發(fā)電機核相方法研究

1、電力自動化與儀表關于發(fā)電機組啟動時核相方法的研究蘇文博(山東電力研究院,濟南市,250002摘要通過對60余臺機組核相的實踐,總結出如下結論:對于啟動時一次系統(tǒng)的運行方式改變比較靈活的機組的核相,應該采用“同一系統(tǒng)下二次核相方法”。對于啟動時一次系統(tǒng)的運行方式無法改變的小機組的核相,應該采用“不同系統(tǒng)下一次、二次同時核相的方法”。為了保證一次系統(tǒng)相序的正確性,必須進行殘壓的相序測試。對于設計有同步表的系統(tǒng),應在核相的同時進行同步表指示正確性的檢查。關鍵詞發(fā)電機組啟動核相方法中圖分類號:TM762.3文獻標識碼:A文章編號:1000-7229(200308-0051-04Study on Pha

2、se-check Method during Start-up of Power Generation UnitSu Wenbo(Shandong Electric Power Research Institute,Jinan City,250002AbstractAccording to practice on phase-check for more than60units the following conclusions are made that for phase-check of the unit which is of relatively flexible change of

3、 operation mode during start-up of its primary system the”secondary phase-check approach under the same system”should be adopted.For the small-sized units which can not change the operation mode during start-up of its primary system,the”simultaneous primary and secondary phase-check method under dif

4、ferent sys2 tems”should be used.In order to guarantee the correctness of the primary system phase sequence the phase sequence measurement for residual voltage must be carried out.For the systems design with synchronizing meters the inspection for correctness of the meter indications must be implemen

5、ted simultaneously with the phase-check.K eyw ordspower generation unit;start-up;phase-check method發(fā)電機組與系統(tǒng)并網時必須檢查3個條件:一是發(fā)電機與系統(tǒng)的電壓差小于規(guī)定的值;二是發(fā)電機與系統(tǒng)的頻率差小于規(guī)定的值;三是發(fā)電機與系統(tǒng)的相位差小于規(guī)定的值。其中第3個條件與相序密切相關,即發(fā)電機組與系統(tǒng)的相序必須一致,這不僅要求一次相序正確,同時二次系統(tǒng)無誤才能保證并網成功。因此發(fā)電機組的并網必然涉及到核相的有關問題。核相的任務是保證同期系統(tǒng)的接線正確、一次系統(tǒng)的相序正確、一次、二次系統(tǒng)的電壓統(tǒng)一。從原

6、則上講只要發(fā)電機組的一次相序正確就可以并網,但一次測點的相序正確不一定能保證二次同期系統(tǒng)的正確。二次系統(tǒng)的相序正確也不一定能保證一次、二次系統(tǒng)一致,也不一定能保證斷路器兩側的一次系統(tǒng)一致。因此,在進行核相工作的同時還必須進行與核相有關的其他檢查工作。發(fā)電機組啟動試驗時的核相是保證相序正確的重要環(huán)節(jié)。在發(fā)電機組啟動時應該根據一次系統(tǒng)的結構及一次系統(tǒng)的運行方式選擇最簡單、最有效的核相方法,達到節(jié)約時間、提高工作效率、減少能源消耗的目的。1同一系統(tǒng)下的核相1.1發(fā)電機-變壓器組帶母線零起升壓核相大型發(fā)電機組一般為單元式的接線方式,例如萊城發(fā)電廠的300MW機組。該廠3號發(fā)變組帶母線零起升壓核相的系統(tǒng)

7、結構見圖1。對雙母線結構者需空出1條高壓母線,例如空出220kV母線,合上隔離開關203-1,然后合上斷路器203。發(fā)電機增加勵磁到額定值,對發(fā)電機出口PT及母線PT測量的項目與參考值列在表1。上述項目的測試有2點必須注意:(1變壓器為Y/-11型,其低壓側的電壓相位落后30°(2發(fā)電收稿日期:2003-04-0915第24卷第8期2003年8月電力建設Electric Power ConstructionVol.24No.8Aug,2003 圖1萊城電廠3號發(fā)變組示意圖機PT 二次B 相接地,而母線PT 二次則中性點接地,關鍵是力求整個系統(tǒng)的正確。正確的向量圖見圖2。表1萊城電廠3

8、號發(fā)電機出口PT 及母線PT 測量的項目與參考值測量項目參考值系統(tǒng)電壓A S 630-B S 630100VB S 630-C S 630100VC S 630-A S 630100V發(fā)電機電壓A G 613-B G 600100VB G 600-C G 613100VC G 613-A G 613100V系統(tǒng)電壓相位A S 630-B S 630120°B S 630-C S 630120°C S 630-A s 630120°發(fā)電機電壓相位A G 613-B G 600120°B G 600-C G 613120°C G 613-A G 6

