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农村小水电站双机并网故障和处理措施

发布时间:2012-11-13 来源:中国自动化网 类型:解决方案 人浏览
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农村小水电站

导读:

我县农村水电站点多面广,投产运行均要并入地方电网。潭山镇汉塘新建一座水电站,总装机容量200KW,二台发电机规格为SFW100-8/590型,二台水轮机规格XJA-W-40/1×11型,水头56m,单机引用流量0.265m3/S(流量稍...

我县农村水电站点多面广,投产运行均要并入地方电网。潭山镇汉塘新建一座水电站,总装机容量200KW,二台发电机规格为SFW100-8/590型,二台水轮机规格XJA-W-40/1×11型,水头56m,单机引用流量0.265m3/S(流量稍有余)。该站建成后,初试发电,单机发电运行良好,并基本能达到所发电机的铭牌所规定的数值。

由于二台发电机在励磁方面和其它方面存在缺陷,使双机却无法并上电网运行。现本人就接触处理该水电站双机并不上电网的情况阐述如下:

1 双机并不上电网的过程

当1号发电机已并上电网运行,2号发电机接着并入电网,则1号发电机控制屏上的空气开关在3秒钟内立即跳闸;若2号发电机先并上电网运行,1号发电机接着并上电网,则2号发电机控制屏上的空气开关在4秒钟内立即跳闸,这样连续反复操作,双机均无法并上电网运行,仅单机发电才能运行正常。

通过上述的过程反复分析是否机电设备有情况,故将电气设备分别检查。

1.1发电机整体检查

同步发电机通常是三相结构,主要部件有:定子绕组、定子铁芯、转子磁极、转子绕组、转子铁芯、风扇、电刷架、滑环、轴承等,该站二台发电机,用万用表和钳形表检查各部位电气设备都正常,垫块和端部绑扎牢固,转子套箍绑扎线良好,电刷完整,不跳动,不过热,发电机的主要绕子线圈及转子套箍线圈接线良好,绝缘合格,发电机外壳接地电阻符合要求,其它均未发现异常情况。

1.2、控制屏检查

控制屏背面检查:刀开关、空气开关、交流接触器、电流互感器、熔断器、可控硅、各回路线绑扎等都合格。

控制屏正面检查:交流电流表、电压表、功率因数表、周波表、功率表、继电保护装置、励磁电压表、电流表等都正常,符合要求。

1.3、励磁装置检查

将每台发电机分别单独并上电网发电运行试验和检查。采用同样水头、同样流量,并控制发电机出力90KW,电压400V,功率因数0.8。在试验中按控制屏上各表计数据和万用表测得的数据来看,1号发电机额定电流是162.6A,励磁电流是61.6 A ,励磁电压是42V。2号发电机额定电流162A,励磁电流是57 A ,励磁电压是45V。测试结果1号发电机的励磁电流多4.6A,励磁电压少3V。

通过单机并上电网发电运行一切正常,功率达到90KW,电压400V,功率因数能达到0.8,但各台发电机的励磁电流、电压却不平衡,如果在双机并上电网发电时,系统电压与机组电压也不平衡,造成双机并上电网有很大的影响和困难。

2 故障原因分析

2.1励磁装置有缺陷,如并列后瞬时电流激增,会产生非同期振荡,这种情况一般在一个站里有二台以上同类型的机组,其容量又较为接近时发生,机组在并列后的瞬间,常会出现三相定子电流和励磁电流都迅速上升,发电机向系统输送无功;但有时三相定子电流也迅速上升,励磁电流却急剧下降,功率因数超前,即发电机向系统吸收无功。产生这些现象的原因是多方面的,它和发电机的励磁特性有关,也与同期情况及操作有关,但主要是由于并列时系统电压和待并列机组的电压不平衡,而引起跳闸。

2.2由于当待并列机组与系统的电压不平衡,会产生一个电压差,通过这个电压差,在待并机组和网络之间形成一个平衡电流,这个电流越大,发电机的三相定子电流也越大,相反,这个电流越小,则发电机定子电流也越小。若系统电压高于待并机组的电压时发电机吸收系统无功,也使三相定子电流迅速上升,但励磁电流却激剧下降,功率因数超前,当待并机组的电压高于系统电压时,三相定子电流和励磁电流也迅速上升,发电机向系统输送无功,由于发电机的复励特性,这个平衡电流就会越来越大,使定子电流迅速升高,发电机无法并上电网。

2.3当发电机带上一定的负荷后,两台发电机的无功分配不可能绝对平衡,这时负荷电流大的这台发电机感应电势就高,负荷电流小的发电机感应电势就低。于是两台发电机之间,就产生一个电压差。由于发电机有励磁特性,并列运行的两台发电机就产生一个无功环流,这个电流经励磁后,感应出一个较高的电势,并获得较多的无功负荷。接着重复上述过程,使无功负荷较多的这台发电机减少负荷,另一台发电机获得较多的负荷,这样反复循环,时小时大的无功环流,即相当于发电机在某一瞬间向系统吸收无功,输送有功;另一瞬间又相当于向系统输送有功,吸收无功,这样就使发电机的电磁功率和机械功率失去平衡状态,由于发电机并列后瞬间电流激增引起跳闸。

3 故障处理措施

针对该电站的情况和双机并不上电网的特性,采用一把(30A)的单相闸刀,装在控制屏侧,三相闸刀上端装一台发电机的励磁线,按正和负分别装在闸刀孔内,另一台发电机的励磁线装在三相闸刀下端,同样按正和负装在闸刀孔内,中间采用2.24mm的铝线长12公分二根装在保险丝位置上,但单相闸刀内的励磁线必须正极对正极线,负极对负极线,当双机要并上电网发电时,先将三相闸刀合上(若单机发电单相闸刀可不合上),再将待并发电时发电机并上电网,这单相闸刀和2.24mm的铝线不是做保险丝,而是使二台发电机的励磁正负线方便断开或合上的作用。

按上述方式进行操作,该电站二台发电机现可任意一台先进行并上电网运行,接上第二台发电机并上电网运行都很平稳。现在二台发电机都能并上电网运行正常,根据上述情况分析,主要原因二台发电机的磁励电流、电压不平衡,通过单相闸刀,使二台发电机的励磁电流在线上互相往返,使励磁自动平衡和起调和作用。故现双机能并上电网发电运行正常,控制屏上的空气开关均不会跳闸,发电机运行正常无其它故障。控制屏上的各类表计都能达到发电机铭牌上所规定的数值,机电设备在运行中都安全平稳。

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