拉西瓦电站甩负荷扰动试验分析

摘要：拉西瓦配合西北电网新疆与西北主网联网第二通道工程系统调试，进行甩负荷扰动试验。文章对这次试验的试验方案、试验数据进行了详细的分析，为今后机组的安全运行积累了宝贵经验，同时对机组调速器现存隐患进行了分析，提出了改进意见。

关键词：甩负荷；扰动试验；调速器；机组稳定性

中图分类号：P642 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0122-02

拉西瓦电站于2009年4月15日首批机组正式投产发电，是黄河上游紧接龙羊峡水电站的第二座大型梯级电站，水库正常蓄水位2452.0m，为日调节水库。电站安装5+1台水轮发电机组及其附属设备，单机容量700MW，电站总装机容量为4200MW，出线开关站为GIS设备750kV系统。最大水头220.0m，最小水头192.0m，额定水头205.0m。

2013年6月22日，西北电网新疆与西北主网联网第二通道工程系统调试，进行扰动试验，本次试验西北电网要求切除拉西瓦电厂两台700MW机组（总出力1000MW）进行系统动态扰动，根据要求，拉西瓦水电站将1号机组、2号机组、7510、7511开关作为本次试验单元。

1 拉西瓦电站主接线系统概述

拉西瓦电站发电机与变压器的组合方式采用联合单元接线，发电机出口装设发电机断路器。750kV高压侧采用3/2断路器接线。3回进线（每两台机变组一回进线），2回出线。

拉西瓦甩负荷扰动试验单元系统主接线图如图1所示。

2 甩负荷扰动试验方案的确定

根据甩负荷扰动试验要求，同时切除两台机甩1000MW负荷，可采用如下两种方案：

方案一：试验前将1号、2号机变组联合单元750kV侧开关调整为单开关运行方式，即断开7510开关，两台机组每台机组各带500MW（共1000MW）负荷只通过7511开关送出至母线运行。试验时，按照试验令中控室操作断开7511开关甩1000MW负荷，完成系统扰动。

图1 拉西瓦甩负荷扰动单元系统主接线图

分析：当只操作断开750kV侧7511开关甩负荷时，机组出口开关未断开，机组调速器判断机组仍然在并网状态，由于拉西瓦机组调速器无孤网运行功能，调速器运行在功率模式，会将导叶开度增大，势必造成1F、2F机组很快过速至140%Ne，过速保护动作（关导叶、落机组快速闸门），具有一定的风险性，同时机组过速过程中摆度、震动严重超标，对机组设备有一定损害。此方案的优点是操作简单，与西北网调倒计时试验操作令容易配合。

方案二：采用传动2B主变“单变差动保护”出口，同时跳开7510、7511、1801、1802四个开关甩1000MW负荷。

分析：当机组出口开关断开甩负荷后，机组调速器工作在频率模式，会及时自动回关导叶，机组过速值受控，试验风险、机组设备损坏风险大大降低。此方案的缺点是，保护传动2B主变“单变差动保护”出口操作复杂，与西北网调倒计时试验操作令配合不易。

方案确定：西北网调试验组最初拟选用第一种方案，经将上述方案的优缺点汇报西北网调试验组后，西北网调试验组根据电站设备实际情况，为确保试验及设备安全，同意采用第二种试验方案。

3 甩负荷扰动试验过程及数据分析

2013年6月22日，按照制定的试验方案，根据试验调令，传动“2B主变单变差动”出口，9时56分24秒，跳开7510、7511、1801、1802开关，切除1F、2F机组总负荷1000MW，完成切除拉西瓦电厂2台700MW机组（总出力1000MW）系统动态扰动。试验时技术数据记录分析如下：

3.1 系统及机组变化情况

系统频率由50.05Hz降至最低49.87Hz，系统电压由772kV降至770kV。3F机组一次调频动作负荷由571MW增加到642MW，5F机组一次调频动作负荷由254MW增加到298MW。

分析说明：甩负荷1000MW，西北电网750kV系统频率值下降0.18Hz，机组一次调频正确动作，两台运行机组一次调频动作共增加115MW负荷，系统频率很快恢复至正常。

3.2 甩负荷试验时机组变化情况

3.2.1 机组转速变化表，见表1：

表1

时间 56'24″ 56'33″ 56'57″

1F 104% 126%（最大） 103%

时间 56'24″ 56'32″ 57'03″

2F 99.66% 127.5%（最大） 100.61%

分析说明：以1F机组为例，机组出口开关1801跳开后，经过9秒转速上升至最大126%Ne，再经过24秒后转速回到103%Ne稳定值。

3.2.2 机组导叶开度变化表，见表2：

表2

时间 56′28″ 56'30″至56'37″ 56'39″至57'02″ 57'11″

1F 66% 33.7% 0% 13.8%

时间 56'28 56'33″至56'37″ 56'40″至57'04″ 57'13″

2F 68.1% 23.9% 0% 13.9%

分析说明：以1F机组为例，机组出口开关1801跳开后，经过4秒后导叶开始动作，2秒后由66%开度（试验前负荷50万时的开度）关至33.7%开度，维持此开度7秒后开始动作，2秒后由33.7%开度至全关，维持全关23秒开始动作开，9秒后导叶开至13.9%稳定开度，机组空载运行。

3.2.3 蜗壳压力变化表，见表3：

表3

时间 56'24″ 56'28″ 56'38″

1F 2.07MPa 2.27MPa（最大） 2.07MPa

时间 56'24″ 56'32″ 57'03″

2F 2.14MPa 2.33MPa（最大） 2.17MPa

分析说明：甩负荷后1F机组蜗壳压力最大上升了0.2MPa，2F机组蜗壳压力最大上升了0.19MPa，随后恢复至正常。

3.2.4 机组稳定性变化表，见表4：

表4

项目 上导X 上导Y 下导X 下导Y 水导X 水导Y

1F

1F试验前 69 73 197 205 79 83

1F试验时最大值 180 199 211 212 426 628

1F试验后 84 88 200 207 103 107

2F

2F试验前 148 94 167 200 200 205

2F试验时最大值 200 117 199 204 408 436

2F试验后 145 99 162 161 174 203

分析说明：通过机组试验前后机组摆度对比分析，1F、2F机组摆度没有变化，机组稳定性良好。

3.2.5 机组各部瓦温、各部轴承油槽油位变化情况。通过机组试验前后机组各部瓦温、油槽油位对比分析，1F、2F机组瓦温没有变化，各部轴承油槽油位无变化，机组运行正常。

4 甩负荷扰动试验结论

此次试验圆满完成了配合西北电网新疆与西北主网联网第二通道工程系统调试扰动试验工作。

通过此次试验数据的分析为今后机组运行积累了丰富的经验。

通过此次甩负荷试验证明，机组甩负荷后转速上升很快。在正常运行过程中，如果主变高压侧开关跳闸而机组出口开关未跳开（如机组过流保护动作），调速器无孤网运行功能，不能及时动作回关导叶，将造成机组过速至140%Ne过速保护动作。因此建议：一是联系调速器厂家对调速器进行升级；二是更改跳闸回路，实现主变高压侧开关与机组出口开关联跳功能，从而消除此安全运行隐患。

参考文献

[1] 东方电机控制设备有限公司.调速器电气系统说明

书.2007.

[2] 拉西瓦发电公司安生部.拉西瓦调速系统运行技术标

准.2013.

作者简介：李华军（1980—），男，甘肃人，青海拉西瓦水电站运维部运行主值，研究方向：电气工程及其自动化。