二滩水电厂低频振荡现象及根源分析

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水电站机组振动的原因及解决措施研究

水电站机组振动的原因及解决措施研究

水电站机组振动的原因及解决措施研究随着社会的进步,居民的用电量日益升高,同时也对用电质量提出了更高的要求,这就刺激了电力行业的飞速发展,但同时也暴露了较多的问题,其中最为常见的就是水电站机组振动问题。

这一问题不仅影响着设备正常使用,甚至还会对使用人员的生命安全造成严重威胁。

本文的研究内容即为水电站机组振动的原因及解决措施。

标签:水电站;机组振动;原因;解决措施水轮发电机在工作中如果发生振动,不仅会导致某些部件发生弹性形变或塑料形变出现裂纹、断裂,还会导致部件之间的连接松动,导致部件的使用寿命更短。

严重时甚至还会对整个水电站机组的安全运行造成严重威胁。

但这一问题在实际使用期间难以避免,所以需要采取有效的措施进行改善。

分析水轮机组的结构可以发现,组成部分主要是旋转和固定两部分,水轮发电机在运行期间,其中某部分发生异常,就会导致出现机组振动。

比较常见的振动是旋转部分的振动。

对振动问题采取有效措施进行控制后,可以使机组的运行具备更高的稳定性和可靠性[1]。

1、水利因素造成水电站机组振动的原因1.1水力不平衡水流同时具有动能和势能,在蜗壳的作用下形成环流,经均匀分布固定导叶、活动导叶片到转轮上,将其激活进行旋转。

当导水叶叶片和流量通道受各种因素的影响出现较大的形状差异时,水流作用到转轮后,因为成对称失衡,出现不平衡横向力,转轮从而发生振动,当运行处于无负载和低负荷状态时,振动尤为强烈。

1.2尾管的低频率水压脉冲在非设计工况条件下,水轮机运行时在出口处转轮受到脱流漩涡和旋转水流等因素的影响,尾水管内引发水压脉动并出现大型涡带,并以固定频率在管内转动,引起低频压力脉动。

水流流经管道后,压力脉动会导致转子,蜗壳,压力管等发生剧烈的振动[2]。

1.3空腔汽蚀水流通过水轮机时,受到流速,流向的影响,流道发生改变,增加流速后水流中出现气泡,气泡一旦进入高压区并溃灭,出现的情况即为空腔汽蚀。

这一情况会对机组的推力轴承和顶盖造成剧烈的垂直振动。

二滩水电站3号机组低频振荡原因分析

二滩水电站3号机组低频振荡原因分析
第 4 7卷 第 2 1期 2 0 1 6年 1 1月
人 民 长 江
Ya ng t z e Ri v e r
Vo 1 . 4 7. No . 21
NO V ., 201 6
文章编号 : 1 0 0 1 — 4 1 7 9 ( 2 0 1 6 ) 2 1 — 0 1 0 3—0 3
5 5 0 MW 的机组 , 总装机容量 为 3 3 0 0 MW , 额 定 功 率 因素 为 0 . 9, 通 过 5回 5 0 0 k V的母线接人 到系统上。
水 轮机 型号 为 HL F 4 9 7一L J 一6 2 5 . 7 , 为 立 轴 混 流 式 机 组, 安 装 在 地 下 厂 房 内。 机 组 的 额 定 转 速 为 1 4 2 . 9 r / mi n , 额 定 流量 为 3 7 1 m ’ / s , 最 大 水 头为 1 8 9 m, 最 小
H z 之 间 。低 频 振 荡 会 引起 联 络 线 过 流 跳 闸或 系统 与 系统 、 或 机 组 与 系统 之 间 的 失 步 而 解 列 , 严重威胁 着 电力
系统 的稳 定 。 引起 低 频振 荡的 原 因有 很 多 , 包括 电 气 因素 、 机 械 因素 以 及 水 力 因素 等 , 都 有 可 能 导 致低 频振 荡
的 发 生 。励 磁 系 统 的 电 力 系统 稳 定 器 P S S可 以有 效 地抑 制 由 于 电 气 因 素 而 引 起 的低 频 振 荡 。 以二 滩 水 电站
为例 , 该 水 电站 3号 机 组 由 于水 力 因 素 导 致发 生低 频 振 荡 , 为 此 进 行 了分 析 研 究 , 根 据 研 究 结果 , 制 定 出 了适 宜的应对措施 ; 通 过 对 跨 越 涡 带 区 的 负荷 进 行 调 整 , 使 此 次 振 荡故 障 得 以平 息 。 针 对 二 滩水 电 站 3号 机 组 发

