【热力发电】什么是发电机进相运行?

第一部分

所谓进相运行，就是指发电机发出有功功率而吸收无功的稳定运行状态，它的本质是一种低励磁的稳定同步运行。在这种状态运行中，定子电流相位超前于电压相位。在进相运行时允许发出多少有功功率，吸收多少无功功率由发电机的类型、结构、冷却方式及容量而定。发电机从迟相运行转为进相运行，也就是从发出无功功率转为吸收无功功率。励磁电流越小，从系统吸收无功功率越大，功角越大。

发电机进相运行时，会使发电机端部发热，端部发热是由于端部漏磁所引起的，进相运行时，定子端部铁芯、端部压板以及转子护环等部分，通过相当大的端部漏磁。由于转子端部漏磁对定子有相对运动，所以在定子端部铁芯齿部、压板、压指等部件中感应涡流，引起涡流损耗和磁滞损耗。另外，进相运行还会造成定子电流的增加和厂用电压的降低。

进相运行的注意事项：

1、 检查发动机冷却系统参数正常，保护正常投入，进相运行满足发动机容量曲线。

2、 进相运行时，对发电机各部位加强监视，重点检查发动机机端电压、厂用电电压不低于正常范围，冷却器温度正常，励磁系统自动调节，定子绕组温度、端部铁芯温度指示正常。

3、 如进相运行时由于励磁系统故障所引起，应尽快提高励磁电流脱离进相运行，如不能恢复时应尽早解列机组。

第二部分

发电机正常运行时,向系统提供有功的同时还提供无功,定子电流滞后于端电压一个角度,此种状态即迟相运行。当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功,定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度,此种状态即为发电机的进相运行工况。发电机进相运行时各电气参数是对称的，并且发电机仍保持同步转速，因而是属于发电机正常运行方式中功率因数变动时的一种运行工况。

一、发电机进相运行现象

1、励磁电流大幅度减少；

2、发电机定子电压降低；

3、发电机无功负荷变为负值。

二、发电机进相运行危害

1、增加发电机有功负荷，将使发电机向不稳定方向发展，易造成发电机失稳运行甚至系统振荡事故。

2、继续减少发电机励磁电流，使发电机进相深度增加，可能导致发电机失磁保护动作或发电机失稳运行。

3、发电机进相运行，定子电流增加，定子发热增加；发电机进相运行时，定子端部漏磁通变化比增大，使得端部发热最严重，发电机定子线圈温度将持续上升。

4、发电机进相运行，发电机出口电压降低，使得6KV母线电压降低。设有低电压保护的高压电动机将跳闸；运行中的各电气设备，因母线电压降低，电流增大，导致设备发热，长时间运行会损坏设备绝缘。

三、发电机进相运行注意事项

1、发电机的进相运行必须严格按照调度命令进行，应按规定调节发电机进相深度。

2、发电机进相运行时，发电机励磁调节器应运行在自动方式，发电机励磁调节器低励限制器及发电机失磁保护投运正常，励磁系统无任何缺陷及异常。

3、在增减发电机励磁时，速度要缓慢，切忌快速大幅度调节，进相运行的限制值控制在规定范围之内，且始终保持小于低励限制动作值。在降低发电机励磁时，若低励限制器动作，应立即停止降低发电机励磁，适当增加发电机励磁直至告警消失。

4、发电机进相运行时，监盘人员应严密监视，使其各参数在允许范围内运行。要认真监视发电机进、出口风温，严密监视发电机定子铁芯的温度，防止发电机过热的发生。要保证发电机定子铁芯、齿部、压指、大小压圈温度小于110℃。发电机定子电压大于19.8kV，应保持发电机定子电流不大于1.05倍额定电流。

5、发电机进相运行时，发电机的失磁保护和失步保护必须投入运行，要注意监视发电机的静稳定情况和机组振动情况，注意发电机各表计指示正常无摆动，防止发电机失步发生，若发生发电机失磁则按照电气运行规程中发电机失磁事故处理。

6、发电机进相运行时，应注意机组厂用电压（6kV厂用母线电压大于5.67kV；380V母线电压大于361V；500kV母线电压不小于525kV；发电机功角不大于70°）。若汽机、锅炉、脱硫专业启动6KV设备，启动前必须通知电气人员先调整6KV母线电压（5.9KV以上）。必须注意厂用母线电压偏低引起的厂用电动机过电流问题，应严密监视厂用电动机各部温度不超过允许值。

7、当系统发生故障，应迅速增加发电机励磁，使其转入迟相运行。当系统发生振荡时，进相运行机组不得干预自动增加无功；当系统及发电机发生振荡或失去同步时，应立即增加进相运行机组的励磁电流；若因网上出现跳机等原因引起网上无功大幅度波动，不应干涉发电机励磁调节器动作；发电机进相运行时，如发现其它运行机组有功、无功有明显的摆动现象时应即刻增加该发电机励磁电流，恢复发电机迟相运行。

发电机组进相运行表

第三部分

什么是发电机进相运行？

发电机进相运行是指发电机向系统发出有功功率，并从系统吸收无功功率的低励正常运行状态。减小发电机励磁电流，发电机即从迟相运行转为进相运行。

进相运行的主要限制因素有哪些？

　静稳定性限制　

静稳定是指电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。下图中，曲线①、②、③、④为保持励磁电流不变得到的4条功角特性曲线。

迟相运行励磁电流为If1，发电机功角为δ1；随着励磁电流下降至If2，运行方式由迟相向进相过渡，功角由δ1增加至δ2。曲线③，在δ=90°时P0=Pmax达到静态稳定极限。由此可见，在有功不变，随励磁电流的减小，其静稳定性下降。

　进相对发电机端部发热的影响　 发电机定子端部温度升高，是指定子边段齿部、齿压板、压圈等端部部件温度升高。由于转子端部漏磁对定子有相对运行，所以在定子端部构件中感应涡流，引起磁滞损耗发热。 当发电机从迟相到进相时, 励磁电流从大变小, 定子护环铁芯由饱和变为不饱和，引起漏磁通由小变大, 致使端部结构件发热温度上升。

　厂用母线电压降低的影响　 大型汽轮发电机组的一次接线方式一般为单元式。根据《火力发电厂厂用电设计技术规定》，厂用电电压变化范围应为其额定值的±5%。当发电机进相运行时，随着发电机励磁电流的降低，发电机吸收无功功率的增加，将使发电机出口电压下降并导致厂用母线电压下降。发电机机端电压下降的幅度大小和是否使用励磁调节器及使用何种型号的励磁调节器有关。

第四部分

当系统供给的感性无功功率多于需要时，将引起系统电压升高，要求发电机少发无功甚至吸收无功，此时发电机可以由迟相运行转变为进相运行。

制约发电机进相运行的主要因素有：

1、系统稳定的限制；

2、发电机定子端部结构件温度的限制；

3、定子电流的限制；

4、厂用电电压的限制。