天门山电厂1号机组进相试验方案.docx
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天门山电厂1号机组进相试验方案
天门山电厂1号机组进相试验方案
1试验目的
受天门山电厂委托，我单位承担天门山电厂1号机组进相试验工作。
通过进相试验，检验天门山电厂1号机组从电网吸收无功功率的能力，测量1号机组在进相运行时的功角、温升及有功、无功、电压、电流等参数，充分发挥机组本身所具有的调节无功功率和电网电压的能力，为机组安全稳定的进相运行提供科学依据。
2试验方案编制依据
《发电机运行规程》
《QFSN-660-2-22型汽轮发电机容量曲线》
《电业安全工作规程》
安徽省电力调通中心编制的《天门山电厂1号机组进相试验计算报告》
发电机参数：
型号:
QFSN-660-2-22视在功率:
733MVA
有功功率:
660MW额定电压:
22kV
额定电流:
19245A功率因素:
0.9（滞后）
负载额定励磁电压:
426V负载额定励磁电流:
4673A
额定频率:
50HZ同步电抗Xd：
207.9%
冷却方式：
水-氢-氢定、转子绝缘等级：
F级
励磁方式：
静止自并励励磁系统
生产厂家：
东方电机厂
2.6AVR
ABBUNITROL-5000
3试验分工
安徽省电力调通中心完成天门山电厂1号机组进相试验静态稳定和暂态稳定计算报告，提出试验工况和进相限额，负责试验时系统运行方式的调整。
天门山电厂负责向调度试验申请及有关电气设备的消缺，负责运行设备上的试验所需的测量线的拆接线（上盘拆接线）、相关保护定值的调整、厂用电切换方案的制定及装置整定。
协助试验单位做好试验的现场准备工作及有关配合工作、完成试验中的运行操作及运行监视。
低励限制值的修改由电厂或AVR制造厂家负责。
我单位负责编写进相试验方案、试验的实施，试验接线（仪器、仪表接线）和参数测量，并提交试验报告。
4试验前应具备的条件及准备工作
暂态、稳态计算工作结束并已提交正式报告。
系统的运行方式已调至可进行试验的状态。
试验机组无影响试验的缺陷。
调整低励限制的整定值
由于励磁调节器原来的低励限制整定值不适应进相试验，根据进相试验静态稳定和暂态稳定计算报告，应重新按照试验工况调整低励限制定值。
表1：
省调下达的进相深度（待定）
P（MW）
Q（MVar）
660
60
600
-70
540
-100
480
-120
420
-150
300
-175
表2：
调整低励限制定值（以733MVA为基值）：
P
0％
（0MW）
25％
（183.25MW）
50％
（366.5MW）
75％
（549.75MW）
100％
（733MW）
Q
-28.6%
（-210.0Mvar）
-28.6%
（-210.0Mvar）
-28.6%
（-210.0Mvar）
-21.8%
（-160.0Mvar）
-9.5%
（-70.0Mvar）
校核发电机失磁保护的整定值，保证以上工况点的试验正常进行。
试验前AVR必须在自动方式运行。
保障下列各点可靠畅通的通信联络：
集控室、继保小室、AVR小室、各电气和温度测量点。
试验前接好所需的测量表记和仪器，仪器接线说明如表3所示。
表3：
电气测量量及仪表
序号
测量量或计算量
测量点
测量仪表
1
测量量
发电机定子三相电压U
继保小室
PT二次
WFLC电量记录仪
2
发电机定子三相电流I
继保小室
CT二次
WFLC电量记录仪
3
发电机键相脉冲信号
DEH或PMU
WFLC电量记录仪
4
计算量
发电机有功功率P
继保小室
PT、CT二次
WFLC电量记录仪
5
发电机无功功率Q
继保小室
PT、CT二次
WFLC电量记录仪
6
发电机功率因数COSφ
继保小室
PT、CT二次
WFLC电量记录仪
7
发电机功角δ
键相脉冲及发电机出口PT二次（DEH小室）
WFLC电量记录仪
8
测量量
220kV母线电压，高厂变6kV电压
继保小室
WFLC电量记录仪
9
励磁电压
控制室CRT
10
励磁电流
控制室CRT
5试验记录量及量值限制
温度测量量
表4：
各工况点的温度测量量：
测量对象
测点温度
限额℃
第一
试验点
660MW、60Mvar
第二
试验点
600MW、-70Mvar
第三
试验点540MW、-100Mvar
第四
试验点
