导航： >> 安全论文>> 电力安全论文>>正文

湛江发电厂发电机进相试验失磁事故分析及改进措施

文档作者：伍民玉毛承雄文档来源：华中科技大学电力工程系		点击数：	更新时间： 2021年08月13日
下载地址：点击这里	文件大小： 135.97 KB 共3页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共3页]

本文件共3页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：135.97 KB 共3页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：某大型水轮发电机励磁引线烧毁事故原因分析

上一篇：某燃机发电厂励磁变匝间短路造成绕组烧损…

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

20O4年7月
第5卷第7期
电力设备
Electrical Equipment
JuI．2D04
VoI．5 No．7
湛江发电厂发电机进相试验
失磁事故分析及改进措施
伍民玉．毛承雄
(华中科技大学电力工程系，湖北武汉430074)
摘要：分析了湛江发电厂3号发电机进相试验中失磁事故原因，探讨了发电机进相运行存在的问题，提出了发电
机手动励磁调节装置及电源改进措施，对发电机进相运行安全监控进行了研究。
关键词：发电机；励磁系统；失磁；安全控制
中图分类号：TM 31；TM 307 ．1
0 概述 1 事故经过
湛江发电厂3号发电机励磁采用主、副励磁机
他励静止二极管励磁系统，简称三机励磁系统，这是
一种在我国火电机组中应用较广泛的励磁方式。
1999年投产时安装使用DQIJT一2型分立组件的模拟
式励磁调节器，这种励磁调节器由于功能模块数量
较多，给调试及维护带来不便，一年后更换成GEC一1
型全数字式非线性励磁调节器。励磁系统由主励磁
机EXC输出的交流电流，经三相全波桥式接成的硅
整流柜整流后供给发电机G励磁，而交流主励磁机
EXC的励磁则由中频永磁副励磁机PMG经励磁调
节器的晶闸管整流后供给。调节器根据发电机G
之端电压互感器、电流互感器取得的iN节信号，实现
机组励磁的自动调节。发电机通过调节励磁可以在
发电机出口建立电压，发电机并网后，通过调节励
磁，可以维持局部电网的电压稳定，控制局部电网的
充电功率。湛江电厂开展进相运行，充分利用发电
机这一固有的能力，吸收系统多余的无功，维持较好
的电能质量。由于进相运行是降低机组的热稳定性
和静稳定极限为代价来实现的，而3号发电机在调
试和运行时没有考虑进相运行，因此，发电机组要经
过进相试验后，才可以正式地投入进相运行，发电机
进相试验如图1所示。
图1 3号发电机进相运行试验接线图
1999年9月3日3号发电机在手动励磁方式
时，在进相运行试验中失磁，试验人员手动将发电机
与电网解列，没有造成局部电网稳定性破坏。
事故前运行情况 按照《湛江发电厂3号发电机
组进相运行试验方案》，电网方面，化州500 kV变电
站退出3 X 40 Mvar电抗器，湛江地区投人部分电容
器，粤西地区有功负荷615 MW，无功负荷256 Mvar，
按正常方式运行；电厂方面，1、2、3号机组运行(3 X
300 Mw)，实际出力510 MW，无功210 Mvar，220 kV
母线电压234 kV。3号发电机在手动励磁方式时，
在进相运行试验前，退出低励限制、失磁保护，匝间
保护投测量，其余保护正常投人。3号机组有功
150 MW，无功从100 Mvar间断降到一95 Mvar，各运
行参数在容许范围内；第二次，3号机组有功200
MW，无功从60 Mvar间断降到一65 Mvar；第三次，3
号机组有功250 Mw，无功从30 Mvar间断降到一55
Mvar；第四次，3号机组有功300 MW，无功从30 Mvar
间断降到一6 Mvar，约2 s，3号发电机失磁，试验人
员手动将发电机与电网解列，进相试验结果见表1。
表1 3号发电机进相运行试验记录
1999年9月3日
P Q， UG， 稳定 UL ，I_ UA UB 时间
，MW Mvar kV 裕度 ，(。) ，V ，kA ，kV ，kV ，kV
l5o 38．0 l9．5o 0．49 42．2 2o7 29 5 228．5 6．o4 6．07 13：44
152 —22．2 l8-8l 0．22 54．6 l65 23．9 225-8 5．82 5．85
l52 —99．2 l7．75 0．0l 81．2 131 l9．1 221．6 5．48 5．5o 14：06
200 34I8 19．24 0．24 53 7 230 32．9 22蛞．4 5．95 5．97 14：3l
2ol —65-8 l8．29 0 03 75-8 l86 26-8 221．6 5．60 5．62
2ol —75．6 l8．07 0．0l 79．9 l75 25．5 223．5 5．59 5．60 14：59
249 28．6 l9．25 0．12 63．1 257 36．4 227．5 5．94 5． 15：ll