9、13120°發(fā)電機與系統(tǒng)間電壓A G 613-A S 63087VB G 613-B S 63057V C G 613-C S 63033V發(fā)電機與系統(tǒng)間相位A G 613-A S 63060 °圖2正確的向量圖1.2發(fā)電機帶母線的零起升壓核相小型發(fā)電機組的發(fā)電機出口直接與母線相連接,例如儀化熱電廠50MW 發(fā)電機。該廠的一次系統(tǒng)接線見圖3。該廠1號機組的核相也需空出1條母線,例如10kV 母線I ,合上101-1隔離開關,合上101斷路器,發(fā)電機增加勵磁至額定值,對發(fā)電機出口 PT 及母線PT 測量的項目與參考值列在表2。圖3儀化熱電廠一次系統(tǒng)示意圖表2儀化熱電廠1號發(fā)電

10、機出口PT及母線PT 測量的項目與參考值測量項目參考值系統(tǒng)電壓A S 630-B S 630100VB S 630-C S 630100VC S 630-A S 630100V發(fā)電機電壓A G 613-B G 600100VB G 600-C G 613100VC G 613-A G 613100V系統(tǒng)電壓相位A S 630-B S 630120°B S 630-C S 630120°C S 630-A S 630120°發(fā)電機電壓相位A G 613-B G 600120°B G 600-C G 613120°C G 613-A G 61312

11、0°發(fā)電機與系統(tǒng)間電壓A G 613-A S 6300V B G 613-B S 630100VC G 613-C S 630100VB G 600-A S 630100VB G 600-B S 6300VB G 600-C S 630100VC G 613-A S 630100V C G 613-B S 630100V C G 613-C S 6300V1.3變壓器高壓側為一個半斷路器方式接線系統(tǒng)的核相大型發(fā)電機組采用單元式接線,并網方式采用高壓側斷路器并網。例如華能德州發(fā)電廠的5號機組的容量為600MW ,一次系統(tǒng)接線見圖4。該機并網點的核相可以采用主變壓器高壓側500kV 并網

12、的專用PT 與500kV 系統(tǒng)中的其他三相式PT 進行核相的方式。因為并網的專用PT 在500kV 側,這25電力建設第24卷樣在機組啟動之前可以用500kV 對其PT 充電后進行二次核相。此時核相的關鍵問題有2點:一是對變壓器進行隔離,嚴防對變壓器的充電;二是對PT 的二次核相必須應用已核過的PT ,以確保核相結果的正確性。核相時測試內容參考表2 。圖4華能德州發(fā)電廠的5號機組一次系統(tǒng)接線圖1.4對變壓器充電后的核相中型發(fā)電機組綜合了單元式接線與同出口相連接方式的特點。其發(fā)電機出口或變壓器的高壓側均可用作并網點,對于其低壓側的核相如同1.2所述,對于高壓側的核相則如同1.3所述。以上幾種方法

13、,在同期專用PT 帶電以后不僅要測量同期用PT 二次電壓的正確性,同時要測量同步表用電壓的正確性,然后再用同步表檢測其正確性,以求一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的嚴格一致。2不同系統(tǒng)下的核相2.1不同系統(tǒng)下利用一次電壓進行核相系統(tǒng)電壓在35kV 以下的機組啟動,可以用三副核相棒同時核相的方法。核相時第1副核相棒的 兩端分別接A -A 相,第2副核相棒的兩端分別接B -B 相,第3副核相棒的兩端分別接C -C 相。若3只表計的指示變化相同時,核相結果正確。2.2不同系統(tǒng)下同時利用一次、二次電壓進行核相在張莊發(fā)電廠2號機組(25MW 啟動時,采用了系統(tǒng)PT 與發(fā)電機PT 不在同一系統(tǒng)情況下的核相方法,核相時2

14、號機組接線見圖5。核相的步驟如下:(1斷開602-3隔離開關;(2合上602斷路器;(3用110kV 對2號主變進行充電;(42號發(fā)電機升壓到額定值,在一次側用核相儀對602-3隔離開關A 相兩側電壓檢查的同時,對PT 二次電壓也作測試。一次側毫安表指示低谷時二次電壓表也指示為最低,然后對B 、C 相分別作與A 相相同的測試,三相結果相同時則核相正確 。圖5張莊發(fā)電廠2號機組接線示意圖可以利用滑差電壓判定相序的正確性。對不同系統(tǒng)下同時利用一次、二次電壓進行核相的理論分析如下:設發(fā)電機電壓為u g =U m sin g t ,系統(tǒng)電壓為u s =U m sin s t ,則滑差電壓的包絡線函數為

