发电机机组无功功率输出波动原因分析及对策
79-#3、4发电机振荡分析及处理
＃3、4发电机振荡原因分析及处理224＃3、4发电机振荡原因分析及处理项顺哲，桓俊杰（中国电力姚孟发电有限责任公司）摘 要：电力系统中正常运行时各台发电机都处于稳定状态,当系统发生某些重大事故,就会破坏发电机的稳定运行,使发电机产生振荡。
在日常工作中,常常可以见到发电机表计的晃动,甚至是“电系突波”(即电力系统中因大的操作或发生了某些故障所产生的波动),但在很短的时间内就恢复正常了,那是因为振荡不严重,还不能发展到失步。
如果事故严重,就可能使发电机产生强烈的振荡,使发电机与系统失去同步。
发电机失步时,轻者使机组发生振动、系统发生振荡,重者将使电力系统瓦解成若干小系统,给电力网的运行和国民经济带来严重后果,因此应努力避免产生失步现象。
关键词:发电机;振荡;电网1 #3、4发电机概述姚电公司三、四号机组是引进的国外设备，由比利时财团牵头，西欧配套的机组。
发电机制造厂家为比利时ACEC公司，型式为TCC1480；功率因数=0.85；频率50HZ；接线方式为“Y”型；其冷却方式为氢氢氢(即定子绕组氢内冷,转子绕组氢内冷,其它部分氢外冷)。
2 #3、4机励磁系统简介#3、4机励磁系统为无刷励磁，或称为旋转硅整流励磁，由永磁副励磁机，转枢式主励磁机(电枢为旋转部分)，旋转整流器及励磁调节器等构成。
2.1 #3、4励磁机概述永磁式副励磁机是主励磁机的励磁电流及调节器的工作电源。
副励磁机本身的磁极为恒定磁场。
由七对可充磁磁极组成。
电枢输出为110/350Hz的三相交流。
该输出经调节器控制的三相全控桥整流为直流后送至主励磁机的励磁绕组。
主励磁机为250Hz的三相交流转枢式励磁机，250Hz 的三相交流经旋转整流器整流后送至电机转子绕组，为发电机提供励磁。
通常我们调整机端电压或发电机所带无功功率就是由调节器改变主励磁机的磁场电流而实现的。
2.2 #3、4励磁调节器概述#3、4励磁调节器具有“自动”和“手动”两种调节方式。
5^#机组无功功率大幅上升的分析与对策
工 业 技 术
５ ＃ 机组 无功功率 大幅上升 的分析 与对策
余 强 兴
（ 茂名热 电厂 ， 广东 茂名 ５ ２ ５ ０ ０ ０ ） 摘 要： 针对机组无功功率大幅上升事件 ， 通过在运行工况设备进行分析 、 检查 ， 找 出相关设备协调运行 引发的无功功率大 幅 上升 的原 因， 就 此 问题提 出了相应 对 策 ， 供 类似 事件 有一 定 的借鉴 意 义 。 关 键词 ： 励磁 调 节器 ； Ａ Ｖ Ｃ装 置 ； 无 功功 率 ； 参 数调 整
中图分 类号 ： Ｔ Ｂ ８ ５ ７
１概 ＃ ５ 发 电机 的励 磁器采用 南端 电气控制 公司的 Ｓ Ａ Ｖ Ｅ ２ ０ ０ ０型产品。 起着调节无功 功 率大小输 出，维持 发 电机端 电压恒定作 用 ； Ａ Ｖ Ｃ装置 采用安徽 新力 电网技术 发展有 限 公司的 Ｙ Ｃ ０ ０ ８型产 品 。Ａ Ｖ Ｃ装 置 通 过 Ｄ Ｃ Ｓ 系统 向发 电机 的励 磁调 节器 发送增 减 磁信号以调节无功功率出力， 使电厂变高侧 母线 电压达到控制 目 标值 。 ２存 在问题 ２ ０ １ １ 年５ 月 ５日 １ ６时 １ ９ 分４ Ｏ 秒 至 １ ６时 ２ ０分 １ ０秒 ， 社 ５机 组 无 功 功 率 从 ２ １ ． Ｓ Ｍ ｖ ａ ｒ 大幅上升至 ９ １ ３ ３ Ｍ ｖ ａ ｒ ，然后从 １ ６ 时２ Ｏ 分２ ０ 秒至 １ ６ 时２ Ｏ 分３ ０秒 ， ＃ ５ 机组 无功功率从 ９ ７ ３ ４ Ｍ ｖ ａ ｒ大 幅 上 升 至 １ ２ ６ ． ５ ３ Ｍｖ ａ ｒ 。 引起励磁调 节器 Ｖ 限制作 用 ， 调节器综合限制报警加 图 １ 所示 ：
余热发电机组进相运行故障分析及解决方案
排查时先从简单的地方入手， 逐步排查复杂的问现 象进行记录和分析，有助于更 快地找到故障原因并制定解决 方案。
专业人员
对于复杂的故障排查，应请专 业技术人员进行指导或协助排 查，以提高排查效率和准确性
。
03
CATALOGUE
发电机组进相运行故障解决方案
部件进行紧固或更换。
针对特殊故障的排查步骤
失磁故障
检查励磁系统是否正常，如发现 故障，需及时修复或更换故障元 件。
转子匝间短路
检查转子绕组是否出现匝间短路 ，如发现短路，需对短路部分进 行处理并重新绕制。
故障排查过程中的注意事项
安全第一
故障排查过程中，操作人员需 严格遵守安全操作规程，确保
人身安全。
等问题要及时更换。
针对特殊故障的解决方案
发电机组超负荷运行
优化工艺流程，避免长时间超负荷运行。同时，增加冷却系统容 量，提高散热效果。
突然停电或停机
配备备用电源或启动应急预案，确保发电机组在突然停电或停机后 能迅速恢复运行。
设备老化或疲劳
加强设备的维护保养，定期进行性能检测。对于达到使用寿命的设 备要及时更换，避免因设备老化或疲劳导致故障。
电压波动
进相运行时，电压波动可 能影响其他设备的正常运 行，甚至导致整个系统不 稳定。
温度升高
进相运行时，发电机组产 生的热量不能及时散出， 可能导致设备过热。
常见故障类型及原因
机械故障
主要包括转子不平衡、轴 承磨损、汽轮机振动大等 。
电气故障
主要包括转子匝间短路、 发电机定子绕组绝缘损坏 等。
控制故障
解决方案实施过程中的注意事项
安全第一
在解决方案实施过程中始终把安全放在第一位，特别是在处理高温 、高压、有毒有害等危险因素时更要加强安全防范措施。
发电机振荡的原因分析及处理方法