电力系统低频振荡的原因

电力系统低频振荡的原因

电力系统低频振荡的原因引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,它为我们提供了稳定的电能供应。

然而,有时候电力系统会出现低频振荡问题,给系统的稳定运行带来困扰。

本文将探讨电力系统低频振荡的原因,以及可能导致这些振荡的因素。

低频振荡概述低频振荡是指电力系统中频率较低的周期性波动。

一般情况下,电力系统的标准工作频率为50Hz或60Hz,而低频振荡往往发生在0.1Hz到1Hz范围内。

这种振荡可能导致电网不稳定、设备损坏甚至停电。

常见原因动力系统负载变化动力系统负载变化是引起低频振荡的常见原因之一。

当负载突然增加或减少时,会导致发电机和负载之间的失衡,从而引起低频振荡。

这种失衡可能是由于大型工业设备启动或停止、大规模用电设备切换等原因引起的。

发电机调节不当发电机是电力系统的核心组成部分,它负责将机械能转换为电能。

发电机调节不当可能导致低频振荡。

如果发电机的调节系统响应缓慢或不灵敏,就会导致频率波动,从而引起低频振荡。

线路参数变化电力系统中的线路参数变化也可能导致低频振荡。

线路的阻抗、电感和电容等参数会受到温度、湿度和环境条件等因素的影响而发生变化。

这些变化可能导致系统的谐振现象,从而引起低频振荡。

控制系统故障控制系统是保持电力系统稳定运行的关键组成部分。

控制系统故障可能导致低频振荡。

自动发电机控制器(AVR)故障可能导致发电机输出功率不稳定,从而引起低频振荡。

高压直流输电系统干扰高压直流输电系统在长距离输送大功率时具有优势,但它也可能对交流输电网产生干扰。

由于高压直流输电系统的存在,可能会引起电力系统中的低频振荡。

振荡的影响低频振荡对电力系统的影响是严重的。

它可能导致设备损坏,包括发电机、变压器和开关设备等。

低频振荡可能导致电网不稳定,从而引起停电和能源供应中断。

低频振荡还可能对用户造成经济损失,并对社会生活产生负面影响。

预防和控制为了预防和控制低频振荡问题,需要采取一系列措施。

应确保发电机和负载之间的平衡。

电力系统的低频振荡问题分析及处理措施

电力系统的低频振荡问题分析及处理措施

电力系统的低频振荡问题分析及处理措施发布时间:2022-06-01T07:50:30.742Z 来源:《新型城镇化》2022年10期作者:谢福梅[导读] 现代社会的发展决定了电力资源成为国家经济的重要命脉之一,电力系统是否能够安全稳定运行将直接关乎人民社会生活的健康与可持续发展,因此保证电网正常可靠运行具有重大意义。

然而,大规模跨区互联电网的形成必然将给电网运行方式和结构参数带来巨大变化。

其中,长距离、重负荷输电通道的出现无疑将对电力系统低频振荡问题带来严重影响,加之如今发电机更多地采用高放大倍数和快速励磁控制系统,低频振荡问题将会更加恶化以致严重威胁电网的安全稳定运行。

