張念國

摘要：文章系統(tǒng)闡述了600 MW發(fā)電機(jī)電能質(zhì)量主要指標(biāo)中電壓質(zhì)量指標(biāo)的概念及相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，介紹了電壓質(zhì)量主要幾個(gè)指標(biāo)的測試流程和方法，并詳細(xì)分析了測試結(jié)果，以供同類型機(jī)組的電廠借鑒。

關(guān)鍵詞：電壓質(zhì)量；測試；標(biāo)準(zhǔn)；方法；結(jié)果分析

中圖分類號：TM621.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8937（2011）22-0106-02

目前，單機(jī)容量600 MW機(jī)組是當(dāng)今大型發(fā)電廠主流發(fā)電機(jī)，向電網(wǎng)輸送大量的能源，電能作為電力產(chǎn)品，電能質(zhì)量越來越受到人們的普遍關(guān)注，電壓又是電能質(zhì)量重要指標(biāo)之一，電壓質(zhì)量是實(shí)際電壓各種指標(biāo)偏離規(guī)定值的程度，包括波形畸變（諧波）、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡等，如電壓質(zhì)量不合格會產(chǎn)生電污染，給電網(wǎng)及用戶造成嚴(yán)重危害，所以，600 MW發(fā)電機(jī)組的電能質(zhì)量特別是電壓質(zhì)量測試顯得尤為重要，文章對某電廠#1機(jī)組600 MW發(fā)電機(jī)新投產(chǎn)之初幾項(xiàng)主要電壓質(zhì)量指標(biāo)測試情況進(jìn)行簡述。

1測試目的

該電廠600 MW發(fā)電機(jī)采用由上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司引進(jìn)美國西屋技術(shù)生產(chǎn)制造的第一批汽輪發(fā)電機(jī)組，型號為QFSN-600-2，勵(lì)磁方式為發(fā)電機(jī)出口接帶勵(lì)磁變的全靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)。通過對該電廠#1機(jī)600 MW發(fā)電機(jī)出口電壓質(zhì)量情況進(jìn)行測試，以確認(rèn)引進(jìn)國外技術(shù)國內(nèi)首批生產(chǎn)制造的600 MW發(fā)電機(jī)的電壓質(zhì)量是否滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

2標(biāo)準(zhǔn)和允許值

2.1測試標(biāo)準(zhǔn)

由于本測試在電能質(zhì)量部分標(biāo)準(zhǔn)更替期間進(jìn)行，所以本次試驗(yàn)新舊標(biāo)準(zhǔn)均作參考，執(zhí)行限值更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)作為本次測試評判標(biāo)準(zhǔn)。分別有：GB/T 14549-1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》，GB 12326-2000和GB/T 12326

-2008《電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變》，GB/T 15543-1995《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》，GB/T15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》，GB 755-2000《同步電機(jī)定額和性能》，GB/T 7064-2002《透平型同步電機(jī)技術(shù)要求》。

2.2測試允許值

①該電廠#1機(jī)發(fā)電機(jī)出口電壓為20 kV，而GB/T 14549-93 《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》對20 kV電壓等級諧波未作規(guī)定，可參考35 kV電壓等級，電壓總諧波畸變率THD允許值為3.0%。根據(jù)GB/T 7064-2002《透平型同步電機(jī)技術(shù)要求》中對電壓波形正弦性畸變率的要求，發(fā)電機(jī)在空載額定電壓和額定轉(zhuǎn)速時(shí)，其線電壓波形正弦畸變率應(yīng)不超過5%。

②根據(jù)GB12326-2000《電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變》規(guī)定，發(fā)電機(jī)出口電壓等級對應(yīng)短時(shí)間電壓閃變Pst限值為0.9,長時(shí)間電壓閃變Plt限值為0.7；短時(shí)間電壓閃變測量周期取10 min，每天不得超標(biāo)7次（70 min），即95%概率值不超過限值；長時(shí)間電壓閃變測量周期取2 h，每次均不得超標(biāo)。GB/T 12326-2008《電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變》，規(guī)定＜110 kV電壓等級閃變限值以長時(shí)間閃變Plt限值1.0為標(biāo)準(zhǔn)，該限值較原閃變限值放寬，僅作參考。

③根據(jù)GB/T 15543-1995《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》和GB/T15543-2008《電能質(zhì)量三相電壓不平衡》均規(guī)定，電壓不平衡度允許值為2%，短時(shí)不超過4%。

3測試指標(biāo)及流程

3.1試驗(yàn)條件

①測試設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行,配備必要的消防器材。

②所需工作電源完整、可靠（工頻交流電源）。

③試驗(yàn)區(qū)域場地平整，道路通暢，照明充足。

④現(xiàn)場試驗(yàn)接線人員必須熟悉圖紙、設(shè)備、電力系統(tǒng)相關(guān)的規(guī)程。

3.2測試指標(biāo)

