发电机核相方法研究

1、电力自动化与仪表关于发电机组启动时核相方法的研究苏文博(山东电力研究院,济南市,250002摘要通过对60余台机组核相的实践,总结出如下结论:对于启动时一次系统的运行方式改变比较灵活的机组的核相,应该采用“同一系统下二次核相方法”。对于启动时一次系统的运行方式无法改变的小机组的核相,应该采用“不同系统下一次、二次同时核相的方法”。为了保证一次系统相序的正确性,必须进行残压的相序测试。对于设计有同步表的系统,应在核相的同时进行同步表指示正确性的检查。关键词发电机组启动核相方法中图分类号:TM762.3文献标识码:A文章编号:1000-7229(200308-0051-04Study on Pha

2、se-check Method during Start-up of Power Generation UnitSu Wenbo(Shandong Electric Power Research Institute,Jinan City,250002AbstractAccording to practice on phase-check for more than60units the following conclusions are made that for phase-check of the unit which is of relatively flexible change of

3、 operation mode during start-up of its primary system the”secondary phase-check approach under the same system”should be adopted.For the small-sized units which can not change the operation mode during start-up of its primary system,the”simultaneous primary and secondary phase-check method under dif

4、ferent sys2 tems”should be used.In order to guarantee the correctness of the primary system phase sequence the phase sequence measurement for residual voltage must be carried out.For the systems design with synchronizing meters the inspection for correctness of the meter indications must be implemen

5、ted simultaneously with the phase-check.K eyw ordspower generation unit;start-up;phase-check method发电机组与系统并网时必须检查3个条件:一是发电机与系统的电压差小于规定的值;二是发电机与系统的频率差小于规定的值;三是发电机与系统的相位差小于规定的值。其中第3个条件与相序密切相关,即发电机组与系统的相序必须一致,这不仅要求一次相序正确,同时二次系统无误才能保证并网成功。因此发电机组的并网必然涉及到核相的有关问题。核相的任务是保证同期系统的接线正确、一次系统的相序正确、一次、二次系统的电压统一。从原

6、则上讲只要发电机组的一次相序正确就可以并网,但一次测点的相序正确不一定能保证二次同期系统的正确。二次系统的相序正确也不一定能保证一次、二次系统一致,也不一定能保证断路器两侧的一次系统一致。因此,在进行核相工作的同时还必须进行与核相有关的其他检查工作。发电机组启动试验时的核相是保证相序正确的重要环节。在发电机组启动时应该根据一次系统的结构及一次系统的运行方式选择最简单、最有效的核相方法,达到节约时间、提高工作效率、减少能源消耗的目的。1同一系统下的核相1.1发电机-变压器组带母线零起升压核相大型发电机组一般为单元式的接线方式,例如莱城发电厂的300MW机组。该厂3号发变组带母线零起升压核相的系统

7、结构见图1。对双母线结构者需空出1条高压母线,例如空出220kV母线,合上隔离开关203-1,然后合上断路器203。发电机增加励磁到额定值,对发电机出口PT及母线PT测量的项目与参考值列在表1。上述项目的测试有2点必须注意:(1变压器为Y/-11型,其低压侧的电压相位落后30°(2发电收稿日期:2003-04-0915第24卷第8期2003年8月电力建设Electric Power ConstructionVol.24No.8Aug,2003 图1莱城电厂3号发变组示意图机PT 二次B 相接地,而母线PT 二次则中性点接地,关键是力求整个系统的正确。正确的向量图见图2。表1莱城电厂3

8、号发电机出口PT 及母线PT 测量的项目与参考值测量项目参考值系统电压A S 630-B S 630100VB S 630-C S 630100VC S 630-A S 630100V发电机电压A G 613-B G 600100VB G 600-C G 613100VC G 613-A G 613100V系统电压相位A S 630-B S 630120°B S 630-C S 630120°C S 630-A s 630120°发电机电压相位A G 613-B G 600120°B G 600-C G 613120°C G 613-A G 6

