雷振
中国水利水电第八工程局国际公司，湖南长沙 410004
摘要：电网频率的波动，会对汽轮机转速产生直接影响，亦会对发电机定子、转子和励磁机产生较大的波动，容易引起发变组保护动作，甚至造成停机、停炉。而电网频率波动主要在于电网线路的接地和供电的输变电线路的突然跳闸。
关键词：电网频率；定子；励磁机；发变组；输变电。
引言:我国技术标准规定电力系统频率额定值为50Hz，对正常运行的电网规定周波上下波动不得超过±0.2周/s。在实际运行中周波偏差一般不超过±0.1周/s。
当周波低于49.5周/s运行时，时间不得超过60min，周波低于49.0周/s运行，时间不得超过30min。
一.电网频率波动过程
1、两台机组在正常运行时，各主要运行参数如下：#1机负荷163.3MW；主汽压力11.0MPa；再热器1.9MPa；#3汽轮机3010rpm；真空-9.0pka；#1机主润滑油压0.148MPa；#1发电机出口电压9.26KV；#1发电机出口电流6519A；电网频率50.2Hz；#2机负荷189.2MW；主汽压力12.13MPa；再热器压力2.24MPa；#2汽轮机转速3019rpm；真空-90.34kpa；#2机主润滑油压0.157MPa；#2发电机出口电压9.32KV；#2发电机出口7271.9A；电网频率50.2Hz。
当电网发生振荡时，电网频率开始由50.2Hz向下波动，最低降至49.57Hz，同时造成#1、#2机组负荷及6kV电机运行电流出现波动，随后电网频率恢复正常。
外网频率波动造成#1、#2机组发电设备短时间内出力出现小幅波动，其中：#1机组负荷154.7-167.5MW、汽轮机转速3017-2976rpm、A引风机电流98.7-81.8A、B引风机电流99.8-83.6A、A送风机电流49.9A-40.1A、B送风机电流50.0A-40.3A、A一次风机电流106.5-85.0A、B一次风机电流10.35-85.2A、A给水泵电流244.8-222.9A、B给水泵电流252.1-229.0A、A循环泵电流165.9-158.7A之间波动。
#2机组负荷197-184MW、汽轮机转速3019-2979rpm、A引风机电流98.7-78.0A、B引风机电流92.1-76.8A、A送风机电流46.2-38.9A、B送风机电流46.1-38.9A、A一次风机电流105.1-84.2A、B一次风机电流103.8-85.9A、B给水泵电流261.7-250.4A、C给水泵电流266.1-250.7A、A循环泵电流165.9-158.7A之间波动。
2、#1汽轮机主要设备运行参数
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二.电网频率波动相对应的设备历史曲线：
#1发电机主要设备周波变化相对应历史曲线
三.电网频率波动对运行设备的影响
1、电网频率过高对运行机组的影响
（1）频率对应汽机转速，频率升高汽机转速升高，汽机转子离心力增大，容易使转子的部件损坏。
（2）汽机转速升高，主油泵转速升高，油压升高容易造成润滑油会从轴承两端高速甩出变成细小油雾。
（3）汽轮机容易造成超速保护动作引起的停机、停炉事故。
（4）汽轮机辅助设备因外网频率过高威胁电动机运行安全甚至烧毁电机造成停机、停炉事故。
2、电网频率过低对运行机组的影响
（1）转子的转速降低，使转子两端鼓风量减小，温度升高。
（2） 汽机转速下降，主油泵出口油压降低轴瓦与转轴之间不能形成连续的油膜，动静部分发生摩擦造成烧瓦事故，需要紧急停机。
（3）发电机电动势和频率、励通成正比，为保持电动势不变，必须加大励磁电流，使线圈温度升高。
（4）使端电压不变，加大磁通，容易使铁芯饱和而溢出，使机座等其他部件出现高温。
（5）可能引起汽轮机叶片共振而断叶片。
（6）频率低厂用电动机转速降低，出力下降会威胁到发电机甚至整个系统的安全运行。
（7）频率低电压低，这是因为感应电势的大小与转速有关的缘故，同时发电机的转速低还使同轴励磁机的输出减少，影响无功的输出，引起发电机定子、转子、铁芯和励磁回路的过热。
四.引起电网频率波动的主要原因
1、供电输变线路突然跳闸
（1）造成汽轮机超速保护动作停机。
（2）甩负荷后对机组形成一次较大的热冲击，在汽缸、转子金属部件中产生的热应力最为严重，影响汽轮机的使用寿命。
（3）甩负荷过程中容易造成推力轴承和联轴器螺栓受到一次较大的机械冲击。
（4）甩负荷后对汽轮机转子在相对平稳的情况下受到一次不平衡的气流冲击，诱发机组振动突变。
（5）甩负荷后还会形成压力容器超压运行，轻者引起安全阀动作，重者造成压力容器变形或爆破。
（6）发电机会引起端电压升高。
（7）锅炉汽包容易造成满水事故，触发锅炉MFT停炉。
（8）外网跳闸如厂用电无法正常切换容易引起电动给水泵失电造成锅炉干锅事故。
2、电网线路接地
（1）外网接地容易产生负序电流，使发电机转子表面产生过热，引起发电机部件金属疲劳和机械损伤。
（2）外网接地导致接地相电压降低，非接地相的相对地电压升高倍，对非故障相和发变组设备的对地绝缘产生危害。
（3）可能引起机组电压互感器铁芯严重饱和，导致电压互感器过负荷而烧毁。
（4）因非接地相电压升高导致机组设备绝缘被击穿引起永久性损伤。
（5）非接地相电压升高可能会击穿绝缘，而将事故扩大为相间短路事故，从而对发变组产生更严重的危害。
结束语：频率和电压是电网的最重要的质量指标，对电网而言该指标全网共用一个，频率的稳定靠用电负荷和发电功率平衡，这主要由调度根据每时每刻电网频率变化调整电网中发电机功率来稳定，所以电网频率对电厂的影响是直接的。
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作者简介：雷振（1990- ），男，本科，电气工程师，一级注册建造师，研究方向为电气工程