为此,重点研究电网大规模跨区互联阶段下出现的低频振荡现象迫切并且极具现实意义。

谢福梅国网四川阿坝州电力有限责任公司四川阿坝州 623200摘要:现代社会的发展决定了电力资源成为国家经济的重要命脉之一,电力系统是否能够安全稳定运行将直接关乎人民社会生活的健康与可持续发展,因此保证电网正常可靠运行具有重大意义。

然而,大规模跨区互联电网的形成必然将给电网运行方式和结构参数带来巨大变化。

其中,长距离、重负荷输电通道的出现无疑将对电力系统低频振荡问题带来严重影响,加之如今发电机更多地采用高放大倍数和快速励磁控制系统,低频振荡问题将会更加恶化以致严重威胁电网的安全稳定运行。

为此,重点研究电网大规模跨区互联阶段下出现的低频振荡现象迫切并且极具现实意义。

关键词:电力系统;低频振荡问题;处理措施目前低频振荡危害已经成为影响电力系统安全稳定运行的首要因素,对日益普遍的电力联网状况提出了更加严峻的挑战。

为了更好地推进西电东送、南北互供、全国联网的电力发展战略,强化对电力系统低频振荡的控制方法的分析,是促进国家电力事业稳定健康发展的关键途径。

1 电网振荡的分类1.1按照相关机组分类(1)地区振荡模式:地区振荡模式为少数机组之间或少数机组对整个电网之间的振荡模式。

二滩电站机组振荡现象及原因分析概要

二滩电站机组振荡现象及原因分析概要
2002年7月15日10:10,二滩电站系统电压为536kV ,总有功2703MW ,总无功423Mvar ,系统电压在534kV~539kV之间波动,总有功功率在2680MW~2736MW之间波动;当日11:44,系统
kV ,总有功2703MW ,总无功426Mvar ,系统电压在536kV~538kV之间波动,总有功功率在2674MW~2726MW之间波动。1. 2机组功率波动
同理,对机组进行减磁操作时,AVRREF值小于MN ELO P限制动作值后,将由P/Q环节起作用, AVRSP信号值等于MN ELOP动作值与AV RREF给定值的和。随着机组有功功率的变化, AV RSP信号值也将按相应规律变化。机组长时间在此工况下运行,也可能造成机组励磁异常波动。如果减磁操作太多,使AVRREF值太小,也将造成机组励磁长期在P/Q控制环的作用下运行,对机组稳定也是不利的。2. 3PSS补偿分析
3号机组功率波动和2号号机组励磁电压波,且都有一个附近波动。原~380MW时,水轮机存, 016Hz。由原动机产生的负荷波动与机组振荡模式相近时,PSS隔直环节是无法滤除的,因此, PSS将参与平息机组振荡,对励磁进行大幅调节[2]。由于机组无功分配不合理,机组在大功率下进相太深,励磁欠励限制功能动作,同V/Hz功能一样, P/Q限制动作也将削弱PSS的作用效果。因此,机组励磁和有功、无功发生波动。
-55°。特别是在112Hz~215Hz振荡模式下,机组有补偿滞后角度为40°~-55°,不满足-45°~10°以内的要求[1]。因此,当机组发生低频振荡时,平息振荡效果不仅不理想,且在P/Q或V/Hz限制动作时,还会对机组稳定产生负作用。2. 4机组励磁波动或系统振荡原因分析
四川电网低频振荡的原因是:二滩机组恰逢丰水季节满发,而四川500kV电网刚投运,系统联系比较薄弱,大负荷、远距离输电,阻尼较弱,调整负荷时容易引发机组低频振荡。由于要求维持系统电压在一定水平,二滩侧机组电压较高,达到了1819kV ,而二滩机组额定电压为18kV ,刚好等于励磁V/Hz限制整定值1105。根据211节、212节分析可知,操作人员在进行增电压操作时,使AV RREF值太大,机组励磁长期在V/Hz控制环的作用下运行,是造成机组低频振荡的重要原因。同时,V/Hz动作将限制PSS输出波形的上半周,故削弱了PSS的补偿作用,使得机组长时间低频振荡而

