1、變頻器在電廠25MW發(fā)電機(jī)調(diào)相運(yùn)行中的應(yīng)用    摘要：探討了發(fā)電機(jī)改調(diào)相機(jī)的各種啟動方式及存在的問題，并提出了一種新的啟動方式變頻器啟動方式。關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)調(diào)相運(yùn)行變頻器啟動1發(fā)電機(jī)改調(diào)相機(jī)的意義四川電網(wǎng)豐水期水電廠棄水嚴(yán)重，要求盡可能減少火電開機(jī)，但位于負(fù)荷中心的火電機(jī)組大量停運(yùn)后，電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定水平大大降低，限制了線路輸送潮流并直接威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平，同時努力多發(fā)水電，在電網(wǎng)負(fù)荷中心開展發(fā)電機(jī)組調(diào)相運(yùn)行工作摘要：探討了發(fā)電機(jī)改調(diào)相機(jī)的各種啟動方式及存在的問題，并提出了一種新的啟動方式變頻器啟動方式。關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)

2、60;調(diào)相運(yùn)行 變頻器啟動 1發(fā)電機(jī)改調(diào)相機(jī)的意義    四川電網(wǎng)豐水期水電廠棄水嚴(yán)重，要求盡可能減少火電開機(jī)，但位于負(fù)荷中心的火電機(jī)組大量停運(yùn)后，電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定水平大大降低，限制了線路輸送潮流并直接威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平，同時努力多發(fā)水電，在電網(wǎng)負(fù)荷中心開展發(fā)電機(jī)組調(diào)相運(yùn)行工作是十分必要的。成都熱電廠位于電網(wǎng)負(fù)荷中心，將25 MW發(fā)電機(jī)調(diào)相運(yùn)行可以有效地穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。發(fā)電機(jī)由系統(tǒng)提供少量有功，在高峰負(fù)荷時發(fā)電機(jī)發(fā)感性無功，在低谷負(fù)荷時發(fā)電機(jī)吸收感性無功。2發(fā)電機(jī)改調(diào)相機(jī)的技術(shù)方案、措施 

3、   汽輪發(fā)電機(jī)改調(diào)相機(jī)運(yùn)行可供選擇的啟動方式主要有：設(shè)輔助電動機(jī)帶發(fā)電機(jī)啟動；變頻同步啟動；變頻異步啟動等方法。    21設(shè)輔助電動機(jī)帶調(diào)相機(jī)啟動    對于發(fā)電機(jī)改為永久性調(diào)相機(jī)可采用此方案，可將汽輪機(jī)拆下，裝設(shè)輔助電動機(jī)。對于臨時性調(diào)相機(jī)不采用此方案，因為此方案需增加投資，且輔助電動機(jī)無法與發(fā)電機(jī)連接。    22變頻同步啟動    該方案采用一臺發(fā)電機(jī)作為啟動機(jī)組，另一臺發(fā)電機(jī)作為調(diào)相機(jī)，該兩臺發(fā)

4、電機(jī)與系統(tǒng)解列，但該兩臺機(jī)需有電氣連接，啟動機(jī)組啟動前需用備用勵磁機(jī)向這兩臺機(jī)提供勵磁電流，啟動機(jī)組勵磁電流約為額定空載勵磁電流的100，調(diào)相機(jī)的勵磁電流約為額定空載勵磁電流的50。啟動機(jī)組用汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)后緩慢提速，同時增加調(diào)相機(jī)勵磁電流，使之隨轉(zhuǎn)速逐步增加。在勵磁電流增加過程中應(yīng)密切關(guān)注這兩臺發(fā)電機(jī)電壓，使電壓不要超過允許值。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，升高啟動機(jī)組和調(diào)相機(jī)的主勵磁機(jī)輸出電壓，使之與備用勵磁機(jī)輸出電壓一致，此時將主勵磁機(jī)與備用勵磁機(jī)并聯(lián)運(yùn)行供給發(fā)電機(jī)勵磁電流，逐漸增加主勵磁機(jī)的輸出電流同時減少備用勵磁機(jī)的輸出電流，直至完全由主勵磁機(jī)提供發(fā)電機(jī)勵磁電流，然后切除備用勵磁機(jī)。在110

5、 kV或220 kV系統(tǒng)中母聯(lián)開關(guān)處與系統(tǒng)并列，可采用準(zhǔn)同期并列。并列后根據(jù)調(diào)度安排啟動機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行或停機(jī)備用。    該方案屬于同步啟動，對發(fā)電機(jī)沖擊較小，是目前最成熟的、最安全的方案，電廠必須有兩臺備用勵磁機(jī)。而成都熱電廠僅有一臺備用勵磁機(jī)，需增加一臺備用勵磁機(jī)或一套可控硅整流勵磁調(diào)節(jié)裝置。    23變頻異步啟動    該方案基本同變頻同步啟動，區(qū)別在于調(diào)相機(jī)組在啟動前不加勵磁電流，需將調(diào)相機(jī)組勵磁繞組短路，增設(shè)一臺短路開關(guān)。  

