大型同步发电机进相运行的分析

摘要：介绍了同步发电机进相得原理，综述了同步发电机主要考虑的端部发热温升、厂用电压限制、功角稳定、低了励限制等几方面的限制因素。同时，提出了同步发电机进相得注意事项，并论述了同步发电机进相运行时，操作人员的处理措施，为运行操作人员进行事故处理时提供了良好的理论基础。

关键词：同步发电机；进相运行；制约因素；事故处理

中图分类号：TB857文献标识码： A

同步发电机进相运行的原理

发电机正常运行时,向系统提供有功的同时还提供无功,定子电流滞后于端电压一个角度,此种状态即迟相运行.当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功,定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度,此种状态即进相运行.根据发电机的进相深度，发电机处于静态稳定或暂态稳定运行状况，未达到发电机诗词保护动作区，发电机可维持短时运行。

制约发电机进相运行的主要因素

1）发电机定子端部发热温升。

发电机进相运行，定子电流增加，定子发热增大；发电机进相，端部漏磁通变化比增大，使得端部发热最严重。当发热量大于散热量时，发电机定子线圈温度持续上升。

（2）电网功角稳定

在相同的有功出力下，进相程度（称为深度）越大，即功率因数角就越大，从而功角就越大。从发电机的运行特性来说，功角过大，就会导致发电机进入不稳定工作区域，故此一般发电机均设有关于功角的限制实际电网发电机的功角限制为70°。

（3）低励限制设定

由于励磁电流的减小，不得不提到最小励磁电流限制，一旦励磁电流小到一定的值，将导致发电机失磁运行或可能导致发电机进入不稳定区域（可能造成失步等）。

（4）厂用电电压的限制

发电机正常运行过程中即发有功也发无功，在滞相运行过程中发电机发出感性无功，感性无功在发电机的磁场中起增磁作用，当发电机进项运行后发电机吸收网上无功，此时发电机无功变为容性无功，在发电机磁场中起去磁作用，从而导致端电压下降，进而厂用电电压也大幅下降。

发电机进相运行的注意事项

（1）发电机进相运行时，发电机励磁调节器应运行在自动方式，发电机励磁调节器低励限制器及发电机失磁保护投运正常。

（2）发电机进相运行时，应根据中调要求，按值长命令调节发电机进相深度。若因网上电压高，发电机自动进相运行，应对发电机各参数加强监视。

（3）在增、减发电机励磁时，速度要缓慢，切忌快速大幅度调节，进相运行的限制值目前控制在-50Mvar和-80Mvar之间，且始终保持小于低励限制动作值。

（4）在降低发电机励磁时，若低励限制器动作，应立即停止降低发电机励磁，适当增加发电机励磁。

（5）发电机进相运行时，要注意监视发电机的静稳定情况，发电机各表记指示正常无摆动，防止发电机失步发生。

（6）发电机进相运行时，应严密监视发电机定子铁芯端部的温升，防止发电机过热的发生，铁芯端部（即背部）的温度不超过120℃、铜屏蔽齿压板（即铁芯夹）温度不超过120℃。

（7）发电机进相运行时，厂用电压不应低于额定值的95%（6KV各段最低电压不低于5700V，400V各段最低电压不低于361V），发电机定子电压不应低于额定值的95%，进相运行期间应保持发电机定子电流不超过额定值。

（8）发电机进相运行时，如发现其它运行机组有功、无功有明显的摆动现象时应即刻增加该发电机励磁电流，同时汇报值长，恢复该发电机滞相运行。

（9）发电机进相运行时，若因网上出现跳机等原因引起网上无功大幅波动，不应干涉发电机励磁调节器动作。

（10）当网上电压正常后，应根据值长命令恢复发电机滞相运行。

发电机进相运行中的事故处理

（1）在发电机发生进相运行，而励磁电压、励磁电流未将到零，即发电机未失磁的情况下，电器主操作应采取一下措施：

1）严禁增加有功负荷，应立即降低有功负荷至额定值得40%，调整过程应缓慢，防止过快调整负荷造成发电机失步。

2）检查发电机励磁调节柜，是否有报警信号，对发电机进相运行原因进行初步判断.若无励磁调节器故障、整流二极管故障，应对发电机进行增磁操作，逐渐减小发电机进相深度，至退出进相运行。

3)在恢复发电机正常励磁过程中，应连续监视发电机定子温度，监视母线电压，做到有问题及时发现及时处理。

4)发电机允许进相运行10分钟，若在此期间发电机未能退出进相运行，应立即解列停机。

（2）发电机失磁异步运行现象及处理措施。

发电机在进相运行中，在励磁系统调整中有可能失磁，进相至较深的进相深度时也可能转入异步运行。发电机组装有失磁保护装置.为了使保护装置在系统发生振荡时不致误动,发电机由自动励磁切换到手动励磁，备用励磁电源投入运行（如果未自动投入，应迅速手动启动备用整流柜恢复励磁），然后降低有功负荷，增加励磁。如果不是发电机励磁回路故障，发电机仍可拉入同步而恢复正常工作.如果备用励磁投入运行后，发电机的失磁现象仍未消除，那么经过1S，失磁保护动作将发电机自系统解列，否则应该手动解列。

（3）线路电压、厂用电电压过低处理措施：

如发电机机端电压过低或厂用电压低于5.6KV，应及时在上位机上调整无功，使机组机端电压、厂用电压恢复至正常值（5.9KV以上）。如调整无效，应及时退出AVC装置，手动增磁，将厂用电电压恢复至规定值，如励磁系统故障无法进行增/减磁调整，必要时将厂用电倒换至启备变接待。防止因厂用电压持续降低造成低压保护动作，引起设备跳闸。

参考文献：

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[2]何仰赞，温增根，周勤慧.电力系统分析(下册，修订版)，华中理工大学出版社1996．7

[3] 李俊．300 Mw 汽轮发电机进相运行实践．电力设备，2003，4(1)：1-4