水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨

水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨

水电站水轮发电机机组振动问题分析处理方法的探讨水轮发电机机组是水电站中产生电能的重要设备,其正常运行对于水电站的稳定运行和发电效率具有重要影响。

在机组运行过程中,可能会出现振动问题,如果不及时处理和解决,将会对机组设备造成损坏,甚至影响整个水电站的运行。

本文将对水轮发电机机组振动问题进行分析,并探讨相应的处理方法。

一、水轮发电机机组振动问题分析1. 振动产生原因水轮发电机机组振动问题的产生主要有以下几个原因:(1)设备老化:随着机组长时间的运行,设备的部件可能会产生磨损和老化,导致机组振动增大。

(2)不平衡:如果机组叶轮或转子存在不平衡现象,将会导致机组振动。

(3)装配问题:机组在装配过程中,如果未能严格按照要求进行装配,可能会导致机组振动。

(4)液力振动:水轮叶片与水流相互作用时产生的振动,也是机组振动的一种原因。

2. 振动对机组的影响水轮发电机机组的正常运行需要保证机组的稳定性和可靠性,而振动问题将会对机组产生以下影响:(1)损坏设备:长期的振动将会导致机组的部件受损,从而减少设备的使用寿命。

(2)降低效率:机组振动将会影响机组的稳定运行,降低水电站的发电效率。

(3)安全隐患:严重的振动问题可能会导致设备的脱落或损坏,存在安全隐患。

1. 定期检查和维护为了保证水轮发电机机组的正常运行,需要对机组进行定期的检查和维护。

在检查过程中,需要特别关注机组的叶轮、转子、轴承等部件,对于存在磨损或老化的零部件及时更换和修理,以减少振动的产生。

2. 平衡校正对于存在不平衡现象的机组,需要进行平衡校正。

通过动平衡调整机组的叶轮或转子,使得转子在高速旋转时不再产生明显的振动,从而减少振动对机组的影响。

3. 规范安装在机组的装配过程中,需要严格按照安装要求进行操作,确保各个部件的安装位置和角度符合要求。

只有规范的安装,才能减少振动问题的产生。

4. 液力振动控制针对水轮叶片与水流相互作用产生的振动问题,可以采取一定的控制措施,如通过改变叶片的结构或调整水流的流速,减少液力振动对机组的影响。

低频振荡现象的机理和研究现状 ppt课件

低频振荡现象的机理和研究现状  ppt课件

第8页
早期关于低频振荡的记录和研究
1971年记录的功率振荡,±90MW,约0.14Hz
2020/2/29
第9页
1996年8月10日美国西部大停电事故
导致系统最终失稳的根本原因是区域间的增幅低频振 荡,属于小干扰稳定问题。
美国电科院发布的《WSCC的系统扰动稳定性研究》的 报告指出
HVDC和AGC调整对系统振荡的阻尼和频率有:一定的影响, 但根本原因在于事故发展过程中电网的结构 系统发生线路和机组掉闸后形成的网架结构本身就存在小 干扰不稳定问题,有0.28Hz的负阻尼振荡模式 通过时域仿真和更深入的特征值分析可以说明这一点。此 外,该事件中初始运行电压较低,但可以验证即使电压在 正常的水平下,不稳定的事件同样会发生
2020/2/29 第24页
2005年10月华中系统低频振荡
斗双线:最大功率变化:570~1300MW,振荡幅度:730MW
2020/2/29 第25页
2005年10月华中系统低频振荡
三峡左一500kV母线电压 最大电压变化:533~555kV,振荡幅度:22kV
2020/2/29 第26页
2005年10月华中系统低频振荡
2020/2/29 第18页
我国的低频振荡事例
2001年-2002年四川电网发生过三次二发电机出力、 母线电压和线路电流有低频摆动现象,随着紧急降低机组出力振荡得 到抑制。
通过对二滩机组励磁系统的研究和现场试验,发现这几次低频振荡是由于二滩机组励 磁系统存在设计缺陷造成的,V/Hz限制环节不仅限制了励磁给定信号,而且限制了PSS 输出信号,在二滩多台机组相继增加励磁调压时,多台机组PSS功能同时退出,导致系 统阻尼变弱
频率上
• 区域间的振荡模式引发的全局问题 • 局部振荡模式引发的局部问题 • 局部振荡模式引发的全局振荡----新问题