25l 1．13 l8．93 0．08 68．0 224 34．6 226．1 5．84 5．87
25l —63．5 l8．0o 0．0l 84．4 22l 31．5 222．6 5． 5．53 l5 29
30o 29．19 19．47 0．07 69．2 293 40．9 23o．4 6．0l 6．03 l6：02
30o —6 (失磁) 16：07
维普资讯 http://www.cqvip.com
经验交流 伍民玉等：湛江发电厂发电机进相试验失磁事故分析及改进措施 47
2 事故原因分析
发电机失步前，进行了发电机自动励磁方式下
进相运行试验，证明实际测量的有自动励磁调节器
的P．p特性与计算出的有自动励磁调节器的30％
裕度(功角等于85。)的静稳特性相近，进相深度均小
于静稳极限。主要受厂用6 kV母线电压低的限制，
在系统电压水平高、发电机出力低的情况进相运行
有较大的安全裕度。在以后发电生产中，电网调度
要求3号发电机有功负荷不超过250 Mw，6 kV母线
电压不低于5．7 kV，无功负荷不低于0 Mvar时，3号
发电机自动励磁方式下进行进相运行。发电机手动
励磁方式50 Hz供电电源取自380 V厂用电工作段
ⅢA段，经干式隔离变压器、移卷调压变压器、硅整
流，将直流电供给发电机。发电机手动励磁方式下
进相运行试验，根据电力系统静态稳定性分析的基
本理论，在不考虑自动励磁调节器作用时，发电机进
相运行稳定边界的确定多以 >0作为稳定判
据，此时，机组静态稳定边界也就是 =0所决定
的边界由如下／9_p方程计算
+ [Q。一警(熹一 )2-[譬(去+ )]
式中，Pc、Q。、Uc为发电机机端的有功功率、无功功
率以及机端电压。
系统电抗X =0．0039+jo．0243，发电机直轴电
抗Xd=119．7％ 。
计算的发电机手动励磁方式下的稳定边界见
表2。
发电机自动励磁方式下的稳定边界计算(略)。
表2 不同励磁方式下的稳定边界 Mvar
有功功率 手动励磁 10％裕度 自动励磁 30％裕度 热稳定
f 静态边界 手动励磁 静稳边界 自动励磁 边 界
边界 边界
30o —88 30 —238 —182 一l24
25O 一lO4 —8．7 —2勰 ．—．198 —137
20o —121 —44 一249 —2ll 一l45
l50 —．132 —75 —246 一217 一l50
图2中曲线1和2分别为根据表1中3、6、8几
组现场实际测量数据绘制的最接近静稳极限而且有
相同稳定裕度(功角等于81．5。)的特性和由当时情
况计算出的实际静稳特性。与图3中曲线和表2相
比，该静稳极限要小的多(210 Mw 时约小30％)，主
要原因是试验时系统电压比较低所致。
3号发电机在T-动励磁方式进相运行试验中
失磁，有以下原因：① 在做300 MW 运行点的进相
。P|M W
IL【厂— 一FI厂 IL ]； I 一+JT手I-一 IL M／ H 7／L{ I厂一一 ~21 4¨一-31 T'1I -一2十：一- 卜I 一 一： I一 ]I 广一厂]一T一盯1]一一 一7o I l I 广1一]
J J J J J，J } l I l l I I
I j一282—211—141—70 Q 141 211 282 3r3 I |
L～ 1．．．—．_j——j_——1．．．—．_j———． 一一L _j～ 上一L _J一-J
P：302MW Q：一64．5Mvar 电压：O．97
图2 实测的无自动励磁调节器的特性
P／MW
— T — i一_T — T_ 一}一]
卜簿 IL厂广一— IL厂 I【]I 一+T手JI-一 ]f l卜， ／门7]q ILl／一 一而73矿53 L厂广1]j l～T上十I 一 广Il＼ 1j I一 -]l I 【 I一282—211—141—70 0 141 211 282 f 5 I
⋯ ⋯ 一一一 一一L _j～ 上一L _『一-J
P：300MW Q：一89Mvar 电压：1 0
图3 计算的无自动励磁调节器的特性
试验时，发电机在稳定极限点附近失步，主要原因
一是该T-动励磁的马达功率过大，与原设备不匹
配，调幅过大；二是有来自系统电压或调速方面的
较大扰动。② 3号发电机在手动励磁方式时，由
厂用电(交流380V)供电，感应调压器T-动调压、变
压器隔离和变压，经不可控桥整流的主励备用励
磁装置输出励磁电压，正反馈调节。从试验数据
看，厂用6 kV电压已降到下限值，T-动励磁方式开
环运行，受厂用电(交流380V)供电系统影响较大，
进相运行时，发电机出口、6 kV母线电压均不同程
度减少，加快了T-动励磁调节速度，使发电机出口
电压降得更低，容易造成失步。③ 由于该机组电
抗值较大且又远离主网，故其与主网的电气距离
较大，静稳极限较低，加之其阻尼在同型机组中也
属偏小的，动态稳定性较差，故在T-动励磁方式
时，进相运行的能力较差(210 Mw 时该静稳极限约
小30％)，特别是在输出有功较大时，不具备进相
运行的能力。④ 目前，施行全能值班，运行人员减
少，电气控制台多数比较集中，电气控制台上安装
进相运行安全监测设备(功角、稳定裕度等)，但远
离监控人员，手动励磁方式进相运行不便于运行