二发电机振荡原因分析当系统发生重大故障如系统中大容量发电机及变压器的断路器跳闸调速系统不稳定线路短路切除大量负荷发电机突然失磁和系统突然短路等使子系统并列的发电机静态稳定和动态稳定被破坏引发发电机和系统之间发生电流和功率的激烈振荡并可能会发展到使发电机和系统失去同步
水能经济发电机振荡的原源自分析及处理方法1．若系统非同期并列产生振荡，应立即将发电机与系统解列， 然后，按非同期故障的处理措施进行处理后，重新并网。
2. 发电机非同期并列产生振荡，（同步发电机在不符合准同期 并列条件就与系统并列，称为非同期并列）此时将产生很大的冲击电 流和冲击力矩，发电机非同期并列产生振荡处理措施：
（1）测定发电机定子绕组的绝缘电阻。 （2）打开发电机端盖，检查发电机端部绕组有无变形。 （3）查明非同期并列的原因，证明发电机机电部分正常，再启 起、升压、并列。 3．其他原因引起的振荡，可按下述步骤进行处理： （1）对无自动励磁调节器的应设法尽快增大发电机的励磁电流。 （2）若采取上述措施仍不能恢复同步或对于有自动励磁调节器 的机组，应减小导叶开度，降低机组出力。 （3）若采取上述措施后，若在 2min 内仍不能恢复同步时，汇 报调度同意后，方可将机组解列。解列后可重新将机组并入系统运行。 注意：对于全厂型振荡，即全厂所有发电机都产生振荡时，此时， 全厂所有发电机的振幅相同，摆动方向一致。若原因可能是线路引起 的，也可能是系统引起的，此时应立即与调度联系，并设法增加发电 机的励增电流。未经调度同意，切不可轻率地减负荷。若在 2min 内 仍不能恢复同步时，汇报调度同意后，方可将机组解列。
发电机并网运行时无功大幅波动的原因及处理措施
发电机并网运行时无功大幅波动的原因及处理措施发表时间：2017-05-15T16:00:23.040Z 来源：《电力设备》2017年第4期作者：刘凤袖[导读] 摘要：本文分析了某电厂#1机组并网后无功大幅波动的原因，通过合理设定励磁调节器调差系数以保证机组间无功功率的合理分配，从而提高电力系统运行的稳定性。
（广州永兴环保能源有限公司 511400）摘要：本文分析了某电厂#1机组并网后无功大幅波动的原因，通过合理设定励磁调节器调差系数以保证机组间无功功率的合理分配，从而提高电力系统运行的稳定性。
关键词：机组并网；无功波动；无功功率 1概述某电厂两台机组为2*330MW抽汽机组，配置UNITROL®5000型励磁调节器。
2016年8月18日6:42分，某电厂#1机组并网成功，有功功率3MW，无功瞬间最高波动到220Mvar。
此后无功功率稳定到195MVar，集控励磁画面上不能将励磁系统切手动，无功不能调整，发电机定子电压波动到21kV，造成#1发电机励磁系统过励限制动作、发电机励磁系统V/HZ限制动作。
同时#2发电机无功从原来的66MVar瞬间下降到-10MVar。
本文将通过分析某电厂并列运行的#1、#2机组无功功率波动的原因，对系统电压、励磁调节器无功调差系数设置与发电机组无功分配的关系进行一些探讨。
2原因分析2.1系统电压变化与发电机之间无功的分配关系当系统电压发生微小的变化时，由于发电机电压与无功关系导致发电机无功发生较大变化，从发电机的调节特性能得出：在发电机的励磁电流不变的条件下，发电机自身的出口电压即系统电压的变化会引起发电机无功电流的变化。
当出口电压升高时，无功电流便会减小；反之，出口电压降低时，无功电流定将增大。
而在多台发电机并列运行且励磁电流不变时，将由发电机的调差特性决定系统电压或无功变化引起的发电机的无功变化量，系统无功波动时，调差系数小的发电机承担较多的无功分配。
同步发电机无功功率摆动的原因分析与对策
如果系统中所发无功功率 Ｑ ａ＜ｑ ， 系统 负荷 只能消 ｅ而 耗 ， 这时系统将运行在 。点 ， 系统电压 Ｕ ＝Ｕ ， ｘ ａ 系统负荷
消耗 的无功功率 为 ∞ ， ： ｏ￣＝ Ｑ ＋ （ 即 ∑ｑ－ 扣 ａＱ ｏ ｉ ） 。
维普资讯
１ ４２
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２７ 增 ０年 刊 ０
同步发 电机 无 功 功率 摆 动 的原 因分 析 与对 策
朱良意
（ 东王晁 煤 电 集 团热 电 厂 ， 东 枣 庄 山 山 ２７０ ） ７４０
摘 要 关键词
该文以山东王晁煤 电集团热电厂发 电机 无功功率摆动为题 ， 从理论 上分析无功功率摆 动的原 因， 阐述 了 起发 电机 Ｉ 发电机 励磁系统 无功功率摆动 原 因分析 对策
图 １ 无 功功 率平 衡 关 系和 电压 水 平 关 系
如果系统 中所发无 功功率 的无功功率 为 ， ： 即 ∑ ＝
＞ｑ ， ｅ 而系统 中负荷 消耗 ＋ （ Ｑ 硒 ） ａ 。
式 中：
一无功电源向系统供应 的无功功率 ；
也达到 ， 则系统运行在 ｂ点 ， 系统 电压 ＝Ｕ ， ｂ 负荷 消耗
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ｆ
（Ｍ ａ 同步发 电机运 行原理图 ）
ｊｆｆ Ｉ Ｘ Ｅ ｑ
（） 电机 等值 电路 ｂ发
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ６
１ ｗ
ｊｗｄ ｌＸ
１ １２ ｗｌ ｗ １ ｗ
磨， 对长期使用的交流接触 器、 中间继电器和按钮 、 辅助触点进 行更换 ， 定期升井设备进行电气性能试验。
作者简 介 张 国栋 （９３一） 男 ， ￣７ 山东兖州人 ， 助理工程 师 ，
同步发电机无功功率摆动的主要因素及处理措施
电力系统的稳定性对同步发电机的无 功功率输出有很大影响，电力系统的 扰动可能导致发电机无功功率的波动 。
电力系统的负荷
