浅谈600MW火力发电机组与网源协调配合问题

浅谈600MW火力发电机组与网源协调配合问题
摘要：目前我国电网网源在和涉网保护、大型发电机组励磁系统之间进行协调
配合时，存在着较多的问题。

一旦自接引发机组出现跳闸现象，便会出现极为大
规模的停电现象。

基于此，我国对600MW火力发电机组与网源协调配合问题进
行了深入分析，具有重要意义。

关键词：600MW火力发电机组，网源协调配合，问题
1.案例背景
双鸭山发电厂是位于辽宁省，它是我国“十一五”计划中的一个非常重要的能
源电源项目。

双鸭山发电厂的所有发电机型均来自江苏南京电机厂，其型号是Q FSN-600-2，通过选用上海力锐企业生产的RCS-985B发变组成套保护进行配套，
选用上海华润电控企业生产的NES5100系列产品作为励磁系统。

双鸭山发电厂制
造出来的电量主要向辽宁电网进行输送，双鸭山发电厂是我国东北电网自调大型
火力发电厂。

本文主要对双鸭山发电厂中的励磁的保护和限制之间的配合、发变
组保护盯住的整定进行研究，目的在于有效预防产生不必要停机现象，对网源、
励磁参数保护之间配合关系进行深入掌握。

2.发电机一次设备中存在的问题与解决对策
所有保护定值、限制计算的重要基础，就是发电机一次设备参数、资料的准
确性，所以必须要准备齐全双鸭山发电厂中全部的一次资料。

由于一些发电机转
子的过负荷能力偏小，没有达到国标要求，也就是说，水电机制要比国标要求低，火电机制要比国标要求高，部分电厂并未将全部发电机转子过负荷能力资料均收
集到，为对双鸭山发电厂中继电保护的选择性和可靠性，励磁保护定值、发变组
定值的合理性进行准确判断，当下仅能比较国家标准和有关保护/限制定值。

而那些未收集到发电机转子过负荷能力资料的，应及时到发电厂厂家进行相关搜集，
同时应到有关电力调度部门进行备案。

如果国家标准要求比发电机一次设备标准
要高，则应采取有效的设备改造、升级措施，最终使改造后的设备能够满足国家
标准及要求。

如果一些一次设备不能进行改造，则应及时联系有关设备运行调度
部门，进行备案记录，同时提出一些建议，即将来不要购置同类型号的机组。

3.励磁调差系数中存在的问题及解决对策
目前，我国大部分高于100M W的火电机组、高于50M W的水电机均为单元接线，为对部分升压变压器电抗进行补充，对机组对电网无功支持的能力进行提高，提高电力系统的稳定性，以上类型的机组应选用负调差，不过当前大多数机
组并未选用负调差，而是选用正调差方式、零调差方式，大大降低了发电机无功
发出能力。

4火力发电机励磁调节器调差特性分析
在励磁调节器调节发电机无功出力中，发电机无功调差功能是一种非常重要
的参数。

发电机无功调差功能主要存在两大作用，即：其一，在系统电压发生波
动现象时，能够对发电机无功出力增量的分配比例进行确定；其二，能够对共母
线机组稳态时的无功分配比例进行确定。

通过对发电机端电压的调差率进行分析
和研究，能够得知发电机端电压在在自动励磁调节器作用下，且随着发电机无功
负荷的变化而发生的各种变化。

其中，发电机端电压的调差率大致存在3种调差
特性，即：
（1）电机端电压的调差率<0，负调差系数，调差特性向上进行翘起，随着无功电流的增大，发电机端电压会随之上升；
（2）电机端电压的调差率 >0，正调差系数，调差特性向下进行倾斜，随着
无功电流的增大，发电机端电压会随之下降；
（3）电机端电压的调差率=0，无差特性，发电机端电压是一个固定值。

通过对上述发电机运行方式进行考虑核结合，不同并联运行发电机之间存在
以下几种无功功率分配情况：
（1）不少于2台发电机进行并联运行。

如果发电机电压调差率均为无差特性，则由于调差曲线是完全重合或者不想交，严重降低机组之间无功分配的稳定性，
主要呈随机特性，不同机组在运行过程中常常会出现乱抢无功现象，严重降低机
组运行的稳定性。

所以2台及以上的无差发电机无法进行并联运行。

（2）1台无差调节发电机和1台有差调节发电机进行并联运行。

在母线电压
发生变化时，机组之间的运行还是比较稳定的，不过所有的无功变化均需要由无
差机组来进行承担，极易产生无差机组过负荷现象的发生，所以在实际中，这种
并联运行方式几乎不会被运用。

（3）1台负调差发电机和1台正调差调差发电机进行并联运行。

对于这种并
联运行方式，尽管在母线电压下存在交点，不过在母线电压发生波动现象时，其
中1台机组的无功会减少，另外1台机组的无功会增加，大大降低机组运行的稳
定性，所以这种并联运行方式也不会被采用。

不少于2台负调差发电机进行并联运行。

在母线电压发生变化时，2台机组
的无功会发生减少现象，降低母线电压，无法形成新平衡点，过程恶化程度越来
越严重，严重降低系统运行的稳定性，因此，这种设这种并联运行方式不会被采用。

为能够合理分配无功功率，稳定运行发电机组，应根据正调正调差原则来整
定并列点的电压调差率，为对升压变压器电压降进行补偿，应取无功调差系数为
小于0。

升压变压器压降、发电机电压调差率、发电机自然电压调差率能够共同
构成并列点的电压调差率。

单元接线的机组选采用负调差系数。

5.小结
通过深入分析励磁调差系数、转子过负荷保护与励磁限制的计算后，不难发
现双鸭山发电厂的源网关系是匹配的，转子过负荷保护和励磁限制定值是互相匹
配的，同时励磁限制定值能够达到国家有关标准。

发电机转子过负荷电流能力、
转子过负荷保护定值、过励限制定值之间存在着合理的极差，能够对电网起着极
大的支撑作用。

参考文献：
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合的研究[J]. 电力系统保护与控制. 2017（23）
[2]蒋建旭，张立颖，王月明.浅析670MW并网机组网源协调参数存在的问题[J]. 东北电力技术. 2017（02）
[3]安化龙，范小涛，陈默.关于并网电厂涉网保护定值配合研究[J].四川电力技术. 2016（04）
[4]郑超，汤涌.网源稳态调压对暂态无功支撑能力的影响研究[J].中国电机工程学报. 2016（01）
作者简介：
张应田（1982-），男，汉，安徽，副主任/高级工程师，本科，单位：天津
市电力科技发展有限公司，研究方向：研究发电监督及发电厂热力性能试验，机
网协调试验等方面。