郑吉安
广东粤电博贺煤电有限公司博贺电厂 广东茂名 525000
摘要：本文通过进行博贺电厂2号机组进相运行试验，在机组有功功率分别为100%额定值（1000.0MW），75%额定值（750.0MW）和50%额定值（500.0MW）三个功率平台开展进相试验，考核机组的进相能力，为机组今后进相运行提供实践经验，为电网调度提供了参考数据，试验结果表明， 百万机组发电机能够根据系统需要在励磁调节器自动电压控制方式下开展进相运行。
关键字：百万机组发电机、进相试验、进相深度、低励限制
0前言
随着西电东送的规模不断扩大，南方电网的无功储备问题得到了越来越多的关注，目前南方电网的部分地区存在无功过剩、电压偏高的现象，在节假日、丰水季节和小方式时问题尤为突出。因此在百万机组发电机开展进相运行，充分利用百万机组发电机的这一固有能力，吸收系统多余的无功，维持较好的电能质量，避免由于运行电压偏高所引起高压设备损坏和使用寿命缩短，具有重要的现实意义，同时还可以增加系统的无功功率储备，提高电网的动态稳定性。
1 试验过程
2号发电机额定有功功率为1000.0MW（并网协议中的功率值），故按有功功率为1000.0MW为基准，分别在100%额定值（1000.0MW），75%额定值（750.0MW）和50%额定值（500.0MW）三个功率平台下开展进相试验。1号机为陪试机组，有功功率按调度计划曲线调整出力，无功功率在迟相运行安全的情况下多发来配合2号机试验。
根据调度安排及现场实际情况，18时00分，2号发电机组出力达到1002MW左右，运行参数指标稳定，基本接近100%额定有功功率1000.0MW，各项试验条件满足要求，开始进行100%负荷工况的进相试验，电气试验数据见表8-1、表8-4，各部温度测点试验数据见表8-5、表8-6、表8-7。机组在该工况下，当机组无功功率进相至约-52.0Mvar时，发电机功角达到了70°，此时电气数据见表8-8，由于励磁装置工作在自动电压方式下，功角适当放宽，继续进相，当机组无功功率进相至-336.1Mvar时，发电机功角为87.8°，功率因数为0.9481（超前），为了机组的安全稳定，停止进相，则认为机组在该工况下的最大进相深度为-336.1Mvar。
14时00分，2号发电机组出力稳定在750.0MW附近，各项试验条件满足要求，开始进行75%负荷工况下的进相试验，电气试验数据见表8-2、表8-4，各部温度测点试验数据见表8-5、表8-6、表8-7。机组在该工况下，当机组无功功率进相至-141.2Mvar时，发电机功角为70°，此时电气数据见表8-8，由于励磁装置工作在自动电压方式下，功角适当放宽，继续进相，当机组无功功率进相至-341.4Mvar时，发电机功角为87.34°，为了机组的安全稳定，停止进相，则认为机组该工况下的最大进相深度为-341.4Mvar。
11时30分，2号发电机组出力稳定在500.0MW附近，各项试验条件满足要求，开始进行50%负荷工况的进相试验，电气试验数据见,8-3、表8-4，各部温度测点试验数据见表8-5、表8-6、表8-7。机组在该工况下，当机组无功功率进相至-181.3Mvar时，发电机功角达到70°，此时电气数据见表8-8，由于励磁装置工作在自动电压方式下，功角适当放宽，继续进相，当机组无功功率进相至-355.1Mvar时，发电机功角为87.6°，为了机组的安全稳定，停止进相，则认为机组该工况下的最大进相深度为-355.1Mvar。
2号机组进相试验过程中，2号主变均运行在3档（525.0kV），A/B高厂变为有载调压变压器，试验前各运行在11档和9B档，当厂用电电压较低时，分别最大升至14档和11档，试验结束后降回原档位，试验过程中高厂变未做切换高备变操作。
2试验数据及结果分析
发电机机组进相试验的电气运行参数见表1、表2、表3，厂用电系统电压运行数据见表4，发电机各部温度的运行数据见表5、表6、表7。
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由表1、表2、表3可以看出，在进行100%、75%、50%负荷工况的进相试验过程中，发电机的电压、电流变化规律正确，励磁电压和励磁电流的变化规律与无功功率的变化相符合，三种工况的进相深度均受限于发电机功角（限制条件为不宜大于70°）和系统电压（限制条件为不低于525kV）。
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注：表中厂用电压均为同电压等级的最低两段母线电压。
由表4可以看出，在进100%、75%、50%负荷工况的进相试验过程中，6kV 厂用系统电压和 380V 厂用系统电压均保持在较高水平，这是由于高厂变为有载调压变压器，可以根据母线电压进行动态调整，试验时A高厂变分接头位置开始在11档，最大调至14档，B高厂变分接头位置开始在9B档，最大调至11档，试验结束后均降回原档位，所以，三种工况的进相深度6kV和380V厂用电不构成进相深度的限制因素。