电力系统的负荷变化也会引起同步发 电机无功功率的摆动，特别是大负荷 的突然变化。
机械系统因素
机械系统的振动
机械系统的振动可能导致发电机转子的位置发生变化，从而影响发电机的无功功 率输出。
CHAPTER
案例分析
某电厂无功功率摆动案例分析
案例概述
某电厂采用大型同步发电机组，在运行过程中出现了无功 功率摆动的问题，对电力系统的稳定运行造成了影响。
影响因素分析
通过分析，发现无功功率摆动的主要因素包括励磁系统参 数不匹配、发电机转子绕组匝间短路等。
处理措施
针对励磁系统参数不匹配问题，采取了调整励磁系统参数 的措施；针对发电机转子绕组匝间短路问题，进行了转子 绕组匝间短路检测和修复。
无功功率摆动通常是由同步发电机的 励磁系统、机械转动部分和电力系统 本身的不稳定等因素引起的。
无功功率摆动的现象和影响
无功功率摆动的现象包括电网电压的快速波动、同步发电机 的振动和噪声等。
无功功率摆动会对电力系统的稳定性、电力质量和设备安全 造成影响，可能导致电力系统的崩溃或设备损坏。
无功功率摆动的分类
04
CHAPTER
无功功率摆动的预防和监测
无功功率摆动的预防措施
优化励磁系统参数
通过调整励磁系统的相关参数， 提高同步发电机的稳定性，减少 无功功率摆动的发生。
加强设备维护和检
修
定期对同步发电机及相关设备进 行维护和检修，确保设备处于良 好的工作状态。
合理配置无功补偿
装置
通过配置适当的无功补偿装置， 提高系统的无功平衡能力，降低 无功功率摆动的风险。
发电机无功波动原因分析及解决措施
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。 参考文献
图2整流桥输出波形
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）无功波动的危害 无功功率是用于电路内电场与磁场，并用来在电气设备 中建立和维持磁场的电功率。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小，实现机组励磁 的自动调节。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
发电机跳闸原因分析及处理
发电机跳闸原因分析及处理作者：高志宏高圣溥来源：《价值工程》2016年第04期摘要：本文结合实际案例，分析了发电机跳闸的原因，探究了设备运行存在的安全隐患，找到了解决问题的办法、途径。
整改、提升设备治理水平，加强人员培训及素质提高，防范和杜绝主客观原因造成的发电机停机故障。
Abstract： Based on practical cases， this article analyzed the causes of generator tripping，explored the safety risks existing in equipment operation， and found ways to resolve the problem：to improve equipment management level， strengthen personnel training and staff quality enhancement， so as to prevent and avoid generator outage due to subjective and objective reasons.关键词：发电机跳闸；励磁系统；主变压力保护；失磁保护Key words： generator tripping；excitation system；pressure of main transformer protection；loss of field protection中图分类号：TB857+.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）04-0146-030 引言洛阳龙羽宜电有限公司有两台2×55MW汽轮发电机组，承担着当地城区的供电、供热、供汽任务，是区域电源、热源、汽源中心。
设备的正常稳定运行对工业生产和民用生活影响重大，本文结合偶发性设备故障，剖析原因，提出防范对策与解决方案，确保设备安全运行。
电动发电机组并列运行时无功功率分配不平衡分析
电动发电机组并列运行时无功功率分配不平衡分析作者：陈以通傅强来源：《中国新技术新产品》2019年第01期摘要：电动发电机组并列运行时，由于电动机与发电机之间的飞轮影响，导致系统的有功功率与无功功率在不断波动，进而导致系统的无功功率分配不平衡。
关键词：飞轮;电动机：发电机中图分类号：TM31; ; ; 文献标志码：A0 引言为了满足下游负荷260 V交流电源的要求，某系统设计应用电动机拖动发电机为下游负荷供电，为了实现电源的冗余要求，使用2台电动发电机组并列运行，以防一列故障，继续为下游负荷供电。
同时为了满足电动机上游电源短时失电1.2 s内，能继续保持输出电压不低于234 V，频率不低于44 Hz，所以在电动机与发电机之间增加一个飞轮，利用飞轮惯性实现上述1.2 s内电压与频率的需求，这种并列运行方式就导致系统带载时出现无功功率分配不平衡的现象。
该文通过对电动机、飞轮惯性、发电机励磁等各个系统部件进行分析，得出系统无功分配不平衡的原因。
1 电动发电机组简介电动发电机组主要由电动机、飞轮、发电机、励磁系统和基座等部分组成，详情如图1所示。
2 电动发电机组无功分配不平衡描述目前本电站共有4套RAM電动发电机组系统，每套RAM电动发电机组中有2台电动发电机组并列运行，为下游负荷供电。
