(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，成都，610091)

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)充電無功功率越來越大。當系統(tǒng)負荷處于低谷時，無功功率過剩，系統(tǒng)電壓超上限運行嚴重，為了吸收系統(tǒng)過剩的無功功率，降低網(wǎng)絡過高的電壓，降壓節(jié)能，發(fā)電機需進相運行。它是利用現(xiàn)有設備增加的一種調(diào)壓手段，具有平滑無級調(diào)壓的優(yōu)點，可擴大系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)范圍，改善電網(wǎng)電壓的運行狀況。但發(fā)電機進相運行受到靜穩(wěn)定、定子端部發(fā)熱和廠用電電壓降低的限制。因此，發(fā)電機進相運行時應事前進行試驗，確定發(fā)電機的進相能力，為發(fā)電機的進相運行提供科學依據(jù)。當主變壓器和廠用變壓器進行了檔位調(diào)整，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化后，需要重新進行進相試驗以確定發(fā)電機的進相深度。

1 主要技術(shù)參數(shù)

亭子口水利樞紐工程是嘉陵江干流的大型控制性骨干水利樞紐工程，位于四川省廣元市蒼溪縣境內(nèi)的嘉陵江干流中游河段上段，具有防洪、灌溉及城鄉(xiāng)供水、發(fā)電、航運及其他綜合利用效益。樞紐正常蓄水位458m，總庫容40.67億m3，可灌溉農(nóng)田19.48萬hm2。電站總裝機容量為1100MW(4×275MW)，是川東北地區(qū)的骨干電站，可優(yōu)化四川電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力和穩(wěn)定水平，在川東北地區(qū)占有重要地位。其發(fā)電機及變壓器的主要技術(shù)參數(shù)分別見表1及表2。

表1 發(fā)電機技術(shù)參數(shù)

項 目參 數(shù)額定容量(MVA)305 6額定功率(MW)275額定功率因數(shù)(遲相)0 90額定功率因數(shù)(進相)0 90額定電壓(kV)15 75額定電流(A)11203額定轉(zhuǎn)速(r/min)100發(fā)電機轉(zhuǎn)動慣量GD2(t×m2)85000長期連續(xù)運行頻率范圍(Hz)50±1%長期連續(xù)運行電壓范圍(kV)15 75±5%

表2 主變壓器技術(shù)參數(shù)

項 目參 數(shù)升壓變編號120566921升壓變型號SSP-310000/500額定容量比(高/中/低)(MVA)310000/310000額定電壓比(高/中/低)(kV)525±2×2 5%/15 75空載損耗(kW)113 24空載電流(%)0 05短路損耗(kW)703 51短路阻抗(%)14 90

2 發(fā)電機進相運行試驗限制因素及限額值規(guī)定

2.1 發(fā)電機定子電壓和廠用電電壓

發(fā)電機的最低運行電壓，應根據(jù)穩(wěn)定運行的要求來確定，發(fā)電機定子電壓和廠用電電壓不低于額定值的90%，即定子電壓為14.175kV，廠用電電壓為9.45kV。

2.2 發(fā)電機定子電流

發(fā)電機進相運行試驗時，其定子電流不得超過額定值，即11203A。

2.3 定子邊段鐵芯和金屬結(jié)構(gòu)件的溫度

發(fā)電機定子邊段鐵芯溫度不得超過120℃，壓指溫度不得超過120℃，壓板溫度不得超過200℃。

2.4 系統(tǒng)電壓(500kV)

發(fā)電機進相運行時，系統(tǒng)電壓(500kV)不得低于調(diào)度給定的運行電壓曲線下限值。在試驗開始時應將系統(tǒng)電壓調(diào)至高限。電壓允許范圍為520kV～540kV，調(diào)度要求最高電壓為545kV。

2.5 穩(wěn)定限制

發(fā)電機進相試驗時不得失去靜穩(wěn)定和動穩(wěn)定，并留有一定的裕度。發(fā)電機靜穩(wěn)定極限功角查《同步發(fā)電機進相試驗導則》中典型曲線，并考慮15°的裕度。發(fā)電機最大允許功角見表3。

