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发电机发生无功波动的原因 详细解决办法

分类目录:技术资讯 | 发布日期:2020-01-04 14:49:38 | 作者:Admin| 来源: | 加入收藏 关注:

摘要:励磁系统是发电机的重要控制系统,关系着发电机的无功和电压的可靠调节,本文针对一起发电机无功波动故障进行分析,找出无功波动的原因,并提出了三种解决方案,经过比较选出了较合理的解决方案,并探讨了目前方案存在的缺点,为发电机无功波动故障的处理提供了可以借鉴的案例。

前言:浙江华电龙游天然热电联产工程位于浙江省龙游县,建设2×20万千瓦级(9E)燃气蒸汽联合循环热电联产机组,配置2台PG9171E型(9E级)燃气轮发电机组、2台余热锅炉、1台抽凝式汽轮发电机组、1台背压式汽轮发电机组。2015年12月1日完成全部机组96小时试运完成,顺利转入商运阶段。在试验过程中#1、#2燃机发生过无功波动的故障。
一、故障现象及分析:

(一)故障现象:

  2015年7月4日1号燃机拖1号汽机试验时发生1号机无功波动现象,当时的无功曲线记录如图1。

图1无功波动曲线图

图1中的无功在24MVar至-8MVar之间频繁波动。

(二)无功波动的::

  无功功率是用于电路内电场与磁。⒂美丛诘缙璞钢薪⒑臀执懦〉牡绻β。并网运行的发电机无功变化表征为机端电压及厂用电压的变化,如果电压波动过大则会影响到辅机设备的运行。

(三)原因分析:

  并网运行的发电机无功调节是由励磁系统实现的,励磁调节器根据汽轮发电机机端电压互感器、电流互感器取得的调节信号,控制可控硅整流器输出的大。迪只槔诺淖远鹘。为了分析无功波动的原因,我们在机组并网运行后对励磁整流桥输出电压进行录波分析,发现输出波形存在不连续的情况,整流桥输出波形如图2所示。图2中的A点是触发周期内的第一个波头,我们可以发现,A点波头曲线存在的不连续的坑洼。

  B点是周期内的第三个触发点,我们发现图2中的B点比其他触发点后移,这两个现象都表明了机组整流回路工作于不正常状态,我们认为输出电压的异常是导致无功波动的直接原因,要查明整流桥输出电压异常的原因,需要对机组励磁系统进行分析,在#1机三机励磁系统中,永磁机输出阳极电压至整流桥,经过整流后输出电压至主励磁机,通过旋转二极管提供转子电流,实现对发电机的励磁。我厂永磁机输出的阳极电压为单相交流电,所以#1机为单相全控整流桥整流,整流桥输出电压异常的可能原因有以下3个:

  1)AVR本身故障不能正确触发可控硅,导致整流输出异常。

  2)整流桥故障,元器件不能可靠动作导致。3)阳极电压异常,间接导致输出电压异常。针对原因1)和2),我们对励磁系统进行了静态模拟试验,在输入正常阳极电压的情况下,输出波形与正常波形一致,这表明AVR本身及整流桥原件没有故障,于是开机对阳极电压进行了录波,阳极电压波形如图3所示。通过图3我们可以看到,阳极电压波形非常不平滑,存在许多不连续的锯齿,在电压过零点的波形也存在锯齿,根据单相全控桥整流原理,阳极电压过零点是进行晶闸管触发的判断基准,如果过零点电压存在着异常、抖动或者反向变化,则直接影响到触发角度的计算,进而影响到整流桥的输出电压,这是导致阳极电压波形异常的原因。

图2整流桥输出波形 图3阳极电压波形

二、解决措施:

  在励磁回路中,续流电阻的作用是用来接续晶闸管关断以后的电路,减少晶闸管原件关断导致的阳极电压波形畸变,减少续流电阻可以使得晶闸管关断以后回路中的电流变大,从而改善谐波导致的过零点偏移,减少因为触发角度偏差导致的无功波动,使得无功在正常可控范围内得到调节。最终我们通过并联续流电阻的方法使得机组无功稳定在正常范围内。
三、结束语:

  励磁系统是复杂的控制系统,关系着并网发电机的电压和无功的可靠调节,由于励磁系统中存在的晶闸管、半导体二极管和其他非线性元件,使得阳极电压存在大量高次谐波分量,在励磁系统的设计和使用当中我们需要采取措施避免谐波导致的励磁系统工作异常,我厂#1机目前采用的并联续流电阻的方式达到了改善无功波动的目的,我们将在今后的工作中继续进行研究和实践,找出更为合理有效的解决方法,提高设备运行的安全性。

 
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