系统带载过程中会出现无功和有功率波动的现象，有时甚至会出现单台电动发电机组无功为负，发电机吸收无功的现象。
以现场第一套与第二套电动发电机组为例，具体数据见表1。
根据上述记录数据，第一套电动发电机组：电压在259 V～260 V波动，有功功率在8 kW～13 kW波动，无功功率在7 kvar～17 kvar波动，视在功率在22 kVA～28 kVA波动;第二套电动发电机组：电压在259 V～261 V波动，有功功率在9 kW～15 kW波动，无功功率在9 kvar～16 kvar波动，视在功率在25 kVA～26 kVA波动。
发电机无功摆动现象及原因
发电机无功摆动现象及原因励磁机实际上就是直流发电机，励磁方式可分为自励和他励两种方式。
一般情况下采用并激方式，原理就是利用磁极中的剩磁作用，在发电机的转动下，使励磁机的电枢绕组切割磁力线产生励磁电流，此电流加强了磁极的磁场，使励磁电压及励磁电流增加，如此循环，直至建立额定电压。
因此，自励过程的建立必须具备三个条件：1)主磁极铁芯中必须有剩磁；2)磁场回路接线必须正确，也就是说极性正确；3)磁场回路电阻小于临界电阻(即磁场回路电阻线必须与空载特性曲线有交点)。
1、发电机无功摆动现象及原因：1)励磁机的输出电压不稳定造成发电机的无功摆动：由于励磁机的输出电压无法稳定，造成发电机转子电压和电流波动，从而引起发电机的无功大幅度摆动。
2)系统电压变化时发电机之间无功的分配：系统电压发生微小的变化时，发电机的无功也会发生较大的变化，这是由发电机的电压和无功的关系决定的。
发电机具有如下的调节特性，由发电机的调节特性可知：当发电机的励磁电流不变时，发电机的出口电压即系统电压的变化会引起发电机无功电流的变化，电压升高时无功电流减小，电压降低时无功电流将增大。
当多台发电机并列运行且励磁电流不变时，系统电压或无功变化引起的发电机的无功变化量由发电机的调差特性决定，系统无功波动时，调差系数小的发电机承担较多的无功分配。
2、励磁机输出电压波动的原因：1)励磁机及二次回路缺陷造成输出电压的波动：励磁机励磁绕组及电枢匝间的不稳定短路及开路，以及二次回路、元器件虚接等不可靠因素，都有可能引起励磁机输出电压的不稳定，可以通过停机检查、紧固二次回路、试验，排除励磁机及二次回路缺陷可能造成的输出电压波动。
2)励磁机的空载和负载特性：通过励磁机的空载和负载特性可以得出如下结论：a、励磁机空载特性在电压低于某一电压时曲线基本为一条直线段，只有当电压高于某一电压以后，曲线才发生拐头现象，即空载特性曲线在电压高于一定电压以后才发生饱和。
b、一般情况下，可以通过试验测得励磁机负载工作在特性曲线的起始段部分，即工作在直线部分。
发电机无功功率摆动的原因分析
自同期减磁
一
图 ５ 加 装 临 时 空 气 开 关后 的 １机 组
励磁调节器增、 减 磁 回路
３ ． ３
１发 电机励磁 调节 装置 内部原 因
３ ． ３ ． １ 励磁 调节装 置参数 设置 不合理
１ 发 电机励 磁调节 装置 已于 ２ ０ ０ ９年 １ ０月 委托
节器 的 ５ Ｖ电源进 行测量 ：
的２ Ｙ Ｈ 电压 回路 。在 断开 该 回路 期 间 ， １发 电机 无功 功率 仍 出现摆动 现象 ， 基本 排 除机 端 ２ Ｙ Ｈ二 次 电压 回路 引起无 功 功率摆 动 的因素 。 ３ ． ２ ． ２ 热控 Ｄ Ｃ Ｓ增 、 减磁信 号异 常 广 东粤 电云河 发 电有 限公 司 １ 机 组 励 磁 系 统
・
５ ２・
华 电 技 术
＋ Ｋ Ｍ
第３ ５卷
—－
口 Ｘ０１ —２ ５
一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一
２ ２ Ｓ Ｗ
ｅ３ ｏ ａ
２ Ｓ Ｗ — ． — ． — ． — ． — ． — ． — ． — ． — ．
电源开关
ＤＣ Ｓ 增磁
亟堑亘 口 卜 —
发现 问题 ， 而 １ 发 电机无 功功率摆动情况一 直存在 ，
判断是 １机 组 励磁 调 节 器 内部存 在 问题 。２ ０ １ ２一 ｏ ４— ２ ０ —０ ６— ２ Ｏ ， 利用 机组 大修机 会对 １ 机 组励 磁
装增 、 减磁 空气 开关 以临 时断开 １发 电机励磁 调节
器热 工增 减磁 回路 的措施 （ 如 图 ５所 示 ） ， 通过 Ｄ ｃ ｓ
置在 机笼 后 上 方 的绿 色 ６芯 端 子 ， 从 左到右 ： １ ，
电动发电机组并列运行时无功功率分配不平衡分析
- 68 -工 业 技 术０ 引言为了满足下游负荷260 V 交流电源的要求，某系统设计应用电动机拖动发电机为下游负荷供电，为了实现电源的冗余要求，使用2台电动发电机组并列运行，以防一列故障，继续为下游负荷供电。
同时为了满足电动机上游电源短时失电1.2 s 内，能继续保持输出电压不低于234 V，频率不低于44 Hz，所以在电动机与发电机之间增加一个飞轮，利用飞轮惯性实现上述1.2 s 内电压与频率的需求，这种并列运行方式就导致系统带载时出现无功功率分配不平衡的现象。
该文通过对电动机、飞轮惯性、发电机励磁等各个系统部件进行分析，得出系统无功分配不平衡的原因。
１ 电动发电机组简介电动发电机组主要由电动机、飞轮、发电机、励磁系统和基座等部分组成，详情如图1所示。
２ 电动发电机组无功分配不平衡描述目前本电站共有4套RAM 电动发电机组系统，每套RAM 电动发电机组中有2台电动发电机组并列运行，为下游负荷供电。
系统带载过程中会出现无功和有功率波动的现象，有时甚至会出现单台电动发电机组无功为负，发电机吸收无功的现象。
以现场第一套与第二套电动发电机组为例，具体数据见表1。