表1 發(fā)電機最大允許功角

有功功率(MW)275220137 50極限功角(°)625752/最大允許功角(°)474237/

3 試驗結(jié)果

發(fā)電機帶自動勵磁調(diào)節(jié)器時的進相運行電氣試驗數(shù)據(jù)見表4，發(fā)電機定子端部溫度測量結(jié)果見表5，發(fā)電機進相試驗結(jié)果匯總見表6。

表4 發(fā)電機帶自動勵磁調(diào)節(jié)器時的進相運行試驗數(shù)據(jù)

有功功率/MW無功功率/Mvar定子電壓/V定子電流/A功率因數(shù)功角/度轉(zhuǎn)子電壓/V轉(zhuǎn)子電流/A10kV廠用母線電壓/kV500kV母線電壓/kV備 注1 820 6816323 33338 740 9370 83201 951141 6010 84545 601 52-49 7415740 671832 400 0300 19157 95880 3310 46537 730 20-99 3215129 003802 900 0020 03115 80642 0210 60530 540 58-119 7014886 674673 630 0050 0999 52551 169 89528 220 04-134 9014689 005327 900 0000 0184 70475 609 77526 21-0 87-150 2014474 006046 67-0 0060 0873 00394 939 63523 620 05-164 2014296 006687 700 0000 0159 56328 999 51522 03168 19-0 4916346 675949 131 00016 40216 811250 6010 86545 94168 26-51 5715743 336461 730 95619 37181 991043 4010 56538 63166 81-80 0515391 676944 800 90221 35161 88927 5610 23534 41166 59-99 0815136 337409 300 85923 07150 41850 9910 06531 25165 80-120 1014864 677959 000 81025 20136 47780 159 88528 41168 94-140 2014561 008725 870 76928 38125 47700 689 68524 32168 05-150 1014438 339023 500 74629 62120 26667 739 60523 33167 70-159 4014354 679313 030 72530 79114 80657 069 54523 40247 860 0216237 338819 471 00023 74243 441379 3010 78543 62246 50-51 5515634 009303 700 97927 59209 241183 6010 38536 61246 63-79 5615286 009792 470 95230 41195 041101 4010 16532 70246 63-99 5815000 6710239 670 92732 90185 241024 609 97528 87245 87-131 2014558 0011054 000 88237 40169 93949 889 68523 67245 63-135 7014556 3311138 330 87537 79167 02933 119 68525 08發(fā)電機帶自動勵磁調(diào)節(jié)器，升壓變壓器和廠用變壓器檔位均在3檔位置。

表5 P=250MW，Q=-135MVar發(fā)電機

定子鐵芯端部溫度測量結(jié)果

表6 發(fā)電機進相試驗結(jié)果匯總

有功功率(MW)進相深度(MVar)限制因素備 注0-165機端電壓低170-160機端電壓低250-135定子過電流主變檔位：3廠變檔位：3

4 試驗結(jié)論

4.1 發(fā)電機在P=0MW時，可進相至Q=-165Mvar運行，受定子電壓低的限制；在P=170MW時，可進相至Q=-160Mvar運行，受定子電壓低的的限制；在P=250MW時，可進相至Q=-135Mvar運行，受定子電流大的限制。

4.2 低勵限制整定值

試驗后低勵限制整定值如表7所示。將低勵限制修改為P=275MW，Q=-100MVar；P=0MW，Q=-130MVar。發(fā)電機在有功為250MW時進行了低勵磁擾動試驗，結(jié)果進相至Q=-95MVar時低勵限制動作。

表7 低勵限制整定值

有功功率(MW)進相深度(MVar)0-130275-100

5 結(jié)語

發(fā)電機進相運行可吸收系統(tǒng)過剩的無功功率，降低網(wǎng)絡過高的電壓，降壓節(jié)能，改善電網(wǎng)電壓的運行狀況。目前，亭子口水電站4臺機組全部投產(chǎn)運行，通過發(fā)電機進相試驗，確定了發(fā)電機的進相能力，為發(fā)電機的進相運行提供了科學依據(jù)，為保證電網(wǎng)及發(fā)電機組安全穩(wěn)定運行發(fā)揮了重要作用。