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摘要：对沙畈电厂发电机进相运行试验情况进行了总结，研究了发电机进相运行的限制条件，特别研究了发电机低有功无励磁运行、发电机进相运行时厂用电电压过低对厂用负载的影响以及定子端部结构件温度限制。
关键词：发电机；进相试验；试验研究
Abstract:The test and research on leading phase operation of generator in shafan power system has been summarized .In this paper ,it has made research on thelimiting conditions for leading phase operation of generator ,especially on loss-of-excitation operation of generator with low active power ,the effect of low voltage of constructional elements at both ends of stator .
Key words:generator;leading phase test;test and research
中图分类号：TB857+.3文献标识码：A文章编号：
一 发电机进相运行的必要性
隨着金华电力工业不断发展，电网结构的变化，超高压远距离输电网络不断扩大，导致系统无功增多。加之，为弥补系统高峰负荷时的无功不足，在电网中还装设了一定数量的电容器，这些电容器有时难以适应系统调节电压的需要而及时投切。因此，在节假日或午夜等系统负荷处于低谷时，其过剩无功必导致电网电压升高，甚至超过运行电压容许的规定值，不仅影响供电的电压质量，还会使电网损耗增加，经济效益下降。发电机进相运行能吸收网络过剩的无功功率，降低系统电压。发电机进相运行是结合电力生产需要而采用的切实可行的运行技术，它可使发电机由改变运行工况而达到降压的目的。仅是利用系统现有设备增加的一种调压的手段，便可扩大系统电压的调节范围，改善电网电压的运行状况。该方法操作简便，在发电机进相运行限额范围内运行可靠，其平滑无级调节电压的特点，更显示了它调节电压的灵活性，发电机进相运行是改善电网电压质量最有效又经济的必要措施之一。沙畈电厂作为金华电网最大的水电站，又是金华地调范围内的顶峰电厂，更是应该做好电厂的进相运行试验。2013年1月18日，电厂作了一次全体值班人员的进相演练，收到了很好的效果。
二 发电机进相运行的基本原理
发电机进相运行时，供给系统有功功率和感性无功功率，其有公功率和无功功率的指示均为正值；而进相运行时供给系统有功功率和容性无功功率，其有功功率指示为正值，而无功功率表则指示为负值，故可以说此时从系统吸收感性无功功率。发电机进相运行时各电气参数是对称的，并且发电机仍保持同步转速，因而是属于发电机正常运行方式中功率因素变动时的一种运行工况，只是拓宽了发电机通常的运行范围。同样，在允许的进相运行限额范围内，只要电网需要是可以长期运行的。
同步发电机在低有功情况下可以无励磁运行，此时发电机能保持同步运行，并吸收电网无功功率，但其定子电压要下降。发电机低有功无励磁运行是依靠反应转矩维持同步运行的，其电磁功率包含两部分，即基本电磁功率和附加电磁功率，基本电磁是由励磁电流决定的，附加电磁功率是由转子凸级效应确定的。当运行中失去励磁时，电磁功率仅有附加电磁功率，其最大值对于凸级发电机Xd＞Xq,故P2m＞0；当有功功率很小时，该电磁功率足以克服制动转矩的作用而驱动发电机与电网保持同步。实践证明，凸级发电机在无励磁运行时的电磁反映功率可达到额定容量的20％左右，亦即发电机带有功20％Pn无励磁运行时不失步。此时绕组无直流电流又保持同步状态，故不在转子饶组及各部件感应电流，不存在转子发热的问题。
三 发电机参数及励磁系统参数
1. 发电机参数
型号：SF-J5000-10∕2600额定容量： 6.25MVA
额定功率：5MW功率因素：0.8（滞后）
定子电压：6.3KV定子电流：573A
转子电压：97.5V转子电流417.1A
冷却方式：密闭风冷 绝缘等级：B∕B
转速：600r∕min接线方式：Y
励磁方式：可控硅并激励磁 定子铁芯温升限额：80℃
制造厂家：杭发厂
2. 励磁系统参数
①进相运行时参数
低励限制参数：Qo=0.827Pu Po=2.070Pu
②正常（滞后、迟相）运行时参数
低励限制参数：Qo=0.200Pu Po=1.000Pu
四 发电机进相运行的限制参数
发电机进相运行会受到下列因素的限制：①发电机的静稳定和动稳定限制；②发电机的暂态和动态稳定限制；③低励磁不稳定的限制。
五 试验过程
先开2#机，有功至3MW，无功至1.2Mvar运行一段时间，当温度相对稳后逐步减少无功
进相后，为防止机组出现异常，无功从－500Mvar,－1000Mvar, 最后降至限值－2000Mvar
各数据稳定后无功回升至1.2Mvar。之后开1#机，有功至3MW，无功至1.2Mvar运行一段
时间，当温度相对稳定后无功直接降至限值－2000Mvar.同时2#机无功降至－2000Mvar.