表1 运行数据表机组U ex（Ｖ）I ex （Ａ）U ab U bc U ca P （ｋＷ）Q （ｋｖａｒ）S （ＶＡ）第一套１６４９２６０２６０２６０８￣１２７￣１０２２￣２３１６４９２５９２５９２５９１２￣１３１５￣１７２７￣２８第二套１７５２２６０２６１２６０１１￣１５９￣１１２５￣２６１７５２２５９２５９２５９９￣１４１４￣１６２５￣２６根据上述记录数据，第一套电动发电机组：电压在259 V~260 V 波动，有功功率在8 kW~13 kW 波动，无功功率在7 kvar~17 kvar 波动，视在功率在22 kVA~28 kVA 波动；第二套电动发电机组：电压在259 V~261 V 波动，有功功率在9 kW~15 kW 波动，无功功率在9 kvar~16 kvar 波动，视在功率在25 kVA~26 kVA 波动。
某火力发电1000MW机组运行期间负荷波动大原因分析及处理方法
某火力发电1000MW机组运行期间负荷波动大原因分析及处理方法发表时间：2018-01-19T21:25:00.347Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：申亚宁马正军[导读] 摘要：本文通过某电厂引风机轴承温度快速上高的现象，揭示了事故的发生往往都有其内在的必然联系，提醒我们在基本建设过程中要注重施工的细节，抓好基建过程中每一个环节。
（西北电力建设工程监理有限责任公司西安 710032）摘要：本文通过某电厂引风机轴承温度快速上高的现象，揭示了事故的发生往往都有其内在的必然联系，提醒我们在基本建设过程中要注重施工的细节，抓好基建过程中每一个环节。
关键词：负荷波动、高调门前言：负荷变动大的问题，往往表现在热控专业之中，但有时会涉及到汽机、锅炉或电气专业，但是它往往会直接影响发电厂的安全稳定运行，间接影响电网到用户的运行安全。
为确保电网安全稳定，要求从元件的数据检测，到自动控制等各个环节都要严密监视、严格把关方可实现。
正文：一、机组概况：该机组为1000MW超超临界燃煤发电机组配置，锅炉采用哈尔滨锅炉厂生产的超超临界、变压直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、全露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、反向双切圆燃烧方式、Π型锅炉。
汽轮机采用上海汽轮机有限公司和德国SIEMENS （西门子）公司联合设计制造的超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、九级回热抽汽、单轴凝汽式汽轮机。
发电机采用上海汽轮发电机有限公司引进SIEMENS公司技术生产的THDF125/67型三相同步汽轮发电机。
二、事情经过：2016年12月21日21：30发现该机组#2引风机电机非驱动端轴承温度快速升高。
经请示电厂试运指挥部，决定降负荷运行。
22：10：08 #1、#2高中压调门突然全部关闭后开启，随后开始间断型的大幅度波动，造成有功负荷剧烈波动，最大功率808MW，最小功率22MW，无功功率在59-110MVar 区间来回波动；发电机机端电压27.29 kV，主变高压侧电压537kV，电压相对稳定，波动图显示不特别明显。
浅析发电机无功功率波动的原因分析及处理
浅析发电机无功功率波动的原因分析及处理摘要：针对黄陵矿业煤矸石发电有限公司二期4#汽轮发电机在运行中无功功率输出频繁波动的问题进行分析，从励磁调节系统查找原因，确认是励磁调节柜内的整流器导通不稳定所致，采取了处理措施并解决了问题。
关键词：无功波动；励磁调节柜；整流器1引言黄陵矿业煤矸石发电有限公司二期4#发电机采用两台型号为TDWLT-01的调节装置和两套整流器组成的双励磁调节系统，自2022年来，4#发电机组无功波动频繁，波动幅度8-30Mvar，严重影响机组安全稳定运行。
为了控制无功波动时可能引起机组进相运行，造成失磁保护动作从而引起机组跳闸，将4#机组无功控制在35Mvar运行。
4#发电机组无功波动问题，為此厂里多次组织电气专业人员进行分析和讨论都没有找到具体的原因，已经成为严重影响机组安全运行的一个难题。
2励磁波动现象及故障排查2.1无功波动现象自2022年5月大修对励磁机的旋转整流二极管进行了部分更换后，再次启动运行4#发电机时，无功输出出现波动现象，间隔时间长，有时半个月才波动一次。
2022年3月份后，无功输出出现波动频繁，有时几个小时波动一次，最严重的一次4月19日，一个小时波动一次，而且切换至B套励磁调节系统运行时，励磁调节柜1#电流表和和2#电流表显示电流一样大，切换至A套励磁调节系统运行时，励磁调节柜上只有1#电流表有电流显示，且无功最大波动幅度8-30Mvar。
2.2励磁波动原因排查2.2.1励磁调节器内部排查2022年4月23日，4#机停机后，组织人员检查了励磁机至调节柜电缆和接线头。
并对4#机A、B调节器插件、进行了检查清扫，接插线进行了重新插拔检查，确保接触良好。
4月28日，打开励磁机外壳，对励磁机旋转整流二极用万用表进行逐个检查测试，旋转整流二极管均正常。
2.2.2对励磁柜做模拟实验检测2022年4月27日，通过对励磁柜做模拟实验检测，其方法是在励磁调节器的励磁PT端和仪表PT端，接入三相调压器输出的三相100V电压，再在励磁柜输出端（励磁电压）接上R某T瓷管可调电阻，用示波器查看电阻两端电压波形，其励磁柜模拟实验接线如图1所示。
发电机机组无功功率输出波动原因分析及对策
