CN104849661B - 同步发电机调整主变压器高压侧母线电压能力的测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为了解决现有同步发电机对主变压器高压侧母线电压调控能力缺少具体的评价标准和测试方法的问题，提供一种评价标准和测试方法，该方法，包括如下步骤：让被测同步发电机运行在负载工况下，将同步发电机的有功功率调整到预定值P；对被测同步发电机进行电压阶跃试验，计算试验前后被测同步发电机主变器高压侧母线电压变化值△Us和无功功率变化值△Q的比值；建立预定值P和比值的关系曲线。本发明提出了试验与曲线拟合相结合的测试方法，本发明提出的测试方法，有效测试了同步发电机对主变压器高压侧母线电压调控能力，试验结果能很准确的评价同步发电机对主变压器高压侧母线的电压调控能力，具有较高的经济性和实用价值。

Description

同步发电机调整主变压器高压侧母线电压能力的测试方法
技术领域
本发明涉及电力系统运行与测量相关技术领域，具体地说，涉及一种同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，以解决现有同步发电机运行过程中，同步发电机对主变高压侧母线电压调控能力无具体的评价标准和测试方法的问题。
背景技术
随着经济发展，电网互联规模不断增长，电源建设速度也同步加快，特别地，大容量发电机的大量投运，大型工矿企业增多，对电网的电压稳定有很大影响。大容量同步发电机的无功控制能力是电网安全管理部门关注的重要方面，是保证电网电压稳定的重要手段。
自动无功调控系统（AVC）主要通过调节同步发电机无功的方式维持系统关键接点母线电压在合理范围内。而对于每个电厂，自动无功调控系统的调控目标即为主变压器高压侧母线电压，自动无功调控系统通过向同步发电机励磁装置发增磁或减磁脉冲实现无功功率调节，自动无功调控系统发出调节脉冲的大小即通过定值整定的方式实现，定值整定的依据即机组无功与主变高压侧电压的关系曲线。总之，现有同步发电机运行过程中，同步发电机对主变压器高压侧母线电压调控能力缺少具体的评价标准和测试方法。
发明内容
本发明为了解决现有同步发电机运行过程中，同步发电机对主变压器高压侧母线电压调控能力缺少具体的评价标准和测试方法的问题，提供一种同步发电机调控主变压器高压侧母线电压能力的评价标准和测试方法。
本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
一种同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
1、让被测同步发电机运行在负载工况下，将同步发电机的有功功率调整到不大于同步发电机额定容量的预定值P，将无功功率和发电机电压均调整到各自的预定区间；
2、退出被测同步发电机的自动无功调控系统，并将励磁调节器运行在自动通道；
3、对被测同步发电机进行电压阶跃试验，记录阶跃试验前后被测同步发电机无功功率变化值△Q和主变器高压侧母线电压变化值△Us，并计算比值；
4、重复上述步骤1至3，在同步发电机的有功功率处于多个不同预定值P的情况下，对被测同步发电机进行电压阶跃试验，记录每个预定值P的情况下对应的比值；
5、建立坐标系，以同步发电机有功功率的多个预定值P为横坐标，每个预定值P的情况下对应的比值为纵坐标，在坐标系内绘制比值与P的关系曲线。
本发明中，所述同步发电机的有功功率的预定值P不小于同步发电机额定容量的50%。
所述同步发电机有功功率的多个不同预定值P的数量不少于三个。
所述同步发电机有功功率的多个不同预定值P构成等差数列。
本发明中，所述电压阶跃试验为不大于同步发电机额定电压5%的阶跃试验。
本发明中，对同步发电机的有功功率的每个预定值P，分别进行多次不同电压的阶跃试验，以多次阶跃试验比值的平均值作为坐标系的纵坐标。
所述多次不同电压的阶跃试验分别为同步发电机额定电压1%阶跃试验，同步发电机额定电压2%阶跃试验和同步发电机额定电压3%阶跃试验。
本发明中，所述无功功率的预定区间为-10%至10%同步发电机额定容量。
本发明中，所述发电机电压的预定区间为95%~100%同步发电机额定电压。
本发明中，所述比值与P的关系曲线为坐标系内各点(P ,)所绘制的折线。
