XXX发电有限责任公司#1发电机核定进相容量试验静态稳定计算报告

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     XXXXXX发电有限责任公司#1发电机
核定进相容量试验静态稳定计算报告
一、概述
根据省电力公司《关于核定发电机进相容量的通知》[2002]39号文：为充分利用发电机进相运行的能力，增强电网电压调整手段，提高电网电压水平，保证电网运行，决定通过进相试验核定统调发电机的进相容量。本报告针对将进行进相试验的XXXX发电有限责任公司#1机进行部分相关计算。
计算条件：
1、全网大开机方式；
2、驻信地区小负荷；
3、驻信地区负荷高功率因数。
报告计算内容：
1、XX#1机进相运行对其厂用电电压影响；
2、校核相应的进相深度，XX#1机的静态稳定性；
3、XX#1机失磁计算；
4、XX#1机进相运行的调压效果及邻近机组的抢发无功情况。

二、#1机进相运行时对厂用电电压的影响
计算结果见表1。
表1 #1机进相运行对厂用电电压影响计算结果
有功出力
（万千瓦） 进相深度
（万千乏） 厂用电（p.u.） 进相深度
（万千乏） 厂用电（p.u.）
30 -6 0.963 -7 0.938
 -8 0.909 -9 0.873
24 -6 0.961 -7 0.938
 -8 0.912 -9 0.881
18 -6 0.958 -7 0.935
 -8 0.909 -9 0.877
由表1计算结果可知，若按厂用电电压不得低于其额定电压的90%来考核#1机的进相深度，可进相8万千乏；若按厂用电电压不得低于其额定电压的95%来考核，可进相6万千乏。
由该计算结果可得各工况对应的功角理论计算值，见表2。

表2 #1机进相运行功角理论计算值
有功出力（万千瓦） VG=0.95
30 75.2
24 71.9
18 66.6
三、静态稳定计算
发电机处于进相区域运行时，保持有功功率输出不变，随着进相运行深度的增加，励磁电流的减小，其功角逐渐增大。当励磁电流降至某一数值，运行功角增大至静稳的临界点，继续降低励磁电流将导致进相机组失去静稳现象，所以当发电机在某恒定的有功功率下进相运行时，由于其励磁电流的降低，静稳的功率极限值减小，降低静稳定储备系数，使进相机组的静稳定能力下降，因此有必要对进相机组进行静稳定校核。
如果发电机自动励磁调节器（AVR）投入运行，发电机暂态电势恒定，使机组的稳定运行区域从手动励磁调节的的自然稳定区域转化为AVR调节的人工稳定区，因此AVR的投入极大的提高了静稳功率极限。
由于驻信地区位于的末端，且区内除XX电厂外无大的电源支撑，因此驻信地区的电压对XX电厂的无功出力较为敏感。当XX#1机组进相深度较深时，由于电压较低而导致潮流计算无法收敛，因此需要增大#2机组的无功出力，实际XX电网将无法稳定运行。因此XXXX机组进相未达到静态稳定点时，XX电网由于电压过低而失去稳定。由于XX电网电压对XX电厂无功出力非常敏感，是限制机组进相深度的重要因素。因此本报告不提供机组的静态失稳点，根据厂用电的计算结果，XX#1机组进相运行时，厂用电低于额定电压的90%时，校核机组此时工况的静态稳定性。
发电机自动励磁调节器采用《电力系统分析综合程序》中通用I型励磁调节器模型。计算方法采用主汽门μ扰动法，计算结果如表2所示。
表3 厂用电低于90%时对应的进相深度的静稳计算结果（AVR投入运行）
有功出力（万千瓦） 进相深度（万千乏） 静态稳定性
30 9 稳定
24 9 稳定
18 9 稳定
由上表可知，当厂用电低于额定电压的90%时，对应的进相深度均不存在静态稳定问题。

