李恒
大唐许昌龙岗发电有限责任公司 河南禹州 461690
摘要：本文将通过660MW发电机-变压器组甩无功负荷试验的目的、试验前准备、试验步骤、试验步骤及运行人员操作注意事项等方面进行阐述分析，由于甩无功时势必会引起汽轮机转速上升甚至超速，为防止汽轮机严重超速，本文提出相应的分析及处理要点，保证相关系统设备正常可控。
关键词：甩无功、汽轮机超速
1实验目的：验证励磁调节器调整无功负荷的能力，测试发电机甩无功时的励磁系统调节特性，在甩无功试验时汽轮机转速在危急保安器动作转速下。对于运行人员来说特别注意两点，一是注意提前手动切换厂用电，防止因甩无功时厂用电无法自动切换造成厂用电失去，二是甩无功后注意汽轮机转速，超过危机保安动作转速时应及时手动打闸，防止发生汽轮机严重超速恶劣事故。
1.1主要设备介绍：许昌龙岗二期2×660MW发电机组为哈尔滨电机厂有限责任公司制造的QFSN-660-2型三相交流隐极式同步汽轮发电机。发电机采用机端自并励静态UNITROL 5000励磁系统，具有以下基本功能和限制保护功能：机端电压调节功能、转子电流调节功能、恒无功调节、恒功率因数调节、软起励、过励限制、欠励限制、具有反时限特性的最大励磁电流限制、V/HZ限制、电力系统稳定器PSS、转子过电压保护等。发电机定子额定电压20KV，定子额定电流21170A，额定励磁电压460.2V，额定励磁电流4487A，空载励磁电压148.3V，空载励磁电流1522A，发电机出口不设断路器，500kV开关站主接线采用3/2接线，设两个完整串，共6组开关，正常时6组开关均投入与系统合环并列运行.
汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造的660MW超超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、反动凝汽式汽轮机。机组设计出力为 660MW，设计主蒸汽压力为25MPa，主蒸汽温度为600℃，再热蒸汽温度为600℃，额定蒸汽流量1764.65t/h，汽轮机的额定转速为3000转/分。汽轮机OPC超速动作转速为3090转/分，电超速转速为3300转/分，机械超速动作转速为3300转/分。
1.3按照《二十五项反事故措施》关于汽轮机严重超速的要求：正常运行时，发电机突然甩去全部负荷，调速系统动态性能不良，未能控制转速，必须立即打闸紧急停机，检查各主汽门、调速汽门、抽汽逆止门，高缸排汽逆止门关闭 ，否则设法关闭，确认机组转速下降，若发现转速继续上升，应立即停炉打开锅炉PCV阀泄压停止EH油泵。
2、试验前的准备工作
2.1 确认汽轮机调速系统工作正常。
2.2发变组保护A、B柜内发电机过电压定值临时设定为1.2倍Ugn，0s,瞬时动作跳灭磁开关。
2.3退出发变组A、B、C柜内启动5022、5023失灵压板（退此压板防止开关失灵联跳同母线上其他开关）、关闭主汽门压板（防止电气保护动作联跳汽轮机）。
2.4联系热工退出“发电机主开关断开联跳汽轮机”保护逻辑。
2.5运行人员将4号机厂用工作段电源切至备用电源带。
2.6退出3、4号机AVC系统。
3、试验步骤
3.1要求是运行人员尽可能减负荷至最低，发电机有功尽量小（≥0MW），防止汽轮机超速。但实际中有功无法到0MW，一般在100MW一下。
3.2机组并网运行，运行人员调节发电机出力至额定无功负荷319Mvar（本次因500KV母线电压需小于535KV限制，4号机无功最高提至132Mvar），机端电压不高于1.05Ugn为限（机端电压按不超21Kv控制，4号机机端电压最高至20.5Kv）。
3.3调节器工作于自动方式，记录调节器电压给定值、调节器机端电压测量值、调差系数整定值。