15、:U =2U m sin 2t =2U m sin2(1其中=t =g t -s t =g -s 式中g 發(fā)電機電壓角頻率;s 系統(tǒng)電壓角頻率。根據(1式可以得出結論:一次、二次電壓的相序正確、相別正確時三相滑差電壓同時進入峰谷點;一次、二次電壓的相序、相別出現(xiàn)任意錯誤時,三相滑差電壓的相位相差120°。3核相的其他相關工作3.1利用發(fā)電機的殘壓確定一次相序的正確性只要發(fā)電機電壓為正相序,則可將發(fā)電機與系統(tǒng)相并列。因此機組啟動后并網之前,必須對發(fā)電機的一次相序進行測量,以確定其一次相序的正確性。由于發(fā)電機的額定電壓很高,有6,10,20,22kV 等,不允許直接在額定電壓下測試,必須

16、對發(fā)電機滅磁后利用殘壓確定其相序的正確性。按照發(fā)電機的啟動規(guī)程,當二次電壓不高于1V 時即可直接測試其一次殘壓的相序。但是與上述所說發(fā)電機的額定電壓不同,PT 的變比也不會一致,因此二次電壓為135第8期關于發(fā)電機組啟動時核相方法的研究V不能保證一次電壓為固定值。根據以往工作的經驗,以二次殘壓電壓值算出一次值,在測試表記的允許范圍內即可直接測量。這一經驗值大約為400V。測試時應注意的問題:(1做好安全措施。發(fā)電機電壓降到最低限值,斷開發(fā)電機勵磁斷路器,同時斷開勵磁隔離開關。對于機端勵磁方式者,還應斷開勵磁變高壓側的供電斷路器。(2采用合理的測試方法。殘壓低于400V時,利用發(fā)電機出口PT隔離

17、開關,先將PT斷開,再將試驗線接入后,合上隔離開關。測試完畢后,再斷開隔離開關,拆除測試線,將隔離開關合上。如此即可避免測試人員直接觸及一次系統(tǒng)。殘壓高于400V時,一般會超過相序表的允許值,此時要測出一次殘壓的相序可以采取2種方法:第1種,采取汽機打閘措施,打閘后的殘壓隨轉速的下降而降低,當殘壓值下降到表計允許的范圍以內時進行測量;第2種,在發(fā)電機升速過程中轉速到達一定值時,殘壓即可滿足測試的要求,待測試完畢后再進行升速。3.26kV廠用系統(tǒng)的核相在發(fā)電機的啟動過程中,首先由備用電源供給其廠用電,當發(fā)電機的出力等于或大于15%時進行廠用電源的切換,切換之前必須對6kV系統(tǒng)進行核相。具體方法是

18、將6kV工作電源斷路器退出,用核相棒分別檢測斷路器的上口與下口之間的電壓,以判定相別正確與否。4結論4.1對于啟動時一次系統(tǒng)的運行方式改變比較靈活的機組的核相,應該采用“同一系統(tǒng)下二次核相方法”。例如發(fā)電機帶母線式結構、發(fā)電機-變壓器組單元式結構、發(fā)電機-變壓器-線路設計的系統(tǒng)等應該使用該方法。4.2對于啟動時一次系統(tǒng)的運行方式無法改變的小機組的核相,應該采用“不同系統(tǒng)下一次、二次同時核相的方法”。例如發(fā)電機端電壓較低,發(fā)電廠又沒有專門的備用變壓器的機組的核相。4.3為了保證一次系統(tǒng)相序的正確性,必須進行殘壓的相序測試。4.4對于設計有同步表的系統(tǒng),應在核相的同時進行同步表指示正確性的檢查。4.5為了使機組并網斷路器的合閘瞬間與同期系統(tǒng)的滑差電壓的最低點相重合,在假并列時應該進行滑差電壓以及合閘脈沖的錄波檢查,以判定同期合閘的正確性。4.6核相時應注意避免出錯,嚴防并黑車故障的出現(xiàn)。(責任編輯:李漢才(上接第50頁2.3當ZXSM-150(V2光路板發(fā)生故障時,首先判別光路板顯示哪個光方向發(fā)生故障。如果當前傳輸網絡采用的是通道環(huán)保護時,則其他變電所的交叉板故障指示燈就會亮紅燈,同時網管就會提示出當前變電所155M信息丟失,連接線也會不斷地閃爍紅色。然后嘗試使用OPTR測試儀測量出故障點的距離。其后使用熔接機進行熔接。2.4當ZXS