发电机机组无功功率输出波动原因分析及对策武庭会【摘要】The problem of frequent reverse fluctuation in the reactive power output of the No.12 generator unit of Panzhihua Steel were studied and analyzed. Searching the causes from both inside and outside of the excitation regulating system, it was confirmed that exces-sive carbon brush contact voltage had caused the problem and effective measures were taken to solve the problem.%针对攀钢电厂12#机组在运行中出现无功功率输出频繁反向波动的问题进行了研究和分析，从励磁调节系统内外查找原因，确认是碳刷接触电压过高所致，采取措施解决了问题。
【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】3页(P10-12)【关键词】无功波动;碳刷;接触电压【作者】武庭会【作者单位】攀钢集团矿业公司动力厂，四川攀枝花 617063【正文语种】中文【中图分类】TM714攀钢电厂建厂3台发电机的自动励磁调节器均为北京重型电机厂配套的GLT-5型装置，由于该型励磁调节器采用模拟控制信号，抗干扰性能差，励磁控制不稳定，无功波动较大。
1999年7月开始对励磁调节器进行改造，使用的是TDWLT-01型微机励磁系统。
2015年来，12#机组的励磁波动频繁，导致无功的波动幅度有10~40 Mvar左右，严重影响机组和电网的安全稳定运行。
为了控制无功波动时可能引起机组进相运行，造成失磁保护动作从而引起机组跳闸，要求将12#机组无功功率输出控制在30 Mvar运行。
某燃机电厂发电机进相运行时无功晃动分析及处理
某燃机电厂发电机进相运行时无功晃动分析及处理摘要：对某燃气轮机电厂发电机进相运行时无功晃动进行分析，介绍了该电厂发电机组励磁系统，通过分析分析，提出了整改措施，供同类型电厂参考。
关键字：发电机；进相；励磁1 引言某电厂燃气轮机的发电机是南京汽轮电机厂生产的QFR-135-2空冷、三相、二极、3000rpm转速、50Hz频率的交流电、实心铸铁转子的同步发电机。
发电机的输出功率为135MW（在设计工况基本负荷下运行），冷却方式为CACW密闭循环空气冷却方式，转子空内冷，箱式结构，空气冷却器置于机座上方。
带有旋转二极管整流的交流励磁机，励磁方式为带永磁副励磁机的交流无刷励磁方式，配有高精度的自动电压调节器。
2 某电厂发电机励磁系统介绍发电机采用南京汽轮发电机厂制造的QFR-135-2全封闭、三相、隐极式同步发电机，冷却方式为全空气冷却，励磁机采用南京汽轮机厂产品，励磁型式为高起始响应无刷励磁系统，主励磁机型号TFLW459-3000A，副励磁机型号TFY5-3000A。
励磁系统介绍某厂发电机的励磁方式为无刷励磁，励磁机由一台主励磁机和一台副励磁机组成，其主励磁机采用一台三相交流无刷励磁机，副励磁机采用一台单相永磁发电机，转子通过法兰与同步发电机联接在一起。
副励磁机是一台单相同步永磁发电机，磁极在转子上，极身用永磁材料制成,磁场旋转，在定子产生单相交流电，送至可控硅整流柜，经由励磁调节器将直流电送至主励磁机定子。
主励磁机是一台三相同步发电机，其磁场静止、电枢旋转，电枢输出的三相交流电经同轴旋转的三相旋转整流装置整流为直流，通入发电机磁场绕组，供给发电机励磁，因它取消了电刷和滑环所以称为无刷励磁机。
1.某电厂发电机进相过程某厂#5燃机有功90MW，检查发现#5发电机无功大幅晃动（0至-43MVAR），低励限制保护频繁启动，#5发电机出口电压由13.2至12.1kV晃动，母线路电压正常13.3kV，巡检就地检查#5发电机励磁保护屏，参数与DCS一致。
柴油发电机并网运行负荷波动分析与处理
柴油发电机并网运行负荷波动分析与处理摘要：在调试某核电站二期工程机组柴油发电机并网运行时遇到功率波动问题，在执行24小时连续运行试验，有功功率产生不定期的波动，具有一定的典型性，对问题的多次验证，通过深入分析最终查出问题的所在，更换设备后有效的解决了该问题，分析过程对其他在建核电站柴油发电机调试遇到类似的问题也有一定的借鉴意义。
关键字：调速器；柴油发电机；执行器1．概述某核电站二期工程常规岛机组柴油发电机采用18PA6B柴油机组，机组本体主要组成：柴油机、发电机、盖斯林格联轴节，燃油系统、冷却水系统、滑油系统、压缩空气系统励磁系统、同步装置、继电保护、控制和测量系统等，发电机参数6100kW，功率因数0.8，电压6.3kV，频率50Hz,电流699A，转速1000Rpm,三级励磁方式,柴油发电机是核电站内设置的独立的应急电源，在15秒钟内使发电机工作达到额定频率和电压，满足DCS加载负荷。
2．功率波动过程问题介绍在执行柴油柴油机并网带载24小时试验时，输出功率主要分两个阶段100%、110%，柴油机负荷加载到额定6100kV，保持功率因数在0.8左右，保持柴油发电机在额定功率下连续运行22小时，在此状态下柴油机运行22小时后，逐渐增加有功功率到6710kW运行2小时（110%），在100%功率平台运行4个小时后柴油发电机功率突然降到5100kW左右，同时电流突降，柴油发电机有功出现多次无规律的波动。