3.4 同时手动分开岗5022开关岗5023开关，使发电机与系统解列（盘前硬手操同时按下“发变组跳闸按钮1”、“发变组跳闸按钮2”，此硬手操按钮只发信号跳闸5022和5023）同时录取发电机电压、电流、频率、转子电压、转子电流的变化曲线。
3.5远方灭磁，跳开灭磁开关，退励。
3.6恢复发变组保护发电机过电压定值及保护出口压板，恢复“发电机主开关断开联跳汽轮机”保护逻辑。
4、注意事项
4.1、实验前的负荷尽量低，防止甩负荷后转速飞升过快（本次实验负荷86MW，汽压10Mpa，甩负荷后转速依然上升较快），另外试验前必须保证主汽门、调门严密性试验合格，飞锤注油试验合格，超速试验合格，并且牢记超速试验的动作转速。
4.2、试验时，运行监盘人员应密切注意3、4号发电机机端电压及母线电压变化情况，重点关注发电机的温度，若有异常，应立即停止试验。（本次实验过程较快，开始前后发电机各温度变化不大）反措要求：当定子线棒温差达14℃或定子引水管出水温差达12℃，或任一定子槽内层间测温元件温度超过90℃或出水温度超过85℃时，应立即降低负荷，在确认测温元件无误后，为避免发生重大事故，应立即停机。
4.3、盘前及就地设专人准备随时打闸，严密监视大机转速上升情况，本次实验由于OPC动作后转速依然上升较快且没有回头迹象在汽轮机转速3100转左右时，值长下令立即手动打闸，大闸后转速才有回头迹象，可以说留给运行人员思考的时间10秒钟左右，如果错过最佳大闸时机，并且保护都拒动时，后果可想而知。下面列出本次实验关键时间点：
22:35:50 盘前硬手操跳发电机
22:35:53转速＞103%POC电磁阀动作
22:35:59 转速上升过快，手动MFT，汽机联跳，转速最高3232r\min。
4.4运行人员在试验开始前必须将厂用工作段电源切至备用电源带，同时退出3、4号机AVC系统，在4号机甩无功前将临机3号无功适当提高。
4.5由于汽轮机飞锤动作转速不固定，我厂4号机大概在3230转/分左右，进行试验前，尽量将电超速转速设定在机械超速一下，最好将电超速转速改成3100转/分动作最好，双重保险防止汽轮机转速失控。
4.6甩无功后，及时断开灭磁开关，方式转子励磁过剩，增加消磁时间，影响机组下一步工作的开展。
5.1试验前后主要参数变化及分析
电气方面甩无功前后参数对比
1）、励磁电流2175→1208A
2）、励磁电压200→109V
3）、定子电压Uab 20.5→19.9KV
4）、DCS显示500KV电压 533.2→532.9KV（AVC上位机比DCS当时高1.5KV左右）
5）、3号机无功 11.7→41.8Mvar
5.2汽机方面甩无功前后参数分析
35：46—35：51，发电机解列后DEH画面的“目标负荷”自动切换成“目标转速”，由206MW→3000r\m，转换过程4秒。
35：46—35：51，大机阀位基本不变。
35：46—35：51，大机转速由3000—3192r\min
可看出甩负荷后4秒，大机阀位基本不变，是造成转速快速上升的原因。对比转速曲线与汽压曲线发现两者斜率基本一致，考虑到汽压对转速影响较为直接，实验前应尽可能的降低负荷、汽压并保持稳定。
6、结束语
保护机组重大设备不受损坏成为重中之重，尤其是一些电气相关操作和试验是运行人员知识技能的薄弱环节，发电组甩无功试验是电气专业相关比较平常的试验，运行人员在进行相关试验时一定要清楚地明白存在哪些风险和做好哪些反事故措施。
参考文献：
《1》曹祖庆.大型汽轮机组典型事故及预防.中国电力出版社，1999.
《2》国家能源局.防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义.中国电力出版社，2014.