特高压直流输电工程大型调相机组调试质量管控研究

时间：2024-04-25

翟来

摘要：为保证特高压直流输电工程配套大型调相机组的高效投产、安全运行，发挥其在交直流混联电网中的无功支撑作用，针对大型调相机组设备选型、制造、监造等方面的质量管控实施路线进行了探讨。

关键词：高压直流;大容量调相机;调试;质量管控

目前，在特高压直流输电工程（high vo-agerete，DC）中，换流器多平用半控型电力电子器件，正浴运行时需吸收大无功、在换流过程中亦产生大量低次谐波，影响☆、直流系统的安全稳定运行阳此义研究一种灵活可控、响应快速的动杰无调行方案就有着重要的意义。

调相机作为旋转无功发生装置，对提高受端交流电网短路比，增强电网强度和灵活件有独持的代势。配合大容量调相机，在直流系统闭锁的情况下，调相机可进人进相运行状态，吸收因直流用负荷出现的大量无功，从而抑制系统电压升高，改善电压水平。因此，为保证特高压直流工程配套大型調相机组的高效投产、安全运行，发挥其在交直流混联电网中的无功支撑作用、本文针对特高压直流输电工程大型调相机组调试质量管控进行了探讨研究。

一、调试工作总体目标

加强方案审查和试验验证，确保调相机组性能合格、质量可靠、运维简便。调试单位开展各项现场试验及过程控制措施，保证机组技术参数全部达到工程预期要求，设备质量责任得到完全履行。

二、组织架构及职责

各站应分别组建启动验收委员会和试运指挥部及下属分支机构，以便具体组织和指挥各站的调试工作，使调试工作按步骤、有条理、高质量地开展。

三、调相机质量管控主要内容

调相机质量管控的主要内容表现三个阶段：设备招标阶段：对调相机本体及辅助设备与常规发电设备具体性能要求、结构特点等开展具体差异化分析，提出研究分析报告。设备监造阶段：对各类设备的产品监造质量、生产及出厂试验等过程中，提出管控建议，编制各类

设备监造大纲，提出管控建议。设备现场交接试验阶段：对各类设备的现场交接试验提出具体管控建议，编制各类设备现场交接试验大纲。

四、调相机质量管控技术实施路线

针对调相机结构及冷却方式、特殊性能指标要求、分散控制系统（DS人水冷系统需求、励磁系统需求、保护配置、起动装置等本体和辅助设备系统与大型汽轮发电机组的区别进行分析，编制差异化分析报告。

1、调相机本体

由于大型调相机的特殊性能及结构要求，会对设备选型、招标、驻厂监造、现场交接试验以及启动调试的技术和内容产生一定影响。因此，需通过对比汽轮发电机及其辅机系统的相关标准技术要求及市场现有同容量等级汽轮发电机组的电磁及机械性能、结构、极限及非

正常工况下的运行能力等方面进行差异化分析，从而提出大型调相机差异化分析研究报告，从而在调相机及其辅机系统设备的招标工作中，对重点关注的性能和指标控制提供技术依据和参考。

本部分将针对大型调相机本体与传统汽轮发电机在性能及结构等要求上进行差异化分析，重点研究内容如下。

（1）大型调相机电气性能的特殊要求，包含短路比、强励性能、快速响应性能、电抗参数、时间常数等特殊性能指标。

（2）大型调相机机械性能的特殊要求，充分考虑机组经常处于迟相、深度进相运行工况，包括转子轴系振动、噪音、轴承座振动、轴瓦温升等参数控制。

（3）大型调相机结构对短路比、强励性能、快速响应性能、电抗参数、时间常数等关健性能指标的影响。

（4）大型调相机极限运行工况下的稳定运行能力，包含深度进相运行时的端部温升控制能力、静态稳定抗扰动能力，以及深度迟相运行时的迅速励磁能力等影响大型调相机稳定运行的关键性能。

（5）大型调相机非正常工况下的运行能力，包含突然跳闸时定子过电压对定子绕组绝缘等级及绝缘强度的要求、突然短路而相关保护未动作时对端部绕组结构强度以及过电流能力的要求、转子失磁使其异步运行时对转子绕组过电压能力的要求等保障大型调相机非正常工况下运行而不发生重大损伤的特殊要求。

2、辅助系统

由于大型调相机组润滑油系统及其运行要求与常规汽轮发电机组有一定差异，相应的主机润滑油系统配置也需充分考虑到各种可能异常工况，根据不同的情况进行充分的调研和论证。对于调相机冷却水系统，由于其水系统与发电厂水系统存在一定区别;而换流站/变电站的现场条件与发电厂也存在一定差距。

3、励磁与起动系统

对大型调相机所有工况进行分析，得出在励磁系统与起动系统方面大型调相机与传统汽轮机、传统抽水蓄能机组上的差异，其主要内容有：明确直流特高压输电工程大型调相机的励磁系统所采取的励磁形式、各项参数指标（如转子强励、定子过流、短路比等指标）与传统汽轮发电机组的差异;充分调研SFC起动方式在各电厂的应用情况，分析其运行特点。

4、分散控制系统

选取目前国内常用的国外品牌的分散控制系统，依据分散控制的相关技术标准要求，进行性能对比分析。本部分重点在于阐明国内外品牌分散控制系统，在硬件体系结构、软件体系结构和分散控制系统的开发和生成功能上的差异，提出大型调相机组分散控制系统差异化分析研究报告，为调相机用分散控制系统的招标工作提供指导。

5、化学水处理系统

双水内冷机组和空冷机组对水的要求有差别，主要表现在双水内冷机组的内冷水要求高，必须是化学除盐水，空冷机组无内冷水。双水内冷机组、空冷机组都有外冷水，外冷水的水源可以比较广泛，为了防止外冷水系统的结垢影响机组的传热需要对外冷水进行阻垢和杀菌处理。化学除盐水的来源可以通过外购或化学除盐设备制水取得。

外购除盐水的优点：节省制水设备的投资、设备占地、运行维护及员工成本等，废水处理设施也较简化。缺点是除盐水的供应源和供应量受到制约。

自制除盐水，根据调研和可行性论证可设置满足内冷水水质和用量的化学除盐设备，较常用的除盐系统有二级反渗透加EDI除盐处理和离子交换处理等。采用离子交换处理占用场地面积大，需要配套酸碱再生处理和废水量较大需较复杂的废水处理设备。在变电站或换流

站站内设置酸碱储存系统会对变电站或换流站可能带来安全隐患。至于采用何种方式需要进行大量综合论证。

外冷水处理通过化学加药系统向外冷水中加人阻垢剂和杀菌剂，如何选用化学处理药剂，需要依靠大量试验数据作为支撑，而化学加药设备则需要根据冷却水量进行选型。

五、结语

本项目的实施可为特高压直流输电工程大型调机组质量管控提供有效保障，为特高压直流工程配套大型调相机组从设备选型及招标、制造监造、设备安装全过程、多方面进行质量管控，确保工程的高效投产、安全运行，充分发挥其在交直流混联电网中的无功支撑作用。

参考文献：

[1]崔一铂，李冰，沈骏杰，陈念斌大型调相机组调试及运行维护保技术研究[）湖北电力，2016，（05）片5-8+12.