试验完毕无功回升至正常后申请停机。
六 各试验数据如下表：
1.2#机机旁屏及励磁屏数据
2. 1#机机旁屏及励磁屏数据
3.2#机中控室采集数据
4.1#机中控室采集数据
5.进相时测试机组的振动值（单位 丝）
七 进相运行时注意的事项
①进相运行前，在励磁屏上把低励限制参数更改为：Qo=0.827PPo=2.070Pu u
②进相时，调节无功减少至进相运行工矿时应缓慢，以免调节过头 。
③在进相运行过程中，机组各电气量和各部温度要求相对稳定，如温升过快或温度超过限值，
应停止进相运行，增加无功。
④进相运行时，如机组发生滑极失步，表现为有功表指针和无功表指针剧烈晃动，应立即增加无功，减少有功，值长立即汇报调度，如采取措施无效，应解列停机后汇报调度。
⑤进相运行时要监视厂用电不能过低，故发电机机端电压尽量控制在5.985~6.615KV之间。
⑥在结束进相运行恢复正常运行或机组出现异常需增加无功时，2台机组无功增加应同时调
节。
八 结论
2台机组在有功3MW，无功－2Mvar进相运行工矿下，各温度没有明显增加，温升没有过快，各电气量和表计都比较稳定，机组振动和噪音都在正常范围内。故2台机组可以在P=3MW, Q= －2Mvar进相工矿下运行。
参考文献：
⒈黑龙江省哈尔滨电力科学研究院 田玉兴何风军齐瑞春《关于发电机的进相运行试验的探讨》
2.《金华市沙畈电厂发电机的进相运行规程》
3.《浙江小水电培训教材---发电机运行与检修》2005 浙江水利专科学校
关键词：发电机；进相试验；试验研究
Abstract:The test and research on leading phase operation of generator in shafan power system has been summarized .In this paper ,it has made research on thelimiting conditions for leading phase operation of generator ,especially on loss-of-excitation operation of generator with low active power ,the effect of low voltage of constructional elements at both ends of stator .
Key words:generator;leading phase test;test and research
中图分类号：TB857+.3文献标识码：A文章编号：
一 发电机进相运行的必要性
隨着金华电力工业不断发展，电网结构的变化，超高压远距离输电网络不断扩大，导致系统无功增多。加之，为弥补系统高峰负荷时的无功不足，在电网中还装设了一定数量的电容器，这些电容器有时难以适应系统调节电压的需要而及时投切。因此，在节假日或午夜等系统负荷处于低谷时，其过剩无功必导致电网电压升高，甚至超过运行电压容许的规定值，不仅影响供电的电压质量，还会使电网损耗增加，经济效益下降。发电机进相运行能吸收网络过剩的无功功率，降低系统电压。发电机进相运行是结合电力生产需要而采用的切实可行的运行技术，它可使发电机由改变运行工况而达到降压的目的。仅是利用系统现有设备增加的一种调压的手段，便可扩大系统电压的调节范围，改善电网电压的运行状况。该方法操作简便，在发电机进相运行限额范围内运行可靠，其平滑无级调节电压的特点，更显示了它调节电压的灵活性，发电机进相运行是改善电网电压质量最有效又经济的必要措施之一。沙畈电厂作为金华电网最大的水电站，又是金华地调范围内的顶峰电厂，更是应该做好电厂的进相运行试验。2013年1月18日，电厂作了一次全体值班人员的进相演练，收到了很好的效果。
二 发电机进相运行的基本原理
