調(diào)相運行水輪發(fā)電機組分開

對較長時間或?qū)ｉT用作調(diào)相運行的水輪發(fā)電機組，為了減少有功的消耗和水輪機的磨損， 應(yīng)將水輪機與發(fā)電機的聯(lián)接分開，用發(fā)電機作為調(diào)相機運行。對這種發(fā)電機與水輪機分離的狀況，必須采用其他方法或另用專門的電動機來帶動發(fā)電機，所以啟動、并網(wǎng)等操作，就與不分離狀況有較大的區(qū)別。

采用分離后的發(fā)電機作調(diào)相運行，通常用得較多的啟動方法是所謂“異步啟動”。即將三相電源直接加到需要啟動的調(diào)相機三相定子繞組上，在工頻電壓的作用之下，借助于異步轉(zhuǎn)矩的作用來啟動調(diào)相機并加速。調(diào)相機異步啟動的瞬間，相當(dāng)于向電網(wǎng)投入了一臺感應(yīng)電動機，將對電網(wǎng)產(chǎn)生較大的沖擊，使電網(wǎng)電壓大幅度下降。為了減小調(diào)相機啟動時對電網(wǎng)的沖擊，使電網(wǎng)電壓能維持在一定數(shù)值之上，必須設(shè)法限制調(diào)相機的啟動電流值。為此，可采取異步電動機投運時所用的降壓啟動方法來啟動調(diào)相機。

調(diào)相機的降壓啟動，一般是在調(diào)相機與電網(wǎng)之間串入一組容量一定的電阻或電抗，來達到降低啟動電壓的目的。當(dāng)然也可采用自耦變壓器將電源電壓降低之后，供調(diào)相機啟動。

對設(shè)置有預(yù)防機組飛車之用的水電阻的農(nóng)村水電站，可經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和接線后，利用水電阻作為調(diào)相機啟動的降壓電阻。

根據(jù)運行經(jīng)驗和有關(guān)資料的介紹，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)和調(diào)相機的實際情況，將調(diào)相機的啟動電壓控制在該發(fā)電機額定電壓的50%～75%為佳。

調(diào)相機在投入啟動直至達到同步轉(zhuǎn)速的過程是先將勵磁繞組經(jīng)過一個約10倍于勵磁繞組電阻短接，啟動時在其勵磁繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，且感應(yīng)電壓值與其“轉(zhuǎn)差”成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速達到同步轉(zhuǎn)速時(即轉(zhuǎn)差為零)，其感應(yīng)電壓也為零。所以調(diào)相機作異步啟動后，當(dāng)控制盤上勵磁電壓表指示為零(或接近零)時，即說明調(diào)相機的轉(zhuǎn)速已接近同步轉(zhuǎn)速。此時可將短路電阻斷開，并向轉(zhuǎn)子繞組輸入直流勵磁電流，使調(diào)相機在其同步轉(zhuǎn)矩的作用下被拉入同步。隨之根據(jù)電網(wǎng)的需要，繼續(xù)調(diào)整勵磁電流的大小，調(diào)相機便向電網(wǎng)送出所需的無功 。

將未分開的水輪發(fā)電機組作調(diào)相運行，其運行操作、維護管理十分方便易行。首先開啟水輪機導(dǎo)水葉，使機組轉(zhuǎn)速逐漸達到額定值。再按照發(fā)電機運行時的并車步驟及操作方法，將機組并入電網(wǎng)運行。然后隨之將水輪機導(dǎo)水葉逐漸關(guān)小直至全關(guān)，停止向水輪機供水。根據(jù)電網(wǎng)的無功余、缺狀況，調(diào)整發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁電流的大小，使機組處于“過激”或“欠激”狀態(tài)下運行，機組便根據(jù)電網(wǎng)的需要輸出感性或容性無功，彌補電網(wǎng)無功的不足。

以小水電供電為主的縣，不論是與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，還是以縣為單位形成獨立小電網(wǎng)， 其無功不足的狀況是同樣存在的。但是，不少縣級電網(wǎng)忽視了利用水電站的水輪發(fā)電機組調(diào)相運行，向電網(wǎng)輸送無功來彌補電網(wǎng)無功的不足。水電站調(diào)相運行有不分開和分開兩種方式 。

以小水電供電為主的縣級電網(wǎng)，在枯水期可以利用水電站多余的機組轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)相運行，向電網(wǎng)發(fā)送無功。但是在其他季節(jié)，電站為了多發(fā)有功以減少棄水，則無空閑機組進行調(diào)相運行，使電網(wǎng)無功缺額迅速增大，這種現(xiàn)象必須予以克服。

（1）設(shè)置專用調(diào)相機組。農(nóng)村水電站在規(guī)劃設(shè)計時，是不考慮設(shè)置任何備用容量的。為了滿足縣電網(wǎng)對無功的需要(特別是豐水期)，建議農(nóng)村水電站根據(jù)各自的具體情況，設(shè)置一定容量的專用調(diào)相機組，并兼作水電站的備用容量。

對于無調(diào)節(jié)徑流式水電站，因水電站無調(diào)節(jié)能力，水電站發(fā)電(有功)運行完全取決于天然來水情況，為了使該類農(nóng)村水電站在非枯水期也能向電網(wǎng)輸送足夠的無功，以彌補電網(wǎng)無功的不足，就應(yīng)根據(jù)電站及電網(wǎng)的實際情況，硬性規(guī)定其設(shè)置一定容量的專用調(diào)相機組。

（2）專用調(diào)相機組的容量。對靠近負(fù)荷中心和處在縣電網(wǎng)末端的農(nóng)村水電站，可考慮設(shè)置容量為電站總裝機容量50%左右的專用調(diào)相機組，以便就近向電力用戶供應(yīng)無功，這對縣電網(wǎng)降損節(jié)能和提高縣電網(wǎng)末端運行電壓、改善供電質(zhì)量是極為有利的。

發(fā)電機組在設(shè)計時已考慮了不利于正常運行的因素，允許發(fā)電機做短時間的進相運行，但不同結(jié)構(gòu)的發(fā)電機組在做進相運行時都可能表現(xiàn)出較大的差異。一般發(fā)電機在進相運行后，都會出現(xiàn)端部的漏磁比正常情況時有所增加。端部穩(wěn)定升高，而產(chǎn)生振動，而且進相深度越大，端部溫度就越高。進相運行對發(fā)電機組的不良影響比較復(fù)雜，需要長時間運行才能發(fā)現(xiàn)問題。但在檢修時，應(yīng)仔細檢查子繞組的上下端部，鐵心齒頂，線棒出槽口處和壓指部分有無異常 。2100433B