定的3%的電壓總諧波畸變率的要求;其三相電壓不平衡度也小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許值;在帶負(fù)載運行情況下,其電壓諧波、三相電壓不平衡度和電壓閃變指標(biāo)也均滿足相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。

        5結(jié)語

        通過以上對引進國外技術(shù)國內(nèi)首批制造的600 MW發(fā)電機電壓質(zhì)量指標(biāo)的測試及結(jié)果分析說明,大型發(fā)電機電壓質(zhì)量指標(biāo)測試,需要充分的準(zhǔn)備工作和正確的測試方法作保證,并對測試結(jié)果加以分析和判斷,方可達(dá)到測試的目的。本次測試為該電廠600 MW發(fā)電機組的安全可靠運行,打下了堅實的基礎(chǔ),同時可供同類型機組的電廠作參考。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 程浩忠,艾芊,張志剛.電能質(zhì)量[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.

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