发电机进相运行时，供给系统有功功率和感性无功功率，其有公功率和无功功率的指示均为正值；而进相运行时供给系统有功功率和容性无功功率，其有功功率指示为正值，而无功功率表则指示为负值，故可以说此时从系统吸收感性无功功率。发电机进相运行时各电气参数是对称的，并且发电机仍保持同步转速，因而是属于发电机正常运行方式中功率因素变动时的一种运行工况，只是拓宽了发电机通常的运行范围。同样，在允许的进相运行限额范围内，只要电网需要是可以长期运行的。
同步发电机在低有功情况下可以无励磁运行，此时发电机能保持同步运行，并吸收电网无功功率，但其定子电压要下降。发电机低有功无励磁运行是依靠反应转矩维持同步运行的，其电磁功率包含两部分，即基本电磁功率和附加电磁功率，基本电磁是由励磁电流决定的，附加电磁功率是由转子凸级效应确定的。当运行中失去励磁时，电磁功率仅有附加电磁功率，其最大值对于凸级发电机Xd＞Xq,故P2m＞0；当有功功率很小时，该电磁功率足以克服制动转矩的作用而驱动发电机与电网保持同步。实践证明，凸级发电机在无励磁运行时的电磁反映功率可达到额定容量的20％左右，亦即发电机带有功20％Pn无励磁运行时不失步。此时绕组无直流电流又保持同步状态，故不在转子饶组及各部件感应电流，不存在转子发热的问题。
三 发电机参数及励磁系统参数
1. 发电机参数
型号：SF-J5000-10∕2600额定容量： 6.25MVA
额定功率：5MW功率因素：0.8（滞后）
定子电压：6.3KV定子电流：573A
转子电压：97.5V转子电流417.1A
冷却方式：密闭风冷 绝缘等级：B∕B
转速：600r∕min接线方式：Y
励磁方式：可控硅并激励磁 定子铁芯温升限额：80℃
制造厂家：杭发厂
2. 励磁系统参数
①进相运行时参数
低励限制参数：Qo=0.827Pu Po=2.070Pu
②正常（滞后、迟相）运行时参数
低励限制参数：Qo=0.200Pu Po=1.000Pu
四 发电机进相运行的限制参数
发电机进相运行会受到下列因素的限制：①发电机的静稳定和动稳定限制；②发电机的暂态和动态稳定限制；③低励磁不稳定的限制。
五 试验过程
先开2#机，有功至3MW，无功至1.2Mvar运行一段时间，当温度相对稳后逐步减少无功
进相后，为防止机组出现异常，无功从－500Mvar,－1000Mvar, 最后降至限值－2000Mvar
各数据稳定后无功回升至1.2Mvar。之后开1#机，有功至3MW，无功至1.2Mvar运行一段
时间，当温度相对稳定后无功直接降至限值－2000Mvar.同时2#机无功降至－2000Mvar.
试验完毕无功回升至正常后申请停机。
六 各试验数据如下表：
1.2#机机旁屏及励磁屏数据
2. 1#机机旁屏及励磁屏数据
3.2#机中控室采集数据
4.1#机中控室采集数据
5.进相时测试机组的振动值（单位 丝）
七 进相运行时注意的事项
①进相运行前，在励磁屏上把低励限制参数更改为：Qo=0.827PPo=2.070Pu u
②进相时，调节无功减少至进相运行工矿时应缓慢，以免调节过头 。
③在进相运行过程中，机组各电气量和各部温度要求相对稳定，如温升过快或温度超过限值，
应停止进相运行，增加无功。
④进相运行时，如机组发生滑极失步，表现为有功表指针和无功表指针剧烈晃动，应立即增加无功，减少有功，值长立即汇报调度，如采取措施无效，应解列停机后汇报调度。
⑤进相运行时要监视厂用电不能过低，故发电机机端电压尽量控制在5.985~6.615KV之间。
⑥在结束进相运行恢复正常运行或机组出现异常需增加无功时，2台机组无功增加应同时调
节。
八 结论
2台机组在有功3MW，无功－2Mvar进相运行工矿下，各温度没有明显增加，温升没有过快，各电气量和表计都比较稳定，机组振动和噪音都在正常范围内。故2台机组可以在P=3MW, Q= －2Mvar进相工矿下运行。
参考文献：
⒈黑龙江省哈尔滨电力科学研究院 田玉兴何风军齐瑞春《关于发电机的进相运行试验的探讨》
2.《金华市沙畈电厂发电机的进相运行规程》
3.《浙江小水电培训教材---发电机运行与检修》2005 浙江水利专科学校