（沈陽(yáng)藍(lán)通工程分公司，遼寧 沈陽(yáng) 117101）

0 引言

水電廠的建設(shè)和生產(chǎn)為人們提供充足的電量，但是由于水電廠運(yùn)行過(guò)程比較復(fù)雜，其運(yùn)行過(guò)程中一部分元件一相或者兩相容易斷開[1]，從而導(dǎo)致發(fā)電廠運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，甚至?xí)霈F(xiàn)非全相運(yùn)行，為了解決該問(wèn)題，需要準(zhǔn)確了解水電廠在投運(yùn)和停機(jī)工況下電氣量，但是目前現(xiàn)有的計(jì)算方法得到的電氣量存在較大的誤差，得不到精確水電廠運(yùn)行負(fù)序、零序電流值，存在較大誤差，為此提出投運(yùn)/停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行電氣量計(jì)算方法研究。

1 投運(yùn)/停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行電氣量計(jì)算方法

1.1 發(fā)電機(jī)出口端電壓及流過(guò)主變電流

根據(jù)已知的水電廠發(fā)電機(jī)組有功功率和無(wú)功功率[2]，對(duì)投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠高壓變支路輸送的有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行計(jì)算。已知在投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行過(guò)程中，P為發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率，Q為發(fā)電機(jī)組輸出的無(wú)功功率，P1為高壓變支路輸送的有功功率，Q1為高壓變支路輸送的無(wú)功功率，則投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠發(fā)電機(jī)組對(duì)高壓主變支路輸出的有功功率和無(wú)功功率為：

假設(shè)投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行過(guò)程中發(fā)電機(jī)組輸出出口端電壓為U，流經(jīng)發(fā)電機(jī)組主變的電流值為I，其計(jì)算公式如下：

式中，UE表示為投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠發(fā)電機(jī)組外接系統(tǒng)電源值，在計(jì)算過(guò)程中相角可視為零；ZE為正序等效阻抗[3]；ZT為主變正序阻抗。

1.2 發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電勢(shì)幅值及相角

投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行過(guò)程中發(fā)電機(jī)組的次暫態(tài)電勢(shì)幅值E與發(fā)電機(jī)組高壓主變支路輸出的有功功率和無(wú)功功率，以及發(fā)電機(jī)出口端電壓及流過(guò)主變電流之間的關(guān)系用公式表示如下：

式中，Z表示發(fā)電機(jī)組的次暫態(tài)電抗。投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行過(guò)程中發(fā)電機(jī)組的相角與發(fā)電機(jī)組高壓主變支路輸出的有功功率和無(wú)功功率，以及發(fā)電機(jī)出口端電壓及流過(guò)主變電流之間的關(guān)系用公式表示如下：

通過(guò)該關(guān)系式求出投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行過(guò)程中發(fā)電機(jī)組的相角。

1.3 發(fā)電機(jī)運(yùn)行電氣量

根據(jù)水電廠運(yùn)行過(guò)程中發(fā)電機(jī)組接線圖以及不同工況下各個(gè)相位點(diǎn)位置，作出投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行過(guò)程中正序、負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)圖，該網(wǎng)圖用公式表示如下：

式中，U1、U2、U3為發(fā)電機(jī)組正序、負(fù)序、零序電壓分量值；Z1、Z2、Z3為發(fā)電機(jī)組正序、負(fù)序、零序電流分量值；I1、I2、I3為發(fā)電機(jī)組正序、負(fù)序、零序等值阻抗。根據(jù)投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行過(guò)程中斷路器的邊界條件作出對(duì)應(yīng)的復(fù)合序網(wǎng)圖并分析，得到以下公式：

根據(jù)投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行中發(fā)電機(jī)組負(fù)序和零序的電壓和電流值，進(jìn)而求出不同工況下各序網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓值的分布情況，以此完成對(duì)投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行電氣量。

2 實(shí)驗(yàn)論證分析

實(shí)驗(yàn)以某水電廠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，該水電廠生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中使用的發(fā)電機(jī)組型號(hào)為HYUD-14SD，運(yùn)行過(guò)程中涉及的斷路器型號(hào)為HJSD-AD45，利用兩種方法分別計(jì)算投運(yùn)和停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行電氣量，結(jié)果如下表所示。

表1 兩種計(jì)算方法計(jì)算誤差對(duì)比（kV）

從上表中可以看出，設(shè)計(jì)方法計(jì)算誤差基本可以控制在0.02kV 以下，最大計(jì)算誤差僅為0.015kV；而傳統(tǒng)方法計(jì)算誤差最大值為9.264kV，計(jì)算誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)方法，因此實(shí)驗(yàn)證明了設(shè)計(jì)方法精度更高，更適用于投運(yùn)/停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行電氣量計(jì)算。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文在現(xiàn)有文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)投運(yùn)/停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行電氣量計(jì)算方法進(jìn)行了研究，提出了一套有關(guān)水電廠不同工況下電氣量的計(jì)算理論，并利用實(shí)驗(yàn)證明了該套計(jì)算理論可以有效保證水電廠運(yùn)行電氣量計(jì)算精度。此次研究對(duì)減小投運(yùn)/停機(jī)工況下水電廠運(yùn)行電氣量計(jì)算誤差具有重要作用，同時(shí)有助于解決水電廠非全相運(yùn)行問(wèn)題，對(duì)保證水電廠運(yùn)行穩(wěn)定，減小水電廠運(yùn)行故障具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。