3．功率波动问题分析及调节回路的基本介绍调试人员开始检查速度传感器和调速装置外接电缆和端子是否松动和调速器参数未发现异常，若速度传感器出现松动会影响功率波动，并网后的有功功率是利用调速差调节功率，初步分析有功功率波动可能柴油机调速器长时间运行输出不稳，电脑连接调试器装置，启动柴油机并网，功率升到100%运行3个小时左右，有功功率开始频繁的波动，通过电脑连接调速器观察速度传感器探头反馈未发现失真现象，调速器装置Droop信号（并网信号）运行正常。
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冶金动力2015年第10期发电机机组无功功率输出波动原因分析及对策武庭会(攀钢集团矿业公司动力厂，四川攀枝花617063)【摘要】针对攀钢电厂12#机组在运行中出现无功功率输出频繁反向波动的问题进行了研究和分析，从励磁调节系统内外查找原因，确认是碳刷接触电压过高所致，采取措施解决了问题。
【关键词】无功波动；碳刷；接触电压【中图分类号】TM714【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2015)10-0010-03 Analysis of Reactive Power Output Fluctuations of Power GeneratorUnit and CountermeasuresWU Tinghui(Power Plant of the Mining Company of Pangang Group,Panzhihua,Sichuan617063,China)【Abstract】The problem of frequent reverse fluctuation in the reactive power output of the No.12generator unit of Panzhihua Steel were studied and analyzed.Searching the causes from both inside and outside of the excitation regulating system,it was confirmed that exces-sive carbon brush contact voltage had caused the problem and effective measures were takento solve the problem.【Keywords】reactive power fluctuation;carbon brush;contact voltage1前言攀钢电厂建厂3台发电机的自动励磁调节器均为北京重型电机厂配套的GLT-5型装置，由于该型励磁调节器采用模拟控制信号，抗干扰性能差，励磁控制不稳定，无功波动较大。
1999年7月开始对励磁调节器进行改造，使用的是TDWLT-01型微机励磁系统。
2015年来，12#机组的励磁波动频繁，导致无功的波动幅度有10~40Mvar左右，严重影响机组和电网的安全稳定运行。
为了控制无功波动时可能引起机组进相运行，造成失磁保护动作从而引起机组跳闸，要求将12#机组无功功率输出控制在30Mvar运行。
由于攀枝花电网无功冲击变化负荷大，在自动励磁调节器的作用下，机组无功也会相应地发生调节变化，为了控制好12#机组无功，要求运行人员随时调整给定控制12#机组无功，励磁波动调节的不稳定性增加了12#机下网的可能性，同时也大大增加了监盘人员的劳动强度。
12#机组励磁波动的问题，厂里多次组织电气专业组的人员进行分析讨论都没找到具体原因，已经成为严重影响机组安全运行的一个生产难题。
2励磁波动现象及故障排查2.1无功功率波动现象12#机组无功反向调节的现象始于2012年10月，当时间隔时间长，有时半年才波动一次，2014年2月份后无功反向调节波动频繁，最严重的一次3月1日致机组下网。
在系统电压平稳、运行人员无任何操作情况下，A、B调节柜直流输出电压，主励磁电压骤升，12#机无功，主励磁机励磁电流，转子电流骤降。
几分钟后励磁调节器所有参数恢复正常。
2.2励磁波动原因排查2.2.1励磁调节器内部排查2014年3月1日12#机组事故下网发生后组织人员检查了永磁机至调节柜电缆、调节柜至主励磁机电缆的直流电阻，交流耐压试验，对2#机励磁调节A、B柜控制插件，整流桥进行了检查清扫，对插件接触触指使用橡皮擦进行了清洁，接插线进行重新插拔检查，确保接触良好。
在发电机空载情况下，测量永磁机波形，三相波形完整，相位正确，测量调节柜输出波形，整流桥输出波形无缺失现象。
3月4日请专家来厂对励磁系统整流特性、触发脉冲及中频电源波形检查，逻辑功能试验，跟踪及切换试验检冶金动力2015年第10期总第期查，空载及并网后动态切换试验。
仅发现B 柜存在调节脉冲触发干扰，可控硅阻容吸收电路中电容可能存在参数劣化情况，动态情况下B 柜跟踪比A 柜调节反应速度慢的情况，其他特性均正常。
阻容吸收电路中的电容参数劣化可能带来的影响就是励磁调节器可控硅误触发。
5月6日更换了C 相阻容吸收电路中的电容对触发控制脉冲录波发现仍有毛刺,排除了阻容吸收电容引起励磁波动的判断。
同时对3月1日机组下网事故进行了定性分析。
B 柜测量回路接触不好，造成B 柜检测到机端电压大幅下降，B 柜可控硅控制角迅速减到最小，造成过励和顶励励磁，自动将励磁电流限制在顶值励磁限制的电流范围内，所以电气运行人员人为加减励磁都不起作用。
A 调节柜电压检测回路完好，检测到达到极端电压大幅上升至11.9kV，迅速将A 柜可控硅控制角开大，机端电压一直维持11.7kV，持续了13min，在这13min A 柜可能一直在执行开大控制角的判断，所以当时A 柜已经处于关断状态，B 柜处于开到最大状态，当人为地断开B 柜DZB 时就造成失磁保护切机。