6、  在調(diào)相機(jī)啟動過程中定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子磁場存在轉(zhuǎn)差，會產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩，同時由于磁阻效應(yīng)存在同步轉(zhuǎn)矩，該兩轉(zhuǎn)矩之和將調(diào)相機(jī)啟動。在升速過程中同步轉(zhuǎn)矩會增加，當(dāng)同步轉(zhuǎn)矩足以克服制動轉(zhuǎn)矩時，發(fā)電機(jī)將進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)。但調(diào)相機(jī)由異步進(jìn)入同步需一定的時間。在異步運(yùn)行階段，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯和線圈會產(chǎn)生滑頻電流，在滑差較小時，轉(zhuǎn)子鐵芯渦流遍布轉(zhuǎn)子本體，較為分散，不會對轉(zhuǎn)子造成大的危害，當(dāng)滑差較大時，轉(zhuǎn)子表面存在集膚效應(yīng)，渦流集中在轉(zhuǎn)子表面，對轉(zhuǎn)子有一定的危害。    在以上方案中，應(yīng)優(yōu)先選用變頻同步啟動方案，變頻異步啟動方案尚需作進(jìn)一步研究方可實施。

7、3發(fā)電機(jī)改調(diào)相機(jī)運(yùn)行存在的問題    1）電廠僅有一臺備用勵磁機(jī)，而變頻同步啟動時需要兩臺備用勵磁機(jī)；        2）油系統(tǒng)需增加一臺低壓油泵；    3）發(fā)電機(jī)全停運(yùn)，作調(diào)相機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)需專門啟用一臺循環(huán)水泵提供發(fā)電機(jī)冷卻介質(zhì)，相關(guān)公用設(shè)備要參加運(yùn)行，運(yùn)行成本較高；    4）發(fā)電機(jī)有功表需改造成雙向表，需加裝電度表計量因調(diào)相運(yùn)行消耗的電量；    

8、5）調(diào)相運(yùn)行的發(fā)電機(jī)對輪和汽輪機(jī)對輪需解開，并吊開汽機(jī)轉(zhuǎn)子，汽機(jī)轉(zhuǎn)子和汽缸存在保養(yǎng)問題；        6）發(fā)電機(jī)油系統(tǒng)和汽機(jī)前缸油系統(tǒng)需斷開；    7）發(fā)電機(jī)作調(diào)相運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子軸向無限位，可能竄軸。4利用變頻器啟動調(diào)相機(jī)    變頻調(diào)速主要有“高低高”和“高高”變頻調(diào)速兩種，“高低高”變頻調(diào)速裝置將50 Hz交流變成低壓，經(jīng)整流后，用IGBT逆變成可調(diào)頻率的正弦波，用變壓器升壓。“高高”變頻調(diào)速裝置則少了一級變壓器，用堆波

9、方式串聯(lián)形成高電壓。目前基本上均采用“高高”變頻方式。    “高高”變頻調(diào)速裝置由切分裝置（輸入隔離變壓器）、變換裝置（功率單元）和控制裝置組成。每個功率單元由切分裝置的二次繞組分別供電，輸出電壓為，每相多個功率單元串聯(lián)以后形成正弦波。控制單元經(jīng)光纖隔離串入帶高電壓的變換裝置，每個功率單元外殼電位逐級抬高形成高壓。        變頻器輸出電壓頻率可調(diào)，從0到50 Hz。用變頻器啟動調(diào)相機(jī)時，先將調(diào)相機(jī)與系統(tǒng)解列，啟動前需用備用勵磁機(jī)向調(diào)相機(jī)提供勵磁電流，調(diào)相機(jī)的

10、勵磁電流約為額定空載勵磁電流的50。從0 Hz開始，逐漸升高變頻器頻率和電壓，便可將調(diào)相機(jī)啟動，同時增加調(diào)相機(jī)勵磁電流，使之隨轉(zhuǎn)速逐步增加。在勵磁電流增加過程中應(yīng)密切關(guān)注調(diào)相機(jī)電壓，使電壓不要超過允許值。當(dāng)調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，升高調(diào)相機(jī)的主勵磁機(jī)輸出電壓，使之與備用勵磁機(jī)輸出電壓一致，此時將主勵磁機(jī)與備用勵磁機(jī)并聯(lián)運(yùn)行供給發(fā)電機(jī)勵磁電流，逐漸增加主勵磁機(jī)的輸出電流同時減少備用勵磁機(jī)的輸出電流，直至完全由主勵磁機(jī)提供調(diào)相機(jī)勵磁電流，然后切除備用勵磁機(jī)和變頻器。在110 kV或220 kV系統(tǒng)中母聯(lián)開關(guān)處與系統(tǒng)并列，可采用準(zhǔn)同期并列。  &#

11、160; 要啟動成都熱電廠25 MW發(fā)電機(jī)，變頻器功率應(yīng)大于發(fā)電機(jī)損耗，假設(shè)發(fā)電機(jī)額定效率為98，則總損耗為500 kW。因此只需裝設(shè)一臺容量大于500kW的變頻器便可啟動發(fā)電機(jī)。假設(shè)裝設(shè)變頻器容量為600 kW，則估計變頻器費(fèi)用為100萬元。調(diào)相機(jī)啟動次數(shù)較少，若用一臺專門的變頻器啟動調(diào)相機(jī)，則利用率太低，可考慮借用電廠作其它用途的變頻器來啟動調(diào)相機(jī)。如能將電廠華能200 MW發(fā)電機(jī)組鍋爐引送風(fēng)電機(jī)改造成變頻調(diào)速，則25 MW發(fā)電機(jī)改調(diào)相運(yùn)行時便可借用。因為200 MW發(fā)電機(jī)組鍋爐引送風(fēng)電機(jī)電壓為6 kV，容量大于600 k W，25 MW發(fā)電機(jī)定子電壓為63 k