5#机组无功功率大幅上升的分析与对策

余强兴

（茂名热电厂，广东 茂名 525000）

1 概述

#5发电机的励磁器采用南端电气控制公司的SAVE2000型产品。起着调节无功功率大小输出，维持发电机端电压恒定作用；AVC装置采用安徽新力电网技术发展有限公司的YC-2008型产品。AVC装置通过DCS系统向发电机的励磁调节器发送增减磁信号以调节无功功率出力，使电厂变高侧母线电压达到控制目标值。

2 存在问题

2011年5月5日16时19分40秒至16时20分10秒，#5机组无功功率从21.5Mvar大幅上升至91.33Mvar，然后从16时20分20秒至16时20分30秒，#5机组无功功率从97.34Mvar大幅上升至126.53Mvar。引起励磁调节器V/F限制作用，调节器综合限制报警,如图1所示：

图1 DCS录波图

3 事件分析

通过在运行的励磁调节器、调节器屏内及屏外的增减磁设备回路和AVC装置对#5机组在正常运行到无功功率大幅上升，调节器综合限制报警进行分析检查。

3.1 励磁调节器

用“记事本”打开#5机励磁录波里的A1dat励磁调节器录波数据，是每20 ms记录一个点，只记录V/F限制发生的前后共20秒时间。从0秒到1.50秒这段时间，电压给定104.23%不变，机端电压也不变，有功、无功也稳定，1.52秒电压给定变为104.26%并保持到1.58秒，从1.50到1.58秒正好是4个周波（一个周波20ms）电压给定变化比较小，所以机端电压无功变化也不明显，从1.60秒到6.14秒，从7.26秒到9.48秒，这两段时间电压给定也是每4个周波增加0.02～0.03%，随着给定不断增加，无功和机端电压明显增大，9.50秒开始V/F限制开始调节，电压给定开始变小。

在上述变化过程中，先是电压给定增加，随后机端电压无功也相应变化，在调节器的控制方式是电压闭环，根据电压给定与机端电压的差值来调整励磁输出，电压给定由增减磁命令来改变，调节器根据设定的参数步长进行调节，调节器中的“负载电压次数”和“负载电压步长”，确定了增减命令、调节的大小，目前#5机组的负载电压次数设定的是4次，步长是1〔百分值是0.02～0.03%〕，所以调节器收到4个增磁命令后，电压给定才能增加1步长也就是大约增加0.03%，当连续收到增磁命令时，只能每隔0.08秒（4次）电压给定大约增加0.03%，所以在录波数据中从1.52秒到9.48秒也就是每0.08秒电压给定大约增加0.03%，电压给定的变化与设定参数是吻合的，所以调节器的调节是正常的，应该是收到增磁命令后电压给定增加的，在6.16秒到7.24秒这段时间，电压给定不变，应该是没有增磁命令。

在9.08秒时机端电压达到106.01%，9.98秒时V/F限制已经开始调节，10.00秒报V/F限制，从电压达到106.01至V/F限制的动作时间大约是1秒，与参数中的动作时间也基本吻合，从10.00秒到19.98秒“V/F限制”一直动作并将电压给定限在106.01%以下。

总的来说，这次无功功率增加过程中，调节器调节正常，造成无功增加原因主要还是增磁命令。

3.2 励磁调节器屏上及屏外回路设备

3.2.1 对同期回路的增减磁连接电缆进行绝缘、抗干扰措施检查，电缆的绝缘良好及采用铠装屏蔽阻燃电缆符合要求。

3.2.2 因为DCS逻辑出口后需要经过DCS柜的两个继电器才能出口到励磁调节器，如果这两个继电器有问题也会影响无功变化的，所以请运行人员在操作员站对#5机励磁进行增减磁操作，经过了几次操作，没有发现继电器粘死的问题，还有就是励磁调节器屏上的增减磁按钮，要求运行人员在励磁调节器屏上进行增减操作几次也是正常的。

3.3 AVC装置

从DCS的图上看，在无功功率大幅上升的时间段内，DCS的增减出口没有发出增磁命令，因为AVC装置的增减磁命令是通过DCS的增减磁出口转发给励磁调节器的，从图上可以排除AVC的原因而导致无功功率的变化。但却在无功上升之前有增减磁脉冲交替出现，又经励磁调节器的录波数据分析认为是外部回路有增磁信号进入励磁调节器使得电压给定逐步上升而使无功功率逐步上升，在经过上述进入励磁调节器屏上及屏外回路设备检查后，厂家重新对AVC装置软件控制逻辑包括AVC致DCS增减磁回路是否有寄生回路检查无误，而AVC装置的参数设置参与#5机励磁调节器输出有相关原因。

4 对策

4.1 从事件发生的无功功率大幅上升值过大，是励磁调节器调节相关，将调节器参数窗增减限制的“负载电压最大”从原来5%Ue改为2.5%Ue，以减少一次连续调整量。

4.2 从事件发生的连续两次无功功率大幅上升的时间与增减磁脉冲控制有关，将AVC装置的控制增减磁输出脉冲周期参数即两个无功功率增减磁指令间隔时间由原来15秒改为25秒。

结语

#5机励磁调节器正常运行多年，AVC装置参与调节器的控制是新投资设备，从技术改造后相关设备的正确调整参数是正常运行条件，根据无功功率正常输出到大幅上升的相关设备采取相应措施，至今正常运行一年多时间得到检验是正确的，从而确保机组安全可靠运行。

[1]安徽省电力科学研究院.茂名热电厂自动电压控制系统AVC投入试验报告[R].2009.

[2]南瑞电气控制公司.SAVR-2000发电机励磁调节器技术说明[S].2005.