#1發(fā)電機(jī)出口測點(diǎn)：#1發(fā)電機(jī)出口電壓和電流，測試信號取自發(fā)電機(jī)出口PT二次側(cè)（線電壓）和CT二次側(cè)，PT變比：20 kV/100 V，CT變比：25 000 A/5A。發(fā)電機(jī)在空載額定電壓和額定轉(zhuǎn)速下，測量發(fā)電機(jī)出口電壓，并網(wǎng)帶負(fù)載后，繼續(xù)測試。測試指標(biāo)：諧波電壓、三相電壓不平衡度、電壓閃變，空載情況下不進(jìn)行電壓閃變測試。

3.3測試流程

①準(zhǔn)備好合格的符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求測試工器具和試驗(yàn)儀器，試驗(yàn)人員交底和分工。

②做好組織、安全和技術(shù)措施，待許可測試開始后，進(jìn)行試驗(yàn)接線。

③確認(rèn)試驗(yàn)接線無誤后，開始測試。

④記錄運(yùn)行方式、PT、CT變比以及試驗(yàn)等數(shù)據(jù)。

⑤測試完成后，拆除試驗(yàn)接線，進(jìn)行下一指標(biāo)的測試。

⑥對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，得出測試結(jié)果，編寫測試報(bào)告。

4測試結(jié)果

4.1測量結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn)

對諧波、短時(shí)間電壓閃變、電壓不平衡度的測量結(jié)果以95%概率值作為判斷是否合格的依據(jù)。對長時(shí)間電壓閃變、短時(shí)電壓不平衡度的測量結(jié)果以最大值作為判斷是否合格的依據(jù)。

4.2測試結(jié)果分析

4.2.1發(fā)電機(jī)空載測試

發(fā)電機(jī)空載（額定電壓，額定轉(zhuǎn)速）三相諧波電壓和電壓不平衡度統(tǒng)計(jì)情況如表1所示。

從表1可以看出，發(fā)電機(jī)空載三相諧波電壓和三相電壓不平衡度結(jié)果：發(fā)電機(jī)A、B、C三相電壓總諧波畸變率的95%概率值分別為0.314%、0.327%、0.327%，遠(yuǎn)小于GB/T 7064-2002《透平型同步電機(jī)技術(shù)要求》規(guī)定的5%的線電壓波形正弦畸變率的要求，也小于GB/T 14549-93 《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定的3%電壓總諧波畸變率的要求；三相電壓不平衡度最大值為0.077%，95%概率值為0.071%，均遠(yuǎn)小于2%和4%的允許值。

4.2.2發(fā)電機(jī)帶負(fù)載測試

發(fā)電機(jī)負(fù)載（P=600 MW，Q=50 MVar）三相諧波電壓統(tǒng)計(jì)情況如表2所示。

從表2可以看出，帶負(fù)載時(shí)#1發(fā)電機(jī)諧波電壓測試結(jié)果：發(fā)電機(jī)A、B、C三相電壓總諧波畸變率的95%概率值分別為0.289%、0.277%、0.300%，均小于GB/T 14549-

93 《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定的3%的要求，各次諧波電壓含有率也小于標(biāo)準(zhǔn)允許值。

發(fā)電機(jī)負(fù)載（P=600MW，Q=50MVar）電壓閃變和三相電壓不平衡度統(tǒng)計(jì)情況如表3所示。

從表3可以看出，帶負(fù)載時(shí)電壓閃變和三相電壓不平衡度測試結(jié)果：發(fā)電機(jī)短時(shí)間電壓閃變和長時(shí)間電壓閃變均很小，三相最大長短閃變分別為0.119，均遠(yuǎn)低于允許值0.9和0.7，且遠(yuǎn)低于GB/T 12326-2008《電能質(zhì)量 電壓波動(dòng)和閃變》規(guī)定的1.0；三相電壓不平衡度最大值為0.113%，95%概率值為0.106%，均遠(yuǎn)小于2%和4%的允許值。

4.2.3測試結(jié)論

該電廠600 MW發(fā)電機(jī)在空載和額定電壓及額定轉(zhuǎn)速下，其線電壓波形正弦畸變率小于GB/T7064-2002《透平型同步電機(jī)技術(shù)要求》規(guī)定的5%的要求，且小于GB/T 14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定的3%的電壓總諧波畸變率的要求；其三相電壓不平衡度也小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許值；在帶負(fù)載運(yùn)行情況下，其電壓諧波、三相電壓不平衡度和電壓閃變指標(biāo)也均滿足相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。

5結(jié)語

通過以上對引進(jìn)國外技術(shù)國內(nèi)首批制造的600 MW發(fā)電機(jī)電壓質(zhì)量指標(biāo)的測試及結(jié)果分析說明，大型發(fā)電機(jī)電壓質(zhì)量指標(biāo)測試，需要充分的準(zhǔn)備工作和正確的測試方法作保證，并對測試結(jié)果加以分析和判斷，方可達(dá)到測試的目的。本次測試為該電廠600 MW發(fā)電機(jī)組的安全可靠運(yùn)行，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)可供同類型機(jī)組的電廠作參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程浩忠,艾芊,張志剛.電能質(zhì)量[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.