9、13120°发电机与系统间电压A G 613-A S 63087VB G 613-B S 63057V C G 613-C S 63033V发电机与系统间相位A G 613-A S 63060 °图2正确的向量图1.2发电机带母线的零起升压核相小型发电机组的发电机出口直接与母线相连接,例如仪化热电厂50MW 发电机。该厂的一次系统接线见图3。该厂1号机组的核相也需空出1条母线,例如10kV 母线I ,合上101-1隔离开关,合上101断路器,发电机增加励磁至额定值,对发电机出口 PT 及母线PT 测量的项目与参考值列在表2。图3仪化热电厂一次系统示意图表2仪化热电厂1号发电

10、机出口PT及母线PT 测量的项目与参考值测量项目参考值系统电压A S 630-B S 630100VB S 630-C S 630100VC S 630-A S 630100V发电机电压A G 613-B G 600100VB G 600-C G 613100VC G 613-A G 613100V系统电压相位A S 630-B S 630120°B S 630-C S 630120°C S 630-A S 630120°发电机电压相位A G 613-B G 600120°B G 600-C G 613120°C G 613-A G 61312

11、0°发电机与系统间电压A G 613-A S 6300V B G 613-B S 630100VC G 613-C S 630100VB G 600-A S 630100VB G 600-B S 6300VB G 600-C S 630100VC G 613-A S 630100V C G 613-B S 630100V C G 613-C S 6300V1.3变压器高压侧为一个半断路器方式接线系统的核相大型发电机组采用单元式接线,并网方式采用高压侧断路器并网。例如华能德州发电厂的5号机组的容量为600MW ,一次系统接线见图4。该机并网点的核相可以采用主变压器高压侧500kV 并网

12、的专用PT 与500kV 系统中的其他三相式PT 进行核相的方式。因为并网的专用PT 在500kV 侧,这25电力建设第24卷样在机组启动之前可以用500kV 对其PT 充电后进行二次核相。此时核相的关键问题有2点:一是对变压器进行隔离,严防对变压器的充电;二是对PT 的二次核相必须应用已核过的PT ,以确保核相结果的正确性。核相时测试内容参考表2 。图4华能德州发电厂的5号机组一次系统接线图1.4对变压器充电后的核相中型发电机组综合了单元式接线与同出口相连接方式的特点。其发电机出口或变压器的高压侧均可用作并网点,对于其低压侧的核相如同1.2所述,对于高压侧的核相则如同1.3所述。以上几种方法

13、,在同期专用PT 带电以后不仅要测量同期用PT 二次电压的正确性,同时要测量同步表用电压的正确性,然后再用同步表检测其正确性,以求一次系统与二次系统的严格一致。2不同系统下的核相2.1不同系统下利用一次电压进行核相系统电压在35kV 以下的机组启动,可以用三副核相棒同时核相的方法。核相时第1副核相棒的 两端分别接A -A 相,第2副核相棒的两端分别接B -B 相,第3副核相棒的两端分别接C -C 相。若3只表计的指示变化相同时,核相结果正确。2.2不同系统下同时利用一次、二次电压进行核相在张庄发电厂2号机组(25MW 启动时,采用了系统PT 与发电机PT 不在同一系统情况下的核相方法,核相时2

14、号机组接线见图5。核相的步骤如下:(1断开602-3隔离开关;(2合上602断路器;(3用110kV 对2号主变进行充电;(42号发电机升压到额定值,在一次侧用核相仪对602-3隔离开关A 相两侧电压检查的同时,对PT 二次电压也作测试。一次侧毫安表指示低谷时二次电压表也指示为最低,然后对B 、C 相分别作与A 相相同的测试,三相结果相同时则核相正确 。图5张庄发电厂2号机组接线示意图可以利用滑差电压判定相序的正确性。对不同系统下同时利用一次、二次电压进行核相的理论分析如下:设发电机电压为u g =U m sin g t ,系统电压为u s =U m sin s t ,则滑差电压的包络线函数为