电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析

电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析

电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析电力系统低频振荡的原因及抑制方法分析随着电力系统低频振荡对系统稳定性危害的逐渐显现,对系统低频振荡的分析越来越受到关注,本文分析了系统低频振荡产生的原因,比拟了常见的抑制低频振荡的措施,比照了优缺点,对柔性交流输电系统技术在抑制低频振荡中的应用进行展望。

【关键词】低频振荡抑制措施电力系统电力系统联网开展初期,发电厂同步发电机联系较为紧密,阻尼绕组会产生足够大的阻尼,抑制振荡开展,低频振荡在那时少有产生。

随着电网规模互联的不断扩大,出现了大型电力系统之间的互联,电力系统联系因而变得越来越密切,世界许多地区电网都发现了0.2Hz至2.5Hz范围内的低频振荡,低频振荡问题逐渐受到业内关注。

电力系统低频振荡一旦发生,如果没有及时抑制,将会导致电网不稳定乃至解列,严重威胁电力系统的稳定平安运行,甚至诱发联锁事故,造成严重后果。

1 低频振荡产生的原因1.1 负阻尼导致低频振荡有文献记载了运用阻尼转矩的方法,针对单机无穷大系统分析低频振荡的原因,最主要的原因是系统中产生负阻尼因素,从而抵消系统自有的正阻尼性,导致系统的总阻尼很小甚至为负值。

如果系统阻尼很小,在受到扰动后,系统中功率振荡始终难以平息,就会造成等幅或减幅的低频振荡。

如果系统阻尼为负值,在受到扰动后,低频振荡会不断积累增加,影响系统稳定。

1.2 发电机电磁惯性导致低频振荡电力系统中励磁控制是通过调整励磁电压来改变励磁电流,从而到达调整发电机运行工况的目的。

控制励磁电流就是在调整气隙合成磁场,它使得发电机机端的电压调整为所需值,同时也调整了电磁转矩。

故改变励磁电流大小便可以调整电磁转矩和机端电压。

在励磁自动控制时,因发电机励磁绕组有电感,励磁电流比励磁电压滞后,故会产生一个滞后的控制,滞后的控制在一定因素下会引起系统低频振荡。

1.3 电力系统非线性奇异现象导致低频振荡依据小扰动分析法,系统的特征根中有一个零根或一对虚根时,系统处在稳定边界;系统的特征根都为负实部时,系统处于稳定的;系统特征根中有一对正实部的复数或一个正实数时,系统处于不稳定。

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二滩水电厂低频振荡现象及根源分析庞晓艳 李明节 梁汉泉 陈苑文 四川省电力公司调度中心 摘要:本文介绍了二滩水电厂多次出现的低频振荡现象和机组励磁系统,分析了低频振荡现象发生的背景和根源。

现场试验表明,机组励磁系统设计存在缺陷,其伏特/赫兹(V/Hz)限幅环节限制了PSS输出信号。

在二滩机组带满负荷运行,多台机组增加励磁调压时,多台机组PSS功能同时退出,致使PSS功能未能真正发挥作用。

这些教训对大容量机组励磁系统设计、调试及运行等具有指导意义。

关键词:低频振荡;电力系统稳定器(PSS);伏特/赫兹(V/Hz)限制一前言二滩水电厂位于四川省西南部攀枝花地区,装机容量6550MW,经1100多公里的500kV输电通道向川渝和华中电网送电。

