大型机组电气功率扰动的实例分析
20页1、机组电气功率扰动的实例分析在机组的运行中,由于各种扰动的存在,电气功率的波动时常发生,如何正确分析处理各类异常,准确判断励磁系统是否存在故障,采取何种措施来解决,是实际中遇到的一大难题。在通常的认识中,机组有功的波动与调速系统有关,无功的波动与励磁调节器有关。但随着PSS(电力系统稳定器)的广泛投运,有功的波动也会导致励磁输出的波动,机组的电气功率扰动往往伴随着有功、无功的同时变化,如何定位异常发生的原因,本文举出一些实例做出分析。励磁调节器本身故障引起的功率扰动一、 台山电厂3号机无功波动2008年2月9日,台山电厂3号机在春节停机重新并网后,出现了无功波动的情况,波动的幅度最大达50Mvar,发生的时间无明显规律,间隔约数分钟不等。励磁系统通道运行,通道备用,与以前运行方式相同,本次停机未对励磁系统进行任何检修工作,励磁调节器无任何故障和报警信息。2月10日应台山电厂的要求,广东电科院派人到现场协助进行故障分析处理。2月10日下午,和电厂的技术人员研究分析了有关情况并提出了检查方案。1、根据电厂提供的DCS数据波形来看,尽管其数据记录的采样频率较低,还是可以初步判断3号机励磁电压的
2、波动领先于机端电压、无功的波动,即无功的波动主要是励磁系统而不是500kV系统引起的。且3号机无功波动期间,向电网方面了解系统无异常,综合判断可以排除系统扰动的影响。2、在2月10日上午,3号机运行通道(通道)切换为手动方式(恒励磁电流模式)运行了约30分钟,励磁电压及无功未出现异常波动,由于励磁系统不应长期在手动方式运行,切换回自动方式后,波动依然存在。根据此现象可以判断励磁系统的脉冲触发及整流环节工作正常,否则手动方式也会出现波动。故障集中在励磁调节器的自动电压控制环上。3、台山电厂3号机励磁调节器为ABB生产的UNITROL 5000,其自动电压控制环除了以发电机机端电压作为反馈控制量外,还叠加了以有功作为输入的PSS,以无功电流作为输入的调差。检查3号机的参数表,重点是与上述控制环节相关的参数未发现问题。4、排除以上原因后,波动的出现很可能与上述控制量的检测环节或电压叠加点有干扰进入有关,据此制订了进一步的检查方案:首先进行通道切换,如果是机端电压检测的问题,两个调节通道同时故障的概率很小,应能发现问题;如果故障仍不能排除,再依次进行退出PSS,退出调差的检查。由于DCS数据波
3、形采样频率低,为了准确分析,检查时利用励磁调节器调试工具记录内部数据,利用故障录波记录外部数据。2月11日,按照方案在现场对3号机励磁系统进行了检查,情况如下:励磁调节器通道的运行情况:图1所示为通道的内部数据录波图,可见在稳态运行时各有关量的纹波波动幅度均较大。图2、3、4为记录的通道运行期间发生的几次波动情况,从这些数据中可以发现波动刚发生时,调节器内部数据的机端电压均为向上的突变,而控制电压、励磁电压、励磁电流均为向下的突变,趋势相反。根据这种现象可以判断,应首先是励磁调节器的机端电压检测出现了波动,从而导致了励磁输出的波动,正常时,机端电压不会经常出现如此波动,问题应存在于机端电压检测环节。如果是电压叠加点窜入了干扰信号,励磁输出的波动将导致机端电压同方向的波动,从内部录波数据可以排除这一点。切换到调节器通道后的运行情况:图5为切换到通道运行后的通道内部数据录波,可以看到切换后,通道检测到的励磁电压、励磁电流的波动明显减小,但机端电压、控制电压的纹波依然明显。图6显示此时通道仍然出现了机端电压检测的波动。图6为切换到通道运行后的通道内部数据录波,可以看到各有关量均很平稳,进一步
4、判定通道的机端电压检测环节存在问题。检查处理情况:问题出在通道的机端电压检测环节,于是首先对外回路进行了检查。电厂检修人员对通道使用的PT在励磁调节器端子排上进行了测量,发现C相电压偏低1伏多,而且有波动,在就地端子箱上检查也如此,判断为PT一次保险接触不良,需进一步处理。3号机最终用通道运行(通道使用的是励磁专用PT,也应作为主调节器运行),通道备用。图1 通道运行录波图(自上而下各线意义:机端电压-黑色,内部控制电压-绿色,励磁电流-红色,通道运行状况-青色,励磁电压-粉红,无功-蓝色)图2 通道运行中波动情况录波图之一图3 通道运行中波动情况录波图之二图4 通道运行中波动情况录波图之三图5 切换到通道运行后通道的内部数据录波图6 切换到通道运行后通道的内部数据波动图7 切换到通道运行后通道的内部数据录波二、金湾发电厂4机组无功波动无独有偶,2008年11月18日,金湾电厂#4机组无功波动频繁,大概几分钟就有10MVar以上的变化。基于同样的分析,我们建议电厂进行了同样的检验,确认异常通道对应的PT二次回路电压三相不平衡,在端子排紧固后,故障消失。三、连州电厂2号机功率波动连州电厂
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