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由表5可以看出，在进行100%、75%、50%负荷工况的进相试验过程中，发电机氢气冷却温度随进相深度的增加变化不大，基本保持稳定，温度也远小于规程中允许的发电机氢气冷却温度75℃的要求，发电机氢气冷却温度不构成进相深度的限制因素。
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由表6可以看出，在进行100%、75%、50%额定负荷工况的进相试验过程中，发电机定子冷却水温度随进相深度的增加变化不大，基本保持稳定，温度也远小于规程中允许的发电机定子冷却水温度的要求，发电机定子冷却水温度不构成进相深度的限制因素。
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注：表中的温度为最高三个测点的温度值。
由表7可以看出，在进行100%、75%、50%负荷工况的进相试验过程中，发电机定子铁芯温度远低于允许的最高温度150℃（厂家建议值），定子绕组温度低于允许的最高温度90℃，在进相运行中，发电机的定子铁芯和绕组温度不构成进相深度的限制因素。
3功角70度时各电气量情况
三种工况进相运行发电机功角70度时各电气量情况见表8。
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注：表中厂用电压均为同电压等级的最低母线电压。
4励磁调节器低励建议限制值
根据试验结果，建议将励磁调节器低励限制环节整定值见表9，此时的进相深度限制线为PQ平面上（1000.0MW，-245.0MVar），（750.0MW，-282.5MVar），（500.0MW，-320.0MVar），（250.0MW，-320.0MVar），（0MW，-320.0MVar）的连线。并建议将功角限制（报警）设置为80度，以加强进相运行时的安全性。
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5低励限制器动作试验
将低励限制曲线上的无功功率设定值均改为-300Mvar，在机组有功功率500.0MW，无功功率-250Mvar的工况下，缓慢减少励磁电流，无功功率随之降低，当达到限制定值时，低励限制报警动作，减磁无效，集控室发低励限制动作光字牌，报警正常。
6调压能力试验
机组进相试验的调压能力数据见表10。
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由表中可以看出，在进相过程中，对本厂的调压效果明显，对系统母线电压的影响范围约为0.37kV/10Mvar左右。
7 进相运行试验结论和风险防范
(1).在当前系统运行方式下本次试验获得的最大进相深度为（1001.9MW，-336.1Mvar）、（750.3MW，-341.4Mvar）和（505.2MW，-355.1Mvar）。
(2).本次试验影响进相深度的主要限制条件是发电机功角（限制条件为不宜大于70°）和系统电压（限制条件为不低于525kV），在实际进相运行时应重点关注和监视。
(3).试验过程中发电机母线电压保持在0.90 Ue以上，不构成进相运行的限制条件。6kV和380V厂用电压保持在0.95 Ue以上，这是由于高厂变可根据电压实际情况进行档位调整使厂用电6kV和380V保持在正常水平，所以厂用电不构成进相运行的限制条件。
(4).系统电压是影响进相运行的限制条件之一，建议仅在系统电压较高（530kV 以上）的情况下才开展进相运行。
(5).发电机励磁调节器低励限制环节工作正常，动作过程中机组运行稳定，继电保护和自动装置工作正常，无报警和动作信号，建议将励磁调节器低励限制环节定值整定为表8-9中数值，此时的进相深度限制线为PQ平面上（1000.0MW，-245.0MVar），（750.0MW，-282.5MVar），（500.0MW，-320.0MVar），（250.0MW，-320.0MVar），（0MW，-320.0MVar）的连线。并建议将功角限制（报警）设置为80度，以加强进相运行时的安全性。
(6).试验结果表明，发电机组在励磁调节器自动电压控制方式运行且PSS投入时具备一定的进相能力，在进相能力范围内可参与电网无功优化调整，对系统母线电压的影响范围为表10中所示，励磁调节器手动电流控制方式运行时不建议进相运行。
(7).本次进相试验的数据可供调度和电厂参考，作为今后进相运行的依据。
参考文献：[1]电机学，汪国梁.北京机械工业出版社.1987.
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