5#機(jī)組無功功率大幅上升的分析與對策

余強(qiáng)興

（茂名熱電廠，廣東 茂名 525000）

1 概述

#5發(fā)電機(jī)的勵磁器采用南端電氣控制公司的SAVE2000型產(chǎn)品。起著調(diào)節(jié)無功功率大小輸出，維持發(fā)電機(jī)端電壓恒定作用；AVC裝置采用安徽新力電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展有限公司的YC-2008型產(chǎn)品。AVC裝置通過DCS系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)器發(fā)送增減磁信號以調(diào)節(jié)無功功率出力，使電廠變高側(cè)母線電壓達(dá)到控制目標(biāo)值。

2 存在問題

2011年5月5日16時19分40秒至16時20分10秒，#5機(jī)組無功功率從21.5Mvar大幅上升至91.33Mvar，然后從16時20分20秒至16時20分30秒，#5機(jī)組無功功率從97.34Mvar大幅上升至126.53Mvar。引起勵磁調(diào)節(jié)器V/F限制作用，調(diào)節(jié)器綜合限制報警,如圖1所示：

圖1 DCS錄波圖

3 事件分析

通過在運(yùn)行的勵磁調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)器屏內(nèi)及屏外的增減磁設(shè)備回路和AVC裝置對#5機(jī)組在正常運(yùn)行到無功功率大幅上升，調(diào)節(jié)器綜合限制報警進(jìn)行分析檢查。

3.1 勵磁調(diào)節(jié)器

用“記事本”打開#5機(jī)勵磁錄波里的A1dat勵磁調(diào)節(jié)器錄波數(shù)據(jù)，是每20 ms記錄一個點(diǎn)，只記錄V/F限制發(fā)生的前后共20秒時間。從0秒到1.50秒這段時間，電壓給定104.23%不變，機(jī)端電壓也不變，有功、無功也穩(wěn)定，1.52秒電壓給定變?yōu)?04.26%并保持到1.58秒，從1.50到1.58秒正好是4個周波（一個周波20ms）電壓給定變化比較小，所以機(jī)端電壓無功變化也不明顯，從1.60秒到6.14秒，從7.26秒到9.48秒，這兩段時間電壓給定也是每4個周波增加0.02～0.03%，隨著給定不斷增加，無功和機(jī)端電壓明顯增大，9.50秒開始V/F限制開始調(diào)節(jié)，電壓給定開始變小。

在上述變化過程中，先是電壓給定增加，隨后機(jī)端電壓無功也相應(yīng)變化，在調(diào)節(jié)器的控制方式是電壓閉環(huán)，根據(jù)電壓給定與機(jī)端電壓的差值來調(diào)整勵磁輸出，電壓給定由增減磁命令來改變，調(diào)節(jié)器根據(jù)設(shè)定的參數(shù)步長進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)器中的“負(fù)載電壓次數(shù)”和“負(fù)載電壓步長”，確定了增減命令、調(diào)節(jié)的大小，目前#5機(jī)組的負(fù)載電壓次數(shù)設(shè)定的是4次，步長是1〔百分值是0.02～0.03%〕，所以調(diào)節(jié)器收到4個增磁命令后，電壓給定才能增加1步長也就是大約增加0.03%，當(dāng)連續(xù)收到增磁命令時，只能每隔0.08秒（4次）電壓給定大約增加0.03%，所以在錄波數(shù)據(jù)中從1.52秒到9.48秒也就是每0.08秒電壓給定大約增加0.03%，電壓給定的變化與設(shè)定參數(shù)是吻合的，所以調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)是正常的，應(yīng)該是收到增磁命令后電壓給定增加的，在6.16秒到7.24秒這段時間，電壓給定不變，應(yīng)該是沒有增磁命令。

在9.08秒時機(jī)端電壓達(dá)到106.01%，9.98秒時V/F限制已經(jīng)開始調(diào)節(jié)，10.00秒報V/F限制，從電壓達(dá)到106.01至V/F限制的動作時間大約是1秒，與參數(shù)中的動作時間也基本吻合，從10.00秒到19.98秒“V/F限制”一直動作并將電壓給定限在106.01%以下。

總的來說，這次無功功率增加過程中，調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)正常，造成無功增加原因主要還是增磁命令。

3.2 勵磁調(diào)節(jié)器屏上及屏外回路設(shè)備

3.2.1 對同期回路的增減磁連接電纜進(jìn)行絕緣、抗干擾措施檢查，電纜的絕緣良好及采用鎧裝屏蔽阻燃電纜符合要求。

3.2.2 因為DCS邏輯出口后需要經(jīng)過DCS柜的兩個繼電器才能出口到勵磁調(diào)節(jié)器，如果這兩個繼電器有問題也會影響無功變化的，所以請運(yùn)行人員在操作員站對#5機(jī)勵磁進(jìn)行增減磁操作，經(jīng)過了幾次操作，沒有發(fā)現(xiàn)繼電器粘死的問題，還有就是勵磁調(diào)節(jié)器屏上的增減磁按鈕，要求運(yùn)行人員在勵磁調(diào)節(jié)器屏上進(jìn)行增減操作幾次也是正常的。

3.3 AVC裝置

從DCS的圖上看，在無功功率大幅上升的時間段內(nèi)，DCS的增減出口沒有發(fā)出增磁命令，因為AVC裝置的增減磁命令是通過DCS的增減磁出口轉(zhuǎn)發(fā)給勵磁調(diào)節(jié)器的，從圖上可以排除AVC的原因而導(dǎo)致無功功率的變化。但卻在無功上升之前有增減磁脈沖交替出現(xiàn)，又經(jīng)勵磁調(diào)節(jié)器的錄波數(shù)據(jù)分析認(rèn)為是外部回路有增磁信號進(jìn)入勵磁調(diào)節(jié)器使得電壓給定逐步上升而使無功功率逐步上升，在經(jīng)過上述進(jìn)入勵磁調(diào)節(jié)器屏上及屏外回路設(shè)備檢查后，廠家重新對AVC裝置軟件控制邏輯包括AVC致DCS增減磁回路是否有寄生回路檢查無誤，而AVC裝置的參數(shù)設(shè)置參與#5機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器輸出有相關(guān)原因。

4 對策

4.1 從事件發(fā)生的無功功率大幅上升值過大，是勵磁調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)相關(guān)，將調(diào)節(jié)器參數(shù)窗增減限制的“負(fù)載電壓最大”從原來5%Ue改為2.5%Ue，以減少一次連續(xù)調(diào)整量。

4.2 從事件發(fā)生的連續(xù)兩次無功功率大幅上升的時間與增減磁脈沖控制有關(guān)，將AVC裝置的控制增減磁輸出脈沖周期參數(shù)即兩個無功功率增減磁指令間隔時間由原來15秒改為25秒。

結(jié)語

#5機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器正常運(yùn)行多年，AVC裝置參與調(diào)節(jié)器的控制是新投資設(shè)備，從技術(shù)改造后相關(guān)設(shè)備的正確調(diào)整參數(shù)是正常運(yùn)行條件，根據(jù)無功功率正常輸出到大幅上升的相關(guān)設(shè)備采取相應(yīng)措施，至今正常運(yùn)行一年多時間得到檢驗是正確的，從而確保機(jī)組安全可靠運(yùn)行。

[1]安徽省電力科學(xué)研究院.茂名熱電廠自動電壓控制系統(tǒng)AVC投入試驗報告[R].2009.

[2]南瑞電氣控制公司.SAVR-2000發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器技術(shù)說明[S].2005.