1、水輪發電機非同期并網問題的處理摘 要：我對該站一號機非同期并網故障進行了處理，現就故障現象和分析處理的過程簡述如下，供水電同行參考。關鍵字：水輪發電機 同期并網前段時期，筆者受聘到鐘祥市天寧水電站幫助檢修，在試機中發現該站一號發電機一直是非同期并網。該機為廣東潮州電機廠1987年9月生產的可控雙繞組電抗分流式發電機，型號為SFl2512850，額定容量125kW，額定電壓400V，額定電流226A，勵磁電壓499V，勵磁電流757A。 應天寧電站要求，我對該站一號機非同期并網故障進行了處理，現就故障現象和分析處理的過程簡述如下，供水電同行參考。1 故障現象 該機啟勵升壓及單機帶自供區運行時卻正

2、常，但并網時就出現下列現象： (1) 當電網電壓為400V，頻率為50HZ，調整發電機電壓和頻率與電網電壓、頻率一致時，投入并網裝置，此時整步表不旋轉，并網指示燈發出閃光。用萬用表測量電網與發電機同相電壓，電壓在300V至400V之間波動，也就是說電網電壓與發電機電壓的相位始終不一致。將發電機電壓降到300V、頻率降至47HZ時，上述現象方可消除。這時，指示燈忽明忽暗、整步表開始旋轉，同相電壓也能到零位。 (2) 當整步表指到紅線，并網指示燈全暗時并網，發電機受到較大電流的沖擊，此時三相定子電流表指示在100A以上，勵磁電流卻由并網前的35A左右降為5A，且不能調節。 (3) 增加調速器開度，

3、使發電機帶負荷，在逐步增加負荷的過程中，發電機出現了振蕩現象，三相定子電流表均在50150A左右擺動，功率表、電壓表也隨之波動，勵磁電流表也出現一定幅度的擺動，機組發出振蕩聲；當負荷增至800kW后，振蕩現象消除，勵磁電流自動增加且可以調節，發電機能在滿載情況下正常運行。2 原因分析與處理 據電站運行人員介紹，該機組自1988年安裝發電以來，一直是單機運行。1995年7月并入電網后，就出現了上述現象。該站也曾請幾位技術人員來站分析處理過，但一直沒能查出原因，最終認定為該機并網性能差，屬廠家質量問題。但由于單機和并網帶負荷后運行正常，該站就再也沒有進行處理。 出 現這種現象的原因是，由于發電機空

4、載電壓的建立取決于勵磁電流，且電壓與頻率成正比，而電網電壓與機組電壓相位差的大小與頻率無關，它僅僅取決于兩個正弦 量的初相位。再根據可控調節的雙繞組電抗分流發電機原理，供發電機空載電壓建立的勵磁電流全靠副繞組經整流后供給，可控硅在建壓初期的靜態電壓調整率不 大。為此，我們在認真查對主、副繞組在電抗器上的接線無誤且硅元件完好后，若將可控硅斷開，開機至額定轉速。此時，發電機空載電壓只在150V左右，即使增加發電機轉速，其電壓增加也不大，看來此機的空載特性不理想。 另外，在電壓、頻率不一致時，僅依據相序、相位一致的條件并網，屬于典型的非同期并列。此時，由于電網頻率FW大于發電機頻率嚴FG，電網電壓W

5、大于發電機電壓G，于是并網后就出現了電壓差。在的作用下，發電機在并網時出現了沖擊電流cj，同時還起“自整步”的作用，cj的有功分量y能幫助轉子產生轉動力矩，使轉速上升，發電機被電網拉入同步運行。 但由于在并網時FGFW，導葉開度較小，并網后定子磁極施著轉子磁極以角速度旋轉，電機進入電動機運行狀況。此時，發電機將從電網吸收有功功率，再加上并網前電壓不一致，GW，電樞繞組流過超前W900的電流，發電機就吸收感性無功，使發電機處于欠勵磁運行狀態，所以并網后勵磁電流過小。 當 開始帶負荷后，發電機從吸收電網有功和無功過渡到向電網發送有功和無功，在這一過程中機組出現了振蕩。隨著負荷的增加，發電機趨于穩定，定子電流也開始增 加，在分流電抗器作用下，勵磁電流將隨著負荷電流的增加而自動上升。此時，調節可控硅勵磁裝置的電位器，有功和無功負荷電流將按電網要求進行分配。根 據上述分析和檢查，認為故障原因是分流電抗器氣隙過小、勵磁電流過低，從而造成空載電壓過低，并網后，由于勵磁電流跟不上，使發電機出現欠勵磁。因此，將 發電機停機后，增加電抗器氣隙墊紙，復開機升壓并網，故障現象消除。經測試檢驗，機組的靜、動態電壓調整率、空載特性及外特性都有了良好的改善。3 幾點體會 (1) 電抗器氣隙的大小和分接頭的位置，廠家在出廠前根據設計要求，一般都調整好了，基本上能滿足單機和并網要求。