簡介
根據故障時運行各參數的變化和手動調節勵磁時發電機的運行特性,初步判斷發電機異常運行的原因是運行人員在增加發電機有功功率時,未能及時和足夠地相應增加無功功率,使系統等值機的靜態穩定儲備係數KP逐步減少超過臨界值,或在臨界值附近受到系統的小擾動,致使發電機失去靜態穩定。
例子
在運行人員增加有功功率達到98MW時,由於一直沒有再增加無功功率,故發電機電動勢保持不變,即不變。仿上節,可得此時的系統側有功功率標麼值發電機功角δ=71.629°,機端無功功率QG=-18.0227Mvar,機端電壓UG=9.615kV。
可見,PG由62.5MW升至98MW時,UG下降了約8.4%(0.885kV),發電機由發出無功變為吸收無功。此時的靜態穩定儲備係數KP=5.37%。
可見,在手動調節勵磁方式下運行,當PG由62.5MW升至98MW時,如果沒有相應地同時增加發電機的勵磁電流,發電機與系統等值機的功角δ將逐步增加,發電機無功功率、機端電壓、靜態穩定儲備係數均大幅度減少。表面看來,KP雖然小於規程要求,但機組並不會失步。
2.2.3 在PG=98MW時,考慮發電機端電壓和廠用電的影響結果
實際上,由於在手動勵磁方式下,該發電機的手動感控勵磁輸入電源取自廠用380V電源(見圖1)。隨著發電機進相運行的加深,廠用電壓下降,勵磁電流If按相同比例下降(如考慮隔離變壓器和調壓器的壓降,If將更小),故與If成正比的發電機電動勢Eq也將按相同比例下降。當PG由62.5MW增至98MW時,Eq隨UG一起下降了8.4%,即由標麼值1.7147下降到1.571,此時的靜態穩定極限,它明顯小於此時的機械功率P*T=0.784,KP已變為負值,發電機必將持續加速直到失步。
由此可見,該發電機發生靜態穩定破壞的真正原因是發電機在手動勵磁方式下運行時,運行人員在用DCS系統自動增加有功功率的同時,沒有及時人為地增加發電機的無功功率,隨著有功功率的增加,輸出無功功率逐漸減少,直至進相運行,功角δ逐漸增大,機端電壓UG逐漸降低,導致If和Eq同步減小,靜穩極限值下降,當功角達到90°時,達到臨界失步狀態,而當繼續發展致時,發電機就失去靜態穩定,進入異步運行狀態,此時的功率、電壓、電流等均產生劇烈振盪,有關表計大幅度擺動。