15、:U =2U m sin 2t =2U m sin2(1其中=t =g t -s t =g -s 式中g 发电机电压角频率;s 系统电压角频率。根据(1式可以得出结论:一次、二次电压的相序正确、相别正确时三相滑差电压同时进入峰谷点;一次、二次电压的相序、相别出现任意错误时,三相滑差电压的相位相差120°。3核相的其他相关工作3.1利用发电机的残压确定一次相序的正确性只要发电机电压为正相序,则可将发电机与系统相并列。因此机组启动后并网之前,必须对发电机的一次相序进行测量,以确定其一次相序的正确性。由于发电机的额定电压很高,有6,10,20,22kV 等,不允许直接在额定电压下测试,必须

16、对发电机灭磁后利用残压确定其相序的正确性。按照发电机的启动规程,当二次电压不高于1V 时即可直接测试其一次残压的相序。但是与上述所说发电机的额定电压不同,PT 的变比也不会一致,因此二次电压为135第8期关于发电机组启动时核相方法的研究V不能保证一次电压为固定值。根据以往工作的经验,以二次残压电压值算出一次值,在测试表记的允许范围内即可直接测量。这一经验值大约为400V。测试时应注意的问题:(1做好安全措施。发电机电压降到最低限值,断开发电机励磁断路器,同时断开励磁隔离开关。对于机端励磁方式者,还应断开励磁变高压侧的供电断路器。(2采用合理的测试方法。残压低于400V时,利用发电机出口PT隔离

17、开关,先将PT断开,再将试验线接入后,合上隔离开关。测试完毕后,再断开隔离开关,拆除测试线,将隔离开关合上。如此即可避免测试人员直接触及一次系统。残压高于400V时,一般会超过相序表的允许值,此时要测出一次残压的相序可以采取2种方法:第1种,采取汽机打闸措施,打闸后的残压随转速的下降而降低,当残压值下降到表计允许的范围以内时进行测量;第2种,在发电机升速过程中转速到达一定值时,残压即可满足测试的要求,待测试完毕后再进行升速。3.26kV厂用系统的核相在发电机的启动过程中,首先由备用电源供给其厂用电,当发电机的出力等于或大于15%时进行厂用电源的切换,切换之前必须对6kV系统进行核相。具体方法是

18、将6kV工作电源断路器退出,用核相棒分别检测断路器的上口与下口之间的电压,以判定相别正确与否。4结论4.1对于启动时一次系统的运行方式改变比较灵活的机组的核相,应该采用“同一系统下二次核相方法”。例如发电机带母线式结构、发电机-变压器组单元式结构、发电机-变压器-线路设计的系统等应该使用该方法。4.2对于启动时一次系统的运行方式无法改变的小机组的核相,应该采用“不同系统下一次、二次同时核相的方法”。例如发电机端电压较低,发电厂又没有专门的备用变压器的机组的核相。4.3为了保证一次系统相序的正确性,必须进行残压的相序测试。4.4对于设计有同步表的系统,应在核相的同时进行同步表指示正确性的检查。4.5为了使机组并网断路器的合闸瞬间与同期系统的滑差电压的最低点相重合,在假并列时应该进行滑差电压以及合闸脉冲的录波检查,以判定同期合闸的正确性。4.6核相时应注意避免出错,严防并黑车故障的出现。(责任编辑:李汉才(上接第50页2.3当ZXSM-150(V2光路板发生故障时,首先判别光路板显示哪个光方向发生故障。如果当前传输网络采用的是通道环保护时,则其他变电所的交叉板故障指示灯就会亮红灯,同时网管就会提示出当前变电所155M信息丢失,连接线也会不断地闪烁红色。然后尝试使用OPTR测试仪测量出故障点的距离。其后使用熔接机进行熔接。2.4当ZXS