根据川渝孤立电网、川渝-华中互联电网的小干扰稳定性分析,在二滩大功率远距离输电方式下,系统均存在1个与二滩、宝珠寺和铜街子机组强相关的负阻尼振荡模式。

为此在二滩、宝珠寺和铜街子机组励磁系统中,投入了电力系统稳定器(以下简称PSS)附加控制功能,并经过现场调试投入运行,而且时域数字仿真表明,系统PSS配置方案可以明显改善系统阻尼特性,防治低频振荡现象的发生。

 但是自2001年8月以来,二滩水电厂已多次发生低频振荡现象,而且电厂现场打印记录显示机组PSS功能一直处于投运状态。

为了弄清低频振荡发生的根源,我们对多次发生低频振荡的背景和二滩机组励磁系统进行了分析,并通过现场试验,最终查明了低频振荡的根源。

本文将介绍二滩水电厂多次出现的低频振荡现象、机组励磁系统及现场试验情况等,提出了在大容量机组及励磁系统设计、调试和实际运行中需注意的问题。

二低频振荡现象及特点1.2001年8月3日低频振荡20:47 因负荷中心电压低,四川省调通知二滩将电压调至电压曲线上限,二滩5台机组相继增加了励磁。

20:48 二滩汇报电压在532KV至539KV之间波动。

20:53 龚嘴电厂汇报7台机有功、无功均在波动,无功摆动大,有功摆动小。

20:54 洪沟站汇报500KV、220KV所有电流表计均在摆动;龙王站汇报电压在510-520KV之间波动;江油电厂汇报机组励磁电流波动大;映秀湾汇报110KV有功波动大,电压基本无波动。

20:55 令宝珠寺电厂立即加负荷,二滩电厂根据周波情况减负荷。

21:02 二滩负荷减至2100MW,系统恢复正常。

2.2002年7月1日低频振荡16:38 四川省调通知二滩将500kV电压调至电压曲线上限。

16:40:21 二滩#6机增磁按钮选中,增加励磁;16:40:46 二滩#1机增磁按钮选中,增加励磁;16:41:11 二滩#2机增磁按钮选中,增加励磁;16:51 二滩电厂汇报500kV线路总负荷在2650MW~2700MW范围波动,电压在536kV~539kV波动。

16:59 省调通知视万龙线潮流减负荷至2600MW。

17:01 二滩电厂出力减至2600MW,系统恢复正常。

3.2002年7月15日低频振荡10:03 四川省调通知二滩电厂电压调上限运行。

 10:18 二滩汇报500kV线路总有功波动50MW,总无功波动50Mvar,电压波动3KV.10:21 通知宝珠寺加负荷,二滩负荷由2700MW减至2500MW。

10:25 二滩负荷减至2500MW,波动平息. 从上述的低频振荡现象看,有四个明显的特点:第一,低频振荡现象发生的背景均是丰水期二滩机组满负荷运行,在二滩多台机组增加励磁后出现的。

第二,二滩电厂现场打印显示机组PSS功能一直处于投运状态。

第三,二滩电厂降低出力,受端电厂增加出力,低频振荡现象消失。

第四,现场打印记录显示二滩机组增加励磁,机端电压保持恒定。

 三低频振荡的原因分析及防止措施我们首先对低频振荡发生时的系统运行工况进行了时域数字仿真。

仿真结果表明二滩机组PSS功能投运对抑制功率振荡有明显效果。

根据多次低频振荡现象发生的背景,我们又对二滩机组的励磁系统进行了研究分析,发现励磁系统的PSS输出信号在V/Hz限制之前,V/Hz环节的增益整定为1.05,V/Hz限制环节是否过滤了PSS输出信号?为此,四川省电力公司组织人员对二滩#2机组励磁系统进行了现场试验,试验结果表明,机组励磁系统设计存在缺陷,V/Hz限制环节不仅限制了励磁给定信号,而且限制了PSS输出信号。

