电厂发电机组AVC装置问题分析

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摘要:达拉特发电厂AVC系统在自动调节运行过程中,经常由于AVC装置的各种的原因造成机组AVC装置投入合格率低,同时机组在参与系统调压过程中无功功率出力不足,使系统电压无法达到规定的运行值。经过认真的分析认为:AVC装置硬件缺陷、AVC装置的定值设置及发电机组能力限制是造成AVC装置合格率较低的原因。


随着现代电网规模的扩大、大功率机组的投运以及用户对电压质量要求的提高,自动电压控制系统(AVC系统)在电网中的应用越来越普遍。自动电压控制系统是利用先进的计算机和通讯技术,通过实时监测电网无功电压,对电网中发电机组的无功功率进行不间断的控制,确保电网的安全性和经济性运行。调节系统电压的方法有很多种例如可以通过改变变压器分接头位置、投退无功电容器组和投入无源可控硅无功补偿装置来实现,但通过调节发电机组无功功率大小的方法来实现系统电压的调节是最简单、最实用的方法。


在日常运行中,电网负荷运行低谷时段用电负荷较少,系统电压较高,需要机组吸收无功功率来降低电网运行电压:在电网负荷高峰时段,运行负荷较高造成系统电压偏低,此时需要发电机提高无功功率的输出以提高系统电压。AVC装置在自动运行时虽然对系统电压能够实现自动调节,但是由于各种原因造成发电机组无功功率出力不足。下面进行及具体原因分析同时提出改进方法。

电厂发电机组AVC装置问题分析

1   AVC装置介绍


  AVC系统是由主站系统和子站系统组成,主站系统安装在省级电力调度中心,子站系统安装在各级发电企业。工作原理是子站系统远程接收省级电力调度主站端AVC遥调指令,经过AVC中控单元计算,并综合考虑系统、设备故障、AVR各种限制、闭锁条件后,给出当前运行方式下、发电机能力范围内的调节方案,然后向励磁调节器发出控制信号,通过增减励磁调节器给定值来改变发电机励磁电流,进而调节发电机无功出力,使其维持在省级调度中心下达的电压指令附近,实现电压无功自动调控。AVC调整目标为电厂220KV和500KV母线电压,通过控制各台机组的励磁系统来实现,通过调度的下发指令和本厂自动化系统的逻辑及计算,并通过DCS系统的闭锁及控制逻辑下发到各台机组,达到控制目的。子站AVC系统分为中控单元和执行终端。中控单元接收主站指令和RTU实时数据,并通过RTU向调度AVC主站上传信号(自检和远方控制),让主站了解电厂可控机组是否有电压调节能力。AVC主站通过调度SCADA下发指令,电厂RTU接收并输出4~20mA电流至AVC中控单元。中控单元根据接收到的指令、实时数据和各执行终端上传的信号判断各机组的调节能力,向机组发出调节无功指令。执行终端输出增磁(或减磁)脉冲经DCS至励磁调节器。同时执行终端将该机组AVC的运行状态(闭环、增闭锁、减闭锁)经RTU送至主站监控。


2   AVC装置问题原因分析及处理方法


    AVC装置产生问题的原因和种类有很多种,但普遍产生故障的原因可以归纳为AVC装置硬件原因、AVC装置定值设置不合理、发电机制造工艺的原因,下面进行详细分析。


2.1AVC装置硬件原因


     AVC装置执行终端由一块可与主站通讯的PLC、直流电源和若干块出口继电器组成,通过该执行终端实现对发电机组无功功率的控制。在实际运行中出现过由于PLC输出接点不通和出口继电器输出接电接触不良造成的AVC装置无法调节机组的无功功率。出现此种故障时由于AVC子站无法检测到执行终端输出继电器的完好性,造成AVC执行终端无法执行AVC子站发出的调节命令。达厂#3机组就出现过由于PLC减磁输出接点不通而当机组达到减磁闭锁条件时AVC子站无法收到机组已闭锁的信号,AVC子站持续向该机组发减磁命令而机组无功无法调节。造成#3机组AVC调节的合格率低。此种故障不易被发现,因此需要维护人员经常关注AVC装置的投入率和合格率,发现有异常及时查找原因、及时处理。


2.2    AVC装置定值设置不合理


由于对AVC装置的定值是各个电厂根据各自身机组的性能来确定,造成AVC装置定值设置随意性大,定值普遍比较保守,对发电机运行曲线的理解错误,没有充分发挥出发电机迟相运行和进相运行时机组发出和吸收无功功率的能力。造成AVC系统调节效果不太理想,系统电压过高或过低的严重后果。


2.2.1发电机出口电压范围给定过小


AVC装置在正常运行时,机组经常由于机端电压低而减磁闭锁,而退出减磁调节。当系统中运行的机组较多的由于减磁闭锁而退出减磁调节时AVC装置就无法实现自动调节而需要人工干预。在发电机机端电压定值设定上可以按发电机额定电压的5%来设定,以发电机出口电压为20KV为例,其上限定值应为21KV,下限定值应为19KV。但现实情况是大部分机组的机端电压下限定值设置较高,当AVC装置进行无功调节时,机组的进相能力还有很大的能力时由于机端电压定值下限首先达到闭锁定值,从而闭锁机组调节无功,将造成电网吸收无功功率的能力的下降,电网电压升高。


2.2.2机组无功功率范围较小


机组在新投产或励磁系统改造后需要进行进相试验,通过进相试验来确定机组在各个负荷条件下所吸收无功功率的能力。在对AVC装置定值置时,整定人员经常会将机组无功功率下限定值设置的较高。当系统在低负荷运行母线电压较高时,当AVC主站下达降低母线电压的指令时 ,虽然机组本省还具备无功功率能力,但由于减磁闭锁导致机组不再参与调节,此时导致系统无功功率过剩,母线电压无法调低。


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