百万千瓦级汽轮发电机进相影响因素研究

摘要

百万千瓦级发电机组对于确保电网安全、稳定运行具有非常重要的意义。现代电网的建设呈现超高压、大容量、远距离输送的发展趋势。当线路输送功率超过自然功率时，线路会出现剩余充电功率，需要在线路两侧进行吸收。因此百万千瓦发电机组对于调节电网无功有着重要的意义。本文对百万千瓦级发电机组进相能力的研究为大容量、高参数机组进相运行积累了宝贵的经验和数据，是提升发电机组运行技术管理能力的重要实践。 本文首先对百万千瓦发电机组进相运行理论进行了研究，具体分析了发电机进相运行的原理与特征。对AVR(励磁调节器)不参与发电机运行调节和AVR参与发电机运行调节两种情况进行了具体分析。通过推导，得出了AVR参与发电机运行调节情况下发电机的功角特性，并指出外部电抗是发电机静态稳定极限的重要影响因素。最终得出了发电机静态稳定边界曲线。目前，厂用系统电压已成为进相的主要制约条件，通过系统等效电路图计算得出发电机无功与发电机端电压和系统电压之间的限制关系，分别通过计算厂用高压母线和厂用低压母线电压限制值，得出了发电机机端电压正常运行时不得低于26.6kV，特殊情况下可通过调整主变和厂高变分接头解决厂用高压母线电压低的问题，同时本文提出了采用调整厂低变分接头及其他相关措施解决厂用低压母线电压限制的问题。随后在不考虑进相影响和考虑进相影响两种情况下对1000MW发电机G60微机型失磁保护的整定数值进行校核计算，得出了失磁异步阻抗特性不会动作的结论，并确认了保护配置的合理性。 同时文章详细分析了AVR系统的一次系统图和控制回路图，进一步分析了自动励磁调节器的工作原理，其次分析了双机进相运行时恒电压控制策略和恒无功控制策略的原理，并通过实验比较两种控制策略的差异。研究了双机进相的无功分配策略和静态稳定性。在此基础上，给出了双机进相运行工况曲线，得出恒无功分配策略可以很好地提升双机进相能力和稳定性的结论。最后通过谏壁发电厂七期1000MW发电机组进相试验，详细分析了机组在各负荷段进相性能与运行参数，验证了本文对发电机进相影响因素研究成果的正确性。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1背景和意义

1．2国内外研究现状

1．2．1发电机进相理论研究现状

1．2．2进相对厂用电压影响研究现状

1．2．3进相对失磁保护的影响研究现状

1．2．4双机或多机进相的影响研究现状

1．3主要研究内容

2发电机进相运行理论分析

2．1发电机进相运行基本原理分析

2．2发电机进相对静稳极限的影响

2．2．1发电机不带自动励磁调节器功能(AVR)的静稳定极限分析

2．2．2带自动励磁调节功能(AVR)时的发电机静态稳定分析

2．2．3外部系统电抗对静态稳定的影响

2．3本章小结

3发电机进相对端电压的影响

3．1进相对机端电压及厂用系统电压的影响

3．1．1进相对机端电压的影响分析

3．1．2进相对谏壁发电厂七期厂用系统电压的影响

3．2其他提高厂用电压的措施

3．2．1将400V母线切换至备用段母线运行

3．2．2将400V负载平均分配至各段母线

3．2．3对于重载启动的码头配、煤配等负载加装无功补偿装置

3．3本章小结

4发电机进相对失磁保护的影响

4．1谏壁发电厂进相期间低励限制及失磁保护的配合方法研究

4．1．1机端电压下降对静稳边界的影响分析

4．2谏壁发电厂发电机失磁保护配置分析

4．3未考虑进相影响时失磁保护校核计算

4．3．1失磁阻抗特性(定子阻抗特性)

4．3．2校核进相运行时躲负荷阻抗能力

4．4谏壁发电厂考虑进相影响时失磁保护校核计算

4．4．1失磁阻抗特性(定子阻抗特性)

4．4．2校核进相运行时躲负荷阻抗能力

4．5本章小结

5双机进相无功分配策略研究

5．1谏壁发电厂AVR(励磁调节器)一次系统及控制系统分析

5．1．1谏壁发电厂发电机励磁系统图及励磁系统布置图

5．1．2励磁调节器全桥整流回路分析

5．2双机-无穷大系统模型分析

5．3机端电压控制策略分析

5．4恒无功控制策略分析

5．5本章小结

6发电机进相试验

6．1谏壁发电厂1000MW汽轮发电机发变组参数介绍

6．2谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相试验工况设计

6．3谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相试验限制条件分析

6．3．1静态稳定限制

6．3．2谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相时定子端部铁芯的温度限制分析

6．3．3谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相时继电保护配置临时调整的方案分析

6．3．4谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相时低励限制阶跃响应分析

6．4谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相的试验内容及步骤分析

6．4．1谏壁发电厂1000MW汽轮发电机不同有功下进相能力测试方案分析

6．4．2谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相时低励限制环节静态限制特性检验方案

6．4．3谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相时低励限制环节动态限制特性检验方案

6．4．4在实测的进相能力范围内，整定低励限制曲线方案

6．4．5谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相时运行方式及试验方案

6．5谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相试验数据及过程分析

6．5．1谏壁发电厂1000MW汽轮发电机在500MW负荷工况下进相试验数据及过程分析

6．5．2谏壁发电厂1000MW汽轮发电机在750MW负荷工况下进相试验数据及过程分析

6．5．3谏壁发电厂1000MW汽轮发电机在1000MW负荷工况下进相试验数据及过程分析

6．5．4谏壁发电厂1000MW汽轮发电机静态低励试验分析

6．5．5谏壁发电厂1000MW汽轮发电机动态低励试验分析

6．5．6谏壁发电厂1000MW汽轮发电机低励曲线整定

6．6谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相试验结果分析

6．6．1谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相运行稳定性分析

6．6．2谏壁发电厂1 000MW汽轮发电机进相运行温度分析

6．6．3谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相运行厂用电压实时数据分析

6．6．4谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相运行对500kV母线电压的调压作用分析

6．6．5谏壁发电厂1000MW汽轮发电机未调节变压器分接头时厂用电压对进相深度限制的验证分析

6．6．6谏壁发电厂1000MW汽轮发电机进相运行时低励限制及失磁保护配置验证分析

6．6．7恒电压控制策略和恒无功控制策略试验效果验证分析

6．7本章小结

7结论与展望

7．1结论

7．2研究展望

致谢

参考文献

附录