摘要：對沙畈電廠發電機進相運行試驗情況進行了總結，研究了發電機進相運行的限制條件，特別研究了發電機低有功無勵磁運行、發電機進相運行時廠用電電壓過低對廠用負載的影響以及定子端部結構件溫度限制。

　　關鍵詞：發電機,進相試驗,試驗研究

　　一 發電機進相運行的必要性

　　隨著金華電力工業不斷發展，電網結構的變化，超高壓遠距離輸電網絡不斷擴大，導致系統無功增多。加之，為彌補系統高峰負荷時的無功不足，在電網中還裝設了一定數量的電容器，這些電容器有時難以適應系統調節電壓的需要而及時投切。因此，在節假日或午夜等系統負荷處于低谷時，其過剩無功必導致電網電壓升高，甚至超過運行電壓容許的規定值，不僅影響供電的電壓質量，還會使電網損耗增加，經濟效益下降。發電機進相運行能吸收網絡過剩的無功功率，降低系統電壓。發電機進相運行是結合電力生產需要而采用的切實可行的運行技術，它可使發電機由改變運行工況而達到降壓的目的。僅是利用系統現有設備增加的一種調壓的手段，便可擴大系統電壓的調節范圍，改善電網電壓的運行狀況。該方法操作簡便，在發電機進相運行限額范圍內運行可靠，其平滑無級調節電壓的特點，更顯示了它調節電壓的靈活性，發電機進相運行是改善電網電壓質量最有效又經濟的必要措施之一。沙畈電廠作為金華電網最大的水電站，又是金華地調范圍內的頂峰電廠，更是應該做好電廠的進相運行試驗。2013年1月18日，電廠作了一次全體值班人員的進相演練，收到了很好的效果。

　　二 發電機進相運行的基本原理

　　發電機進相運行時，供給系統有功功率和感性無功功率，其有公功率和無功功率的指示均為正值;而進相運行時供給系統有功功率和容性無功功率，其有功功率指示為正值，而無功功率表則指示為負值，故可以說此時從系統吸收感性無功功率。發電機進相運行時各電氣參數是對稱的，并且發電機仍保持同步轉速，因而是屬于發電機正常運行方式中功率因素變動時的一種運行工況，只是拓寬了發電機通常的運行范圍。同樣，在允許的進相運行限額范圍內，只要電網需要是可以長期運行的。

　　同步發電機在低有功情況下可以無勵磁運行，此時發電機能保持同步運行，并吸收電網無功功率，但其定子電壓要下降。發電機低有功無勵磁運行是依靠反應轉矩維持同步運行的，其電磁功率包含兩部分，即基本電磁功率和附加電磁功率，基本電磁是由勵磁電流決定的，附加電磁功率是由轉子凸級效應確定的。當運行中失去勵磁時，電磁功率僅有附加電磁功率，其最大值對于凸級發電機Xd>Xq,故P2m>0;當有功功率很小時，該電磁功率足以克服制動轉矩的作用而驅動發電機與電網保持同步。實踐證明，凸級發電機在無勵磁運行時的電磁反映功率可達到額定容量的20%左右，亦即發電機帶有功20%Pn無勵磁運行時不失步。此時繞組無直流電流又保持同步狀態，故不在轉子饒組及各部件感應電流，不存在轉子發熱的問題。

　　三 發電機參數及勵磁系統參數

　　1. 發電機參數

　　型號： SF-J5000-10∕2600 額定容量： 6.25MVA

　　額定功率：5MW 功率因素：0.8(滯后)

　　定子電壓：6.3KV 定子電流：573A

　　轉子電壓：97.5V 轉子電流417.1A

　　冷卻方式：密閉風冷 絕緣等級：B∕B

　　轉速：600r∕min 接線方式：Y

　　勵磁方式：可控硅并激勵磁 定子鐵芯溫升限額：80℃

　　制造廠家：杭發廠

　　2. 勵磁系統參數

　　①進相運行時參數

　　低勵限制參數：Qo=0.827Pu Po=2.070Pu

　　②正常(滯后、遲相)運行時參數

　　低勵限制參數：Qo=0.200Pu Po=1.000Pu

　　四 發電機進相運行的限制參數

　　發電機進相運行會受到下列因素的限制：①發電機的靜穩定和動穩定限制;②發電機的暫態和動態穩定限制;③低勵磁不穩定的限制。

　　五 試驗過程

　　先開2#機，有功至3MW，無功至1.2Mvar運行一段時間，當溫度相對穩后逐步減少無功進相后，為防止機組出現異常，無功從-500Mvar,-1000Mvar, 最后降至限值-2000Mvar各數據穩定后無功回升至1.2Mvar。之后開1#機，有功至3MW，無功至1.2Mvar運行一段時間，當溫度相對穩定后無功直接降至限值-2000Mvar. 同時2#機無功降至-2000Mvar.試驗完畢無功回升至正常后申請停機。

　　六 各試驗數據如下表：

　　七 進相運行時注意的事項

　　①進相運行前，在勵磁屏上把低勵限制參數更改為：Qo=0.827P Po=2.070Pu u

　　②進相時，調節無功減少至進相運行工礦時應緩慢，以免調節過頭 。

　　③在進相運行過程中，機組各電氣量和各部溫度要求相對穩定，如溫升過快或溫度超過限值，應停止進相運行，增加無功。

　　④進相運行時，如機組發生滑極失步，表現為有功表指針和無功表指針劇烈晃動，應立即增加無功，減少有功，值長立即匯報調度，如采取措施無效，應解列停機后匯報調度。

　　⑤進相運行時要監視廠用電不能過低，故發電機機端電壓盡量控制在5.985~6.615KV之間。

　　⑥在結束進相運行恢復正常運行或機組出現異常需增加無功時，2臺機組無功增加應同時調節。

　　八 結論

　　2臺機組在有功3MW，無功-2Mvar進相運行工礦下，各溫度沒有明顯增加，溫升沒有過快，各電氣量和表計都比較穩定，機組振動和噪音都在正常范圍內。故2臺機組可以在P=3MW, Q= -2Mvar進相工礦下運行。

　　參考文獻：

　　⒈黑龍江省哈爾濱電力科學研究院 田玉興 何風軍 齊瑞春 《關于發電機的進相運行試驗的探討》

　　2.《金華市沙畈電廠發電機的進相運行規程》

　　3.《浙江小水電培訓教材---發電機運行與檢修》2005 浙江水利專科學校