监控及安全生产，在自动励磁方式进相运行也存
维普资讯 http://www.cqvip.com
电力设备 第5卷第7期
在同样的问题。
3 暴露的问题及改进措施
事故暴露了-T-动励磁方式进相运行存在以下不
足：① R -T-动励磁的马达功率过大与原设备不匹
配，电动机惯性大，调幅过大，在实地操作中感到困
难。② -T-动励磁方式的进相运行，-T-动励磁输出受
厂用电(交流380V)供电电压影响较大，不便对发电
机出口电压进行控制。③ 进相运行中，发电机-T-动
励磁方式运行时静态稳定极限比计算的稳定极限要
小的多(210 MW 时该静稳极限约小30％ )，这也使
得厂用电压容易达到下限。④ 电气控制台多数比
较集中，又远离监控人员，手动励磁方式进相运行不
便于运行监控及安全生产；在自动励磁方式进相运
行，如果电网发生事故，不便运行人员对设备监控。
根据存在问题提出以下改进措施：① 更换手动
励磁的马达与原设备匹配，保证手动励磁具备较好
的调节性能。② 手动励磁工作电源由厂用工作段
(交流380V)供电改为厂用共用段(交流38Ov)供电，
防止本机工作电压降低太多影响-T-动励磁输出，减
少外界因素的干扰。③ 手动励磁方式进相运行的
能力较差，不作进相运行，在系统电压较高和投入自
动励磁调节器的情况下才开展进相运行。④ 采用3
套自动励磁调节器设计方式。其中，2套自动励磁
调节器运行，1套自动励磁调节器备用，备用自动励
磁调节器采用与前2套自动励磁调节器不同的电源
供电，可解决手动励磁方式进相运行的不足。⑤ 减
少电气控制台上的设备监控，将进相运行安全监测
设备(功角、稳定裕度等)做到热控CRT上，既便于
监控，又减少设备，更适应于现代工业的发展规律需
要，实现减人增效。
4 结束语
发电机手动励磁方式下进相运行，从发电设备
及电网的安全考虑有不足的地方。自动励磁方式下
进相运行的特性与计算出的进相运行的特性相近，
经过几年的运行得到了证实。发电机手动励磁方式
对发电机安全运行也很重要，在调节器不具备投入
运行情况下，可临时满足发电需要，解决了发电机手
动励磁调节器、发电机手动励磁电源可靠性问题，可
以提高机组安全可靠性。如果采用3套自动励磁调
节器设计方式，增加较少的投资，将会取得更大的经
济实效。
5 参考文献
[1] 何仰赞，温增银，汪馥英，等．电力系统分析．武汉：华中理工大
学出版，1996．
[2] 涂光瑜等．汽轮发电机及电气设备．北京：中国电力出版社出
版．1998．
[3] 毛国光．我国汽轮发电机励磁系统发展概况．电网技术．1997，
12．(21)．
[4] 何丙茂．对同步发电机励磁系统若干问题的思考，电网技术．
1999．3．(23)．
[5] 孙元章，赵枚等．考虑发电机励磁控制的电力系统暂态稳定分
析．电力系统自动化．2001，l8．(25)．
[6] 彭志炜等．电力系统l临界电压稳定与同步稳定极限分析．电网
技术．1997，5(21)．
[7] 周双喜，姜勇等．电力系统电压静态稳定性指标述评．电网技
术，2001，1．(25)．
[8] 陈衍．电力系统稳态分析．北京：中国电力出版社．1985．
收稿日期：21304-02—10
作者简介：
伍民玉(1964-)，男，硕士研究生，工程师，研究方向为发
电机励磁安全监控；
毛承雄(1962一)，男，教授，研究方向为同步发电机微机
控制及电力系统并行仿真计算。
(责任编辑孙瑜)
Analysis of Excitation—loss Failure of Generator
during the Test of teatUng Phase Operation in
Zhanjiang Power Plant and the Improvement
on Excitation Controller
WU Min-yu．Mao Cheng-xiong
(Huazhong University of Seienee and TeehnohJgO"，Wuhan 430074，China)
A t：This paper analyzes the ealls~of exeitationloss failure of #3,a~nerator during the test of leading phase operation in Zhanjiang Power
plant，approaches the problems existing in the leading I)hasc oHt叮缸IJ‘)ll，puts forward the nlanual excitation regulation device of generator and
power Sotlrce improvement measures，and studies the safety monitoring of leading phase operation of generator．
Keywords：generator；excitation system；excitation-loss；safety monitoring

网友评论 more

电力安全论文最新内容

03-05