本发明同步发电机调控主变压器高压侧母线电压能力的测量方法，提出了试验与曲线拟合相结合的测试方法，本发明提出的测试方法，有效测试了同步发电机对主变压器高压侧母线电压调控能力，试验结果能很准确的评价同步发电机对主变压器高压侧母线的电压调控能力，具有较高的经济性和实用价值。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明一较优实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明的主旨在于，通过对现有同步发电机对主变压器高压侧母线电压调控能力的评价标准和测试方法的分析，发现同步发电机对主变压器高压侧母线电压调控能力缺少具体的评价标准和测试方法的问题，通过本发明提供一种同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法以解决上述问题。
参见图1，本发明同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，首先让被测同步发电机运行在负载工况下，将被测同步发电机的有功功率调整到不大于同步发电机额定容量的预定值P，图1所示的实施例中，是将被测同步发电机的有功功率的预定值P先调整到同步发电机额定容量的50%，完成同步发电机有功功率的调整后，再将同步发电机的无功功率和发电机电压均调整到各自的预定区间。在本发明中，无功功率的预定区间较优的是为-10%至10%同步发电机额定容量，发电机电压的预定区间较优的是为95%~100%同步发电机额定电压。
完成上述一系列调整后，退出被测同步发电机的自动无功调控系统，并将励磁调节器运行在自动通道，然后开始对被测同步发电机进行电压阶跃试验，记录阶跃试验前后被测同步发电机无功功率变化值△Q（阶跃试验后的值减去阶跃试验前的值）和主变器高压侧母线电压变化值△Us（阶跃试验后的值减去阶跃试验前的值），并计算比值（对应预定值P为同步发电机额定容量的50%），对于电压阶跃试验较好的是不大于同步发电机额定电压5%的阶跃试验。
为了提升比值的精度，较好的是对被测同步发电机进行多次不同电压的阶跃试验，计算多次阶跃试验比值的平均值，例如，本实施例中，分别进行同步发电机额定电压1%阶跃试验，同步发电机额定电压2%阶跃试验和同步发电机额定电压3%阶跃试验，通过三次阶跃试验计算比值的平均值。
完成被测同步发电机的有功功率某一预定值P的阶跃试验后，调整被测同步发电机的有功功率到另一预定值P，例如在本实施例中，调整被测同步发电机的有功功率到同步发电机额定容量的75%，再将同步发电机的无功功率和发电机电压均调整到各自的预定区间，无功功率的预定区间依旧是-10%至10%同步发电机额定容量，发电机电压的预定区间依旧是95%~100%同步发电机额定电压。
退出被测同步发电机的自动无功调控系统，并将励磁调节器运行在自动通道，同样对被测同步发电机进行电压阶跃试验，记录阶跃试验前后被测同步发电机无功功率变化值△Q和主变器高压侧母线电压变化值△Us，并计算比值（对应预定值P为同步发电机额定容量的75%），电压阶跃试验同样是不大于同步发电机电压5%的阶跃试验。
为了提升比值的精度，同样可以对被测同步发电机进行多次不同电压的阶跃试验，计算多次阶跃试验比值的平均值，例如，本实施例中，分别进行同步发电机额定电压1%阶跃试验，同步发电机额定电压2%阶跃试验和同步发电机额定电压3%阶跃试验，通过三次阶跃试验计算比值的平均值。
同理，在本实施例中，采用上述同样的过程计算，将被测同步发电机的有功功率的预定值P调整到同步发电机额定容量后，电压阶跃试验过程中的比值（一次电压阶跃试验的单一值或者多次电压阶跃试验的平局值）。
这里需要指出的是，被测同步发电机的有功功率为不同的预定值P时，无功功率的预定区间只要均处于-10%至10%同步发电机额定容量即可，无需每次都调整到完全一致的某一具体数值，这是因为，由于电压阶跃试验以后无功功率会有很大的变化，一般1%电压阶跃，有10%的无功功率变化，为了防止电压阶跃试验后无功功率过大，这样设置较为合理，其次，本方法主要测试的是无功功率的变化量，本申请人通过研究发现，无功功率的初始值对无功功率的变化量影响不大。
对于发电机的电压的预定区间与无功功率的预定区间类似，被测同步发电机的有功功率为不同的预定值P时，发电机电压的预定区间只要均处于95%~100%同步发电机额定电压即可，无需每次都调整到完全一致的某一具体数值，这是因为，电压阶跃试验中发电机电压和无功功率都会上升，为了防止上升过多，设定成95~100%区间较为合理，由于无功功率和电压之间存在联系，无法做到预先指定发电机的电压值，同时又能指定无功功率值，无功功率和发电机电压也只能在一定的预定区间内进行选取。
