同步发电机无功功率摆动的主要因素及处理措施
11页1、同步发电机无功功率摆动的主要因素及处理措施 摘 要 本文依据在线监测的技术数据,从理论上分析同步发电机无功功率摆动的原因,阐述了引起机组无功功率摆动的主要因素及处理措施。关键词 同步发电机 无功功率摆动 励磁系统1.概述山西铝厂热电分厂共有六台汽轮发电机,额定电压为6.3kV,额定容量分别为一期12MW三台; 二期25MW三台。从1996年2002年3#、4#、5#、6#机组多次出现发电机无功功率自然摆动,其最大摆幅8Mvar,给生产的组织和调整带来了很大的影响,为此通过多次的试验和分析,查找到了其无功摆动的原因,并提出了对发电机励磁系统改进的措施。为分析机组无功功率自然摆动的原因,于2002年2月7日0点到24点,对5#、6#机组实施无功功率的24小时在线监测,其监测数据如表1、表2。表1 5#机组监测数据时间电压kV电流kA有功MW无功Mvar励磁电压V励磁电流A备注0:366.42.62416-19160325自动1:556.42.72416-19160325自动7:046.32.62519-14145325自动9:096.32.72514-17155325自动9:186.32.
2、72517-18155325自动10:186.32.72518-20170350自动11:266.22.4258-14130360自动12:406.22.62314-19165330自动15:156.42.62315-20160330自动15:506.42.62517-12140300自动19:006.42.52517-14140310自动20:336.42.72516-19170325自动表2 6#机组监测数据时间电压kV电流kA有功MW无功Mvar励磁电压V励磁电流A备注0:206.62.62415-20175200自动0:226.62.62420-17165190手动0:596.62.72517-21180200自动1:006.62.62521-27165190手动1:556.42.42417-10140160自动2:336.42.72513-20175200自动3:356.42.52520-14150175手动4:256.52.52514-18165190自动4:506.52.52518-14150175自动5:206.52.724.514-19175200自动6:156.42
3、.32316-13140160自动6:236.62.62313-20170200手动7:066.52.42420-14150180自动9:106.52.62414-16160180自动10:456.42.52419-14150175手动11:006.42.52512-18150160手动11:206.52.72422-18180200手动12:406.52.42418-15150170自动13:546.62.62315-19165170自动14:276.42.32315-11135155自动15:126.52.42217-22160175自动19:506.42.52318-13150170自动从上表可以看出,5#机组在0.36到20.33期间发生无功摆动;6#机组在0.20到19.50期间发生无功摆动,其他时间未摆动。6#机组在1.55无功功率由17Mvar自然降到10Mvar,摆动幅度7MVAR; 在6.23无功功率由13Mvar自然上升到20Mvar,摆动幅度为7Mvar,并且无功功率已超过发电机的额定值。在2002年4月10日13点由于4#机组紧急停机,5#机组无功功率由12Mv
4、ar直线下降到0,发电机定子电流最大摆到4000A,有功功率由25MW上升到26MW,“电压回路断线”信号出现,强励动作,励磁电压为30V,励磁电流为50A。检查磁场变阻器没有异常后手动调整增加无功负荷,恢复正常。4月12日11:58分,5号机无功功率由10Mvar降到0,其它参数正常。2.发电机无功功率摆动理论分析2.1电力系统中的无功功率发、供电的质量指标主要表现为电压和频率。频率是由电力系统发电有功功率和有功负荷消耗的总电量来决定的; 电压则是靠电力系统中无功功率平衡来维持的。如果电力系统中的无功功率严重短缺,则系统中的电压水平过低,使某个系统的母线电压运行在临界值以下时,母线电压有一微小的下降就会发生负荷消耗的无功功率增量大于系统向该点提供的无功功率增量,使无功缺额进一步增大,电压进一步下降,这种恶性循环将造成系统“电压崩溃”。电压崩溃后,大量电动机自动切除,某些发电机组失步,导致系统解列或大面积停电。2.2无功功率平衡与电压水平的关系QGi=QLj+Qk式中: QGi无功电源向系统供应的无功功率;i无功电源的个数;QLj负荷所消耗的无功功率; j无功负荷的个数;QK电力系统中
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