文档介绍：桐柏一号机并网瞬间机端电压偏高异常现象分析及处理
陈灵峰杨文道龚剑超
(华东桐柏抽水蓄能发电有限公司)
【摘要】桐柏一号机在2007年7月中旬三次出现在并网瞬间机端电压偏高且无功瞬时值较高的现象,本文介绍了对此问题的分析及处理过程。
【关键词】非同期并网励磁同期装置
现象简介
(机端额定电压为18kV),并且无功瞬时值最高时达到过130MVar左右,同时引起了励磁伏赫限制器动作。
从现象上看,一号机发生了非同期并网,事实上一号机同期并网的时间也比其它三台机的正常并网时间要长。当机组在并网瞬间,机端电压和系统电压有差值时,就会产生无功电流冲击,这个差值越大,无功冲击电流也就越大,这个过程相当于发电机短路。这对发电机的定、转子都会产生不允许的损害。
原因分析
经过仔细分析,可能有以下三个原因会导致上述异常现象的发生:
可能性一:励磁调节器中的机端电压设定值出现问题(偏离正常设定值);
可能性二:励磁调节器中的机端电压设定值设置正确,但是在并网瞬间由于某种原因又收到了外部的增磁令,导致机端电压在达到设定值后再次升高;
可能性三:引入到励磁调节器和同期装置的电压测量回路有问题;
可能性四:由于是在并网瞬间发生异常,因此同期装置或同期回路可能存在问题。
处理过程
针对可能性一,检查了励磁两个通道机端电压设定值,(标幺值),即额定的18kV,一切正常。然后对励磁建压不并网且同期装置不动作的过程进行录波。录波图如图1所示:
图1 1号机建压不并网机端电压波形
(V501:发电机机端电压)
从图1中可以看出,励磁建压后,机端电压稳定在
,并不存在波动也没有出现电压升高的情况。于是可以排除可能性一,也就是说励磁调节器的机端电压设定正确。
针对可能性二,在机组发电并网过程中再次对相关参数进行了录波,录波图如图2所示:
图2 1号机并网瞬间波形
(I303:发电机断路器合位;V53:无功(蓝色线);V501:机端电压(紫色线))
从图2中可以看到以下几个阶段:
,然后在稳定了大约4秒后,机端电压又开始上升(图中红色椭圆形区域);
48秒后,机端电压上升到;
并网瞬间(发电机断路器合上),机端电压下降到,带上负荷后,稳定在;
并网瞬间,,带上负荷后,稳定在(正常)左右。
当机组并网带上负荷后,之所以电压和无功恢复到设定值范围之内,是由于励磁系统自身的调节功能发挥了作用。
从图2可以明显看出,机端电压在达到额定的18kV后,肯定收到增励磁的命令,从而导致机端电压不断上升,。而这个增励磁的命令不会是励磁系统本身发出的,估计是由同期装置在并网过程中,为了使机端电压与系统电压一致而发的增磁令。
为了验证这一情况,进行了如下试验:1号机先开机到水轮机状态,再将发电机断路器的控制方式开关切换到“现地”方式(这样做是为了既能够使同期装置投入工作,又可以使机组不会并网。这样即使发生异常,也不会影响到系统)。然后励磁建压,直到同期装置动作。在励磁建压到同期装置动作这段时间里,一直在励磁JD01柜和监控GA02柜上分别用万用表测量引到励磁调节通道和同期装置的机端电压二次值(二次额定线电压为100V)。在建压初期,,正常;稍作停留后上升到105V左右。这一现象与图3的录波波形相吻合:
图3 1号机建压、同期投入但不并网录波波形
(I216:增励磁令 V501:机端电压)
从图3可以看出,机端电压建到额定值,,收到增励磁令,随后机端电压上升到。从录波中明显的看到在此过程中励磁系统不断地收到增磁脉冲。也就验证了可能性二:在并网瞬间,励磁调节器确实收到了外部(应该是同期装置)发的增磁令。
在上述过程中,通过对引入到励磁调节器和同期装置的电压测量回路的实际测量,我们同样可以排除可能性三所描述的问题,即电压测量回路是正常的。
这样,发生并网瞬间机端电压偏高现象的原因应该是:在并网过程中,由于同期装置检测到机端电压和系统电压有偏差(机端电压小于系统电压),为了满足并网的条件,于是给励磁系统不断的发增磁脉冲,当同期装置测得的机端电压和系统电压相同时,才发合闸令,从而导致在并网的瞬间有一个冲击。
那么,为什么同期装置会检测到机端电压和系统电压的值有偏差呢?在排除了可能性一、二、三之后,我们自然地就将注意力集中在了可能性四(同期装置和同期回路有问题)上面。
针对可能性四,首先对同期装置经行了检查。经过检查,同期装置本身一切正常,并不存在问题。
接着,对同期回路进行检查