480MW、
－120Mvar
第五
试验点
420MW、-150Mvar
第六
试验点
300MW、-175Mvar
定子铁芯
120
定子铁芯端部
120
定子槽内线圈
90
定子线圈进水
50
定子线圈出水
85
冷氢
46
出油
70
磁屏蔽、压指
180
轴瓦
90
系统电压
通过调度维持天门山电厂220kV母线电压不低于226kV，使试验能顺利进行，并满足系统暂态稳定的要求。
机端电压
发电机的机端母线电压不应低于19.8kV，这样既有利于发电机的稳定运行，又能满足厂用电的需要。
厂用电压
控制6kV电压不低于5.7kV，若厂用电电压低于5.7kV，则将厂用电切换到备变继续试验。
请电厂关注380V厂用电电压，电压太低时（暂定为361V）采取措施。
试验前要检查快切装置的完好并作好事故预想。
发电机功角
发电机功角不可超过70°，接近时应提前预警。
6试验步骤
6.1机组并网前，保持发电机在额定转速和额定电压工况下，校准发电机初始功角（在励磁调节器空载试验时完成）。
6.2按4.4所述，调整AVR两个通道的低励限制整定值，满足进相需要。
6.3机组并网，且按正常工况调至满负荷运行状态，滞相运行。
6.4检查无异常后，缓慢平稳的调整发电机励磁电流，将机组调至第一个试验工况点，待发电机各测点达到热稳定后，测取各试验数据。
（时间）
6.5第一个试验点的试验结束后，将发电机的无功调整至滞相运行，并将发电机的有功缓慢平稳的调至第二个试验工况点，然后将发电机的励磁电流缓慢平稳的降至第二个试验工况点，待发电机各测点达到热稳定后测取各试验数据。
6.6以此类推，直至完成最后一个点的试验。
6.7拆除试验接线。
6.8试验结束，机组按调度方式运行。
7安全措施
7.1参加试验的正式人员必须经《安规》考试合格。
7.2测量仪器设备的接地线应可靠接地。
7.3应注意观察机端温度测点的温升不得超过限值。
7.4运行人员注意观察厂用电的电压，巡视人员应注意观察发电机机端有无过热。
7.5试验运行操作人员应熟知各试验点的操作顺序（机组有功、无功的升降次序）
7.6试验中发生异常情况时，运行操作人员应立即按照事故（异常）处理预案处理。
机组发生摆动时，一般应立即增加励磁并减少有功功率。
7.7当系统发生线路跳闸导致异常情况时，应立即停止试验，恢复机组正常运行。
7.8试验中认为有必要改变升压站母线和机端电压的限制值时，应取得调度部门
和运行单位的同意。
改变厂用电母线电压的限制值时，应取得运行单位的同
意。
7.9测量接线应牢固可靠，PT二次不可短路，CT二次不可开路。
CT二次测量引
线应有足够的允许载流量。
8组织分工
8.1设试验总指挥1人，电厂承担；
8.2试验技术负责人1人；
8.3试验小组若干人：
天门山1号机组进相试验计算报告
计算：
审核：
审定：
安徽省电力调度通信中心
2010年11月
一、计算条件
网络条件为2010年夏季正常方式网络。
天门山#1主变分接头按照22：
236放置，220kV母线电压取226kV。
根据中试所的要求，分别对天门山#1机组六个运行工况点，即66万kW，60万kW、54万kW、48万kW，42万kW，30万kW的进相运行进行静态稳定和暂态稳定校核计算。
二、计算模型
1、静态稳定
Eq
Ps,Qs
图一
如上图所示，使用单机对无穷大系统推算不同运行功况下机组的静稳定角度。
Ug为发电机机端母线电压，P,Q为发电机输出的功率。
Xt、Xl分别为升压变及高压侧对系统的联系阻抗，其中Xl为发电机高压侧开关短路容量的倒数。
经计算，得出图中参数分别为：
Xd=0.283
Xt=0.0225
Xl=0.0074
从而发电机对无穷大系统的阻抗为Xds=Xd+Xt+Xl=0.3129
Eq的计算公式为Eq=1+Qs*Xds+jPs*Xds
自动励磁调节器AVR对发电机进相运行时保持静态稳定有着重要作用。
计及AVR的作用时，在工程简化计算中，可以认为Eq'=Eq0'，发电机模型可用Eq'-Xd'表示。
为了进一步简化，发电机还可用E'-Xd'模型表示，认为小干扰时E'不变，这样用Xd'=0.0358代替图一中的Xd=0.283计算，Xds'=0.0358+0.0225+0.0074=0.0657，发电机输出功率P=E'*U*sin'/Xds'，发电机当'达到90时，输出极限功率Pm.