事故后对插件接触触指使用橡皮擦进行了清洁，接插线进行重新插拔检查，确保接触良好，3月4日开机时对调节B 柜励磁特性进行检查，正常，找到了12#机组下网的原因：不是无功反向调节引起的，而是B 柜测量回路接触不好造成B 柜失控故障。
3月31日12#机组励磁又开始波动。
从无功波动励磁电流变化过程分析，调节柜能根据无功的骤升骤降做出相应的调节动作，调节柜功能正常，仍属于可控态。
从ECS 历史曲线分析，按照负载特性，调节柜输出电压增大，励磁电流相应增加。
而反常调节的现象调节柜的电压突然升高后，励磁电流处于下降状态。
故此，我们排除了励磁波动是由励磁调节器内部问题引起的。
分析可能是励磁调节器外部存在不稳定的负载增大状态。
2.2.2励磁调节器外部原因排查通过分析认为可能是12#发电机励磁系统（永磁机至主励机转子之间的设备）异常造成。
3月1日停机后对永磁机至调节柜，调节柜至交流励磁机的电缆进行了直流电阻、交流耐压试验，合格，3月4日开机后检查了永磁机的电压波形及励磁调节器输出电压波形完整，不存在掉波头的情形。
而唯一的收获就是3月31日和4月20日无功反常波动时副励碳刷打火，由于时间持续短，几分钟后又励磁调节自动恢复正常。
因此把查找故障的注意力集中到了副励碳刷上，正常运行时我们测得副励E、F 环碳刷电流分配良好，接触电压只有1V，为了捕捉到励磁波动时副励碳刷的接触电压，做了一个专用碳刷接好万用表笔，当5月16日13#机无功波动时成功测得副励F 环4个碳刷中有2个碳刷没电流，一个有42A，一个有18A，副励碳刷接触电压有4~6V 左右，通过ECS 历史曲线分析，励磁波动前调节柜的输出电压26V 左右，励磁波动后调节柜输出电压31V 左右，升高的电压5V 与副励碳刷的接触电压值4~6V 相同，经过调整后电流分配正常，无功波动消失。
经过4个月的追踪，检查分析终于找到了励磁波动引起无功反向调节的原因：副励碳刷在运行过程偶尔电流分配不均转移到个别碳刷上接触电阻增大造成接触电压增大引起的。
从现场运行经验看造成碳刷接触电压增大的原因分析：（1）碳刷卡阻，运行一段时间后，碳刷与滑环的接触面因刷体逐渐磨损而逐渐分离，造成该碳刷所分担的励磁电流为零，致使其他碳刷工作电流增大，发热严重。
（2）碳刷跳动，打火滑环螺旋沟内积聚灰尘、碳刷末在碳刷与滑环之间形成接触气膜、滑环的圆度、同心度不佳，碳刷与滑环表面接触不佳，滑环表面因电腐蚀出现凹坑，表面光洁度变差都会使碳刷与滑环接触不良。
（3）恒压弹簧压力过小，碳刷和滑环表面接触不稳定，容易引起电弧、压力过大，刷面的硬粒对滑环表面刮割严重。
因此弹簧的压力要适中。
碳刷本身的电阻，不同批次的混合使用，其电阻系数不一样，运行中会造成碳刷温升不同，导致碳刷电流分配不均。
不仅个别电流超标，而且磨损增大。
刷架、刷握中心线不完全垂直于滑环圆周切面，倾斜造成碳刷接触不良、弹簧压力不一致。
刷握与滑环表面距离不一致，碳刷有效接触面有差别，刷架周边有毛刺不光滑，易挂碳粉和粉尘，这都会造成碳刷电流偏差增大。
3采取的对策为了消除因碳刷接触电压高引起的无功反向调节，确保机组的安全运行，采取以下措施确保碳刷稳定运行：运行检查：加强定期与不定期的设备巡回检查制度，正常情况下，每4个小时必须对发电机碳刷检查一次，测量滑环和碳刷的温度，其温度不超过120℃，测量分流情况，主励碳刷电流控制在10~100A，副励碳刷必须3个有电流,用提刷的方法检查鉴定碳刷在刷握内上下是否自由活动，发现问题必须检查原因进行处理；检查碳刷辫是否完好，是否有脱辫冶金动力2015年第10期（上接第6页）从表1可看出，2011年9月至2013年4月期间，共计量15次，累计节约外购电费201万元。
其中，2012年4月25日~7月24日，2012年12月25日~2013年1月24日，由于电炉公司检修的因素中断计量4个月，但实际上该4个月内节约外购电费较之更为明显。
采用能源优化控制系统后，平均每月需量实际下降至为3.35MW，平均每月经济效益约为13.4万元，平均每年节约外购电费约为160万元。
5结语冶金行业设备由于功耗较大，负荷波动比较剧烈，不仅对电网和用电设备造成冲击，还给用户的基本电费造成浪费。
由于能源优化控制系统的应用，在电炉初炼炉和精炼炉同时大负荷生产时，及时自动调整冶炼档位，降低冲击负荷，对稳定供电系统有明显好处，对用电设备提供了稳定电源。
同时，高温季节，在不影响电炉公司生产的前提下，合理降低用电负荷，也起到了让电于民的社会效益。
但就目前来看，能源优化系统虽然技术上已经非常成熟，但在杭钢的应用中还是出现了一些小问题，如计算机死机、有时会出现调档过频繁、对生产造成一定影响等问题。
在以后的工作中，需要不断地予以提高。
收稿日期：2015－06－23作者简介：董传君（1981－），男，2004年毕业于鞍山科技大学自动化专业，工程师，现从事电气专业技术管理工作。
现象，是否有氧化、过热变色等情况，发现问题必须进行更换。
夏季高峰负荷期间以及无功和电压波动较大时应缩短温度测量时间间隔，对更换的新碳刷做重点检查，并做好碳刷电流分布情况记录。
夏季气温超过38℃或滑环温度超过90℃时，必须启动轴流风机进行辅助冷却，温度上升至110℃时，可以采用降低无功的措施进行控制，并通知相关部门进行处理。
更换碳刷：新购进的碳刷发电作业区和设备室、检修作业区共同验收，对碳刷的电阻值进行抽检，比例必须高于20%，阻值要符合制造厂和国家标准（电阻率7.8~18.2μΩ·m，联接电阻≤4mΩ；每批碳刷需对比各参数与以前使用的碳刷参数一致，质量外观明显差异时不能接收）。