四、1#机进相运行时的失磁计算
计算方法采用励磁电压Efd扰动模拟发电机组失磁和恢复励磁，计算如下两种典型情况：
1、#1机P=30万千瓦，Q=6万千乏时失磁并迅速恢复励磁；
2、#1机P=30万千瓦，Q=-6万千乏时失磁并迅速恢复励磁；
经计算，上述两种工况所对应的电气量变化曲线分别如图1-6及图7-12。
由图可知：
失磁后，进相时约在2秒左右各电气量开始振荡，迟相时约在6秒左右各电气量开始振荡；
失磁后，XX电厂220kV母线电压及XX、沙港220kV母线电压有振荡，因此#1机失磁对系统有影响；
失磁后，发电机转速迅速上升，迟相时其最大转速达到其额定转速的1.03倍；进相时其最大转速达到其额定转速的1.057倍；
失磁后，发电机定子电流迅速上升，超过其额定值的105%。
综上所述，#1机失磁后若不采取措施阻止其失步，则对系统产生不利影响，并最终导致#1机切机。若在#1机失磁后迅速恢复励磁，能被拉入同步运行。改变#1机的进相深度，经计算，上述结论仍成立。

五、1#机进相运行的调压效果及其他机组抢发无功情况
计算按四种情况考虑：
1、XX电厂#1机不进相运行，高功率因数运行，驻信地区的电压水平；
2、XX电厂#1机进相时，不控制网内其他机组无功出力；
3、XX电厂#1机进相时，仅控制XX#2机的无功出力，平桥电厂机组无功出力不控制；
4、XX电厂#1机进相时，控制XX#2机及平桥电厂的机组无功出力，限制其抢发无功。
计算结果如表4所示。
表4 #1机进相运行调压效果及其他机组的抢发无功计算结果Q：万千乏；V：kV
 XX#1无功出力 XX#2机无功出力 平桥#1机无功出力 平桥#2机无功出力 平桥#3机无功出力
正常 2 4 2 2 5
不控制 -2 9 1 1 5
仅控制
XX#2机 -2 4 2 2 7
控制 -2 4 2 2 5
 XX220kV
母线电压 XX220kV
母线电压 沙港220kV
母线电压 驻店220kV
母线电压 潢川220kV
母线电压
正常 240.5 240.2 239.7 236.8 240.2
不控制 239.4 239.1 238.6 236.1 239.1
仅控制
XX#2机 230.9 230.7 230.1 230.9 230.0
控制 223.7 223.6 222.92 226.8 222.4
由表4计算结果可知：
1、XX#1、#2机及平桥两台55MW机组及一台125MW机组全部运行时，在后夜小负荷高功率因数的情况下，XX、沙港及潢川220kV母线电压将达到240kV。
2、若#1机由迟相2万千乏到进相2万千乏，同时控制网内相邻的机组，使其保持原运行状态下的高功率因数，则XX供电区的电压水平可降至223kV，#1机进相运行调压效果显著；
3、若#1机进相运行时不控制网内相邻的机组抢发无功，则XX供电区220kV电压水平可降至239kV，进相运行的调压效果不显著，分析其主要原因是XX#2机组抢发无功，平桥的三台机组基本保持原有工况运行；
4、若#1机进相运行时仅控制XX#2机组，不控制平桥电厂机组的无功出力，计算结果表明XX地区的220kV电压可由240kV降至230kV，电压降低了10kV，平桥的机组也存在抢发无功的现象。
从计算结果分析，XX#1机进相运行时一定要控制网内其他机组抢发无功，保证该调压措施的调压效果。

六、计算结论
由以上计算可得以下主要结论：
1、由理论计算分析结果可知，XX电厂#1机可以进相运行，对进相运行的限制条件依次为：厂用电电压降低、静态稳定极限。在AVR投入的情况下，若按厂用电电压不得低于其额定电压的90%来考核#1机的进相深度，可进相8万千乏；若按厂用电电压不得低于其额定电压的95%来考核，可进相6万千乏；
2、#1机的失磁将导致#1机与系统失去同步并最终导致切机；
3、#1机进相运行对驻信地区的调压效果受网内相邻机组抢发无功大小的影响。若不控制其他机组抢发无功，则调压效果不太显著，若控制相邻机组抢发无功，则调压效果非常显著。

关键词：