在二滩多台机组相继增加励磁进行调压时,多台机组PSS功能同时退出,系统阻尼由强阻尼转变为弱阻尼,这就是二滩电厂多次发生低频振荡现象的根源。

下面介绍二滩机组励磁系统、现场试验情况以及防止措施。

1.二滩机组励磁系统 二滩水电厂机组励磁系统采用加拿大GE 公司的SILCO5自并励励磁系统,其自动电压调节器(AVR )逻辑框图如图1所示。

图1 二滩机组励磁系统逻辑框图Figure 1 logic diagram of ertan units excitation system从图1可以看出,二滩机组PSS 输出信号PSSOP 与励磁给定信号AVRREF 、低励限制信号MINELOP 叠加后,经伏特/赫兹(V/Hz )限制和机端电压限制环节后,形成AVR 设定值AVRSP 。

励磁系统V/Hz 限制环节的幅值VHZOP 等于发电机频率FREQFB 乘以V/Hz 增益VHZGN 。

V/Hz 限制环节实际上是用来保护发电机和升压变压器,以防止发电机在低频率运行时,励磁给定信号AVRREF 过大,造成机端电压过高,产生过度持续磁通而损坏发电机和升压变压器。

V/Hz 增益VHZGN 的整定值取决于发电机和升压变压器允许的持续过磁通能力,也就是发电机和升压变压器的V/Hz 值。

发电机和升压变压器的典型V/Hz 值和允许运行时间如下表1[1]。

表1V/Hz (pu )1.25 1.2 1.15 1.1 1.05 发电机 0.2 1.0 6.0 20.0 长期运行 允许运行时间(min) 升压变压器 1.0 5.0 20.0 长期运行由表1可以看出,机组V/Hz 值,也就是发电机机端运行电压相对于机端额定电压的标么值和频率标么值之比小于1.05pu 时,发电机可以长期运行。

升压变压器V/Hz 值,也就是机组升压变压器低压侧运行电压相对于低压侧额定电压的标么值和频率标么值之比小于1.1时,升压变压器可以长期运行。

当发电机以某一机端电压运行时,发电机机端电压等于升压变低压侧电压。

如果机端额定电压与升压变低压侧额定电压相同,则机组V/Hz 值等于升压变压器V/Hz 值,励磁系统V/Hz 增益整定值取决于发电机,应整定为1.05;如果升压变低压侧额定电压比机端额定电压低5%,机组V/Hz值等于升压变压器V/Hz值的0.95倍,励磁系统V/Hz增益整定值则取决于变压器,应整定为1.1。

通常在设计参数选择时,机组升压变的低压额定电压比发电机额定电压应低5%。

但是二滩机组机端额定电压与升压变低压侧额定电压相同,均为18kV,二滩机组励磁系统V/Hz增益VHZGN整定为1.05。

当电网运行正常,机组频率测量值为50Hz,V/Hz 限制的幅值为1.05pu ,也就是V/Hz限制首先将AVR设定值AVRSP限制在1.05pu内。

2.二滩机组励磁系统试验情况 (1) 单机增加励磁调压试验#2机组并网带400MW负荷,通过调整#2机组增磁按钮AVR-R来调整发电机机端电压。

当机端电压增至18.72kV时,继续增加励磁给定,发电机机端电压保持不变。

从工作站观测到的信息为:励磁给定信号AVRREF=1112,V/Hz限制信号VHZOP=1075,AVR设定值AVRSP信号也限制为AVRSP=1075。

可见,V/Hz限制器限制了励磁给定电压,限制了机组的正常调压。

这时PSS的输出有-7到6的波动,但V/Hz环节后的信号没有波动,说明了V/Hz限制器也限制了PSS的作用。

(2) 阶跃响应试验在#2机组机端电压为18.2kV时,励磁给定信号AVRREF=1047,加2%AVR TS阶跃信号,从录波图上看出,阶跃扰动的上、下阶跃引起的有功波动在1个周波后衰减。