利用BPA计算程序根据上图构造了一个三节点的简单网络，无穷大系统取为平衡节点，指定输出功率P、Q，得出Ps、Qs，然后由上式推算出Eq的幅值和角度。
2、暂态稳定
暂稳计算中，除天门山#1机组外，周边大机组均滞相运行，未计及励磁系统模型的影响。
故障考虑220kV当涂变母线故障、220kV昭当线故障、220kV当东线等故障。
三、计算结果：
计算结果见下表：
66万kW，60万kW，54万kW、48万kW，42万kW，30万kW
P（MW）
Q（MVar）
Eq
U
高压侧
U
机端
δ
静稳
暂态
稳定
故障点
660
60
2.30
517
22.3
70.2
稳定
220kV当涂变母线、220kV昭当、当东线
600
-70
2.23
516
22.2
70.1
稳定
220kV当涂变母线、220kV昭当、当东线
540
-100实测及建模、391_____________________________________________________________________________________________________________________
2.20
516
22.3
69.8
稳定
220kV当涂变母线、220kV昭当、当东线
480
-120
2.15
515
22.2
69.6
稳定
220kV当涂变母线、220kV昭当、当东线
420
-150
2.07
513
22.1
69.2
稳定
220kV当涂变母线、220kV昭当、当东线
300
-175
1.89
514
22.0
70.0
稳定
220kV当涂变母线、220kV昭当、当东线
结果分析：
1、安全稳定导则要求要留有15%-20%的静态稳定储备，即（Pm-Po）/Po15%。
若不考虑AVR作用，以上运行点均小于10％，远未达到导则要求；考虑AVR作用时，以上运行点的静态稳定储备均大于150%。
2、以上运行点均满足暂稳要求。
对于满功率运行点，在保证天门山220KV母线电压不低于510KV，允许其在低谷负荷时进行进相试验。
3、正常方式下，综合考虑静态稳定裕度和暂态稳定水平，给出以下五个进相试验点，如下表所示，实际试验点的进相深度不应超过以下进相试验点：
P（MW）
Q（MVAR）
cos
660
60
5.20
0.993
600
-70
6.65
0.993
540
-100
10.5
0.983
480
-120
20.46
0.95
420
-150
21.15
0.942
300
-175
33.62
0.863
四、试验要求
1、进相试验宜在母线电压较高时进行。
2、发电机自动励磁调节器AVR要正确投入。
3、天门山#1机组进相试验的同时，周边机组须滞相运行，控制天门山220kV母线电压不低于226kV。
4、试验中，记录不同工况点时进相机组的机端电压和厂用变低压侧的电压值。
发电机的机端母线电压不应低于额定电压的90%，这样既有利于发电机的稳定运行，又能满足厂用电的需要。
5、重新整定发电机失磁保护和低励限制保护，保证以上六个工况点的试验正常进行。
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