在#2机组机端电压为18.4kV时,加2%AVR TS阶跃信号,从录波图上看出,阶跃扰动的上阶跃引起的有功波动约8个周波后衰减,而下阶跃引起的有功波动在1个周波后衰减。

从试验结果看,在不同的机端电压水平下,加入相同的阶跃扰动信号,机组有功波动的衰减周期是不同的。

其原因为在机端电压较高时,励磁给定信号AVRREF较大,励磁给定信号AVRREF叠加2%AVR TS上阶跃信号,再叠加PSS输出信号PSSOP后超过了V/Hz的限制值,PSS输出信号受到限制。

而叠加2%AVR TS下阶跃信号后没超过V/Hz 限制的限制值,PSS输出信号发挥了抑制有功振荡的作用。

可见,当机组励磁给定信号AVRREF叠加PSS输出信号PSSOP之和大于V/Hz的限制值VHZOP时,AVR设定值AVRSP信号被限制为AVRSP=VHZOP。

V/Hz限制不仅限制了励磁给定信号AVRREF,而且限制了PSS输出信号PSSOP。

3.防止二滩水电厂低频振荡的措施 在二滩大功率远距离输电方式下,二滩机组PSS功能可靠投运是防止低频振荡现象发生的重要措施。

目前二滩机组励磁系统存在缺陷,需要进行改造。

在二滩励磁系统改造之前,发生低频振荡的隐患依然存在,运行中采取措施为:丰水期在二滩机组带满负荷之前,提高系统运行电压,尽可能避免在二滩满负荷运行时多台机组同时增加励磁,避免多台机组PSS功能同时退出运行的情况发生。

四低频振荡的启示随着全国联网工程的不断推进,互联电网规模日益扩大,电网长过程动态稳定问题更加突出,大容量机组励磁调节性能的好坏对电网安全稳定运行影响很大,二滩电厂多次出现的低频振荡现象给了我们许多启示。

1.在大容量机组接入系统的可行性研究阶段,应加强励磁系统对互联电网动态稳定水平影响的研究分析,并从系统安全稳定的角度对机组励磁调节性能提出具体的要求,励磁系统的各种限幅环节不能影响正常的调节性能。

2.电网调度运行部门在重视发电机组励磁系统A VR和PSS性能参数的基础上,应高度重视励磁系统的各种限幅环节的参数,这些保障设备安全的限幅定值可能会严重影响励磁系统调节性能。

3.在进行机组PSS参数调试项目中,在常规调试项目的基础上,应增加各限幅环节对PSS功能影响的试验。

4.在发电机和升压变的设计参数选择时,机组升压变的低压额定电压应比发电机额定电压应低5%。

参考文献 1.四川电力试验研究院,《二滩电站#2机组V/Hz限制对PSS影响的试验报告》,2002年8月2.二滩水电开发有限责任公司,《二滩水电站励磁系统安装、维护、运行手册》,1998年1月3.[加] PRABHA KUNDUR,《电力系统稳定与控制》,中国电力出版社THE PHENOMENON AND REASON OF ROTOR OSCILLATION IN ERTAN HYDRO PLANT Li mingjie Pang xiaoyan Liang hanquan Chen yuanwen Sichuan Electric Power Company Dispatching Center ABSTRACT:The paper introduces the phenomenon and excitation system of hydro plant, and analyses its background and reason. The test indicate that there is defect in excitation system, its V/Hz limiter restrict the output of PSS. When Ertan units is in full load and multi-units increase excitation to regulate voltage, the PSS of muli-units exit, the PSS dont work. These lesson have guidance to the design and debug and operation of excitation system. KEY WORDS:Rotor Oscillation;Power System Stabilizer;V/Hz Limiter 。

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