最后，进行坐标系建立，以同步发电机有功功率的多个预定值P为横坐标，每个预定值P的情况下对应的比值（既可以采用一次电压阶跃试验的单一值，也可以采用多次电压阶跃试验的平局值）为纵坐标，在坐标系内绘制比值与P的关系曲线，该曲线即为该同步发电机调控主变压器高压侧母线电压能力指标曲线。出于曲线绘制较为简便的需求，比值与P的关系曲线较好的是采用坐标系内各点(P ,)所绘制的折线形成的曲线。
这样，通过对被测同步发电机试验与曲线拟合相结合的测试方法，很便捷的获取了被测同步发电机调整主变压器高压侧母线电压能力的指标曲线，可以有效对被测同步发电机调整主变压器高压侧母线电压的能力进行评估；对于不同的被测同步发电机，在同步发电机有功功率处于同一预定值P时，主变压器高压侧母线电压变化值与无功功率变化值的比值越大，即表明同步发电机调控主变压器高压侧母线电压能力越强。
需要指出的是，同步发电机有功功率的多个不同预定值P的数量较好的是不少于三个，例如本实施例中，采用了同步发电机额定容量的50%、75%和100%，根据实施需要也可以采用更多的不同预定值P，例如采用同步发电机额定容量的50%、60%、70%、80%、90%和100%，具体可以根据实际需要进行选取，上述的选择方式使得同步发电机有功功率的多个不同预定值P构成等差数列，也便于后续曲线的绘制。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，所述同步发电机设有自动无功调控系统，所述自动无功调控系统用于调控主变压器高压侧母线电压，其特征在于，包括如下步骤：
1)让被测同步发电机运行在负载工况下，将同步发电机的有功功率调整到不大于同步发电机额定容量的预定值P，将无功功率和发电机电压均调整到各自的预定区间；
2)退出被测同步发电机的自动无功调控系统，并将励磁调节器运行在自动通道；
3)对被测同步发电机进行电压阶跃试验，记录阶跃试验前后被测同步发电机无功功率变化值△Q和主变器高压侧母线电压变化值△Us，并计算比值△Us/△Q；
4)重复上述步骤1至3，在同步发电机的有功功率处于多个不同预定值P的情况下，对被测同步发电机进行电压阶跃试验，记录每个预定值P的情况下对应的比值△Us/△Q；
5)建立坐标系，以同步发电机有功功率的多个预定值P为横坐标，每个预定值P的情况下对应的比值△Us/△Q为纵坐标，在坐标系内绘制比值△Us/△Q与P的关系曲线。
2.根据权利要求1所述的同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，其特征在于：所述同步发电机的有功功率的预定值P不小于同步发电机额定容量的50％。
3.根据权利要求1所述的同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，其特征在于：所述同步发电机有功功率的多个不同预定值P的数量不少于三个。
4.根据权利要求3所述的同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，其特征在于：所述同步发电机有功功率的多个不同预定值P构成等差数列。
5.根据权利要求1所述的同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，其特征在于：所述电压阶跃试验为不大于同步发电机额定电压5％的阶跃试验。
6.根据权利要求1所述的同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，其特征在于：对同步发电机的有功功率的每个预定值P，分别进行多次不同电压的阶跃试验，以多次阶跃试验比值△Us/△Q的平均值作为坐标系的纵坐标。
7.根据权利要求6所述的同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，其特征在于：所述多次不同电压的阶跃试验分别为同步发电机额定电压1％阶跃试验，同步发电机额定电压2％阶跃试验和同步发电机额定电压3％阶跃试验。
8.根据权利要求1所述的同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，其特征在于：所述无功功率的预定区间为-10％至10％同步发电机额定容量。
9.根据权利要求1所述的同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，其特征在于：所述发电机电压的预定区间为95％～100％同步发电机额定电压。
10.根据权利要求1所述的同步发电机调控变压器高压侧母线电压能力的测量方法，其特征在于：所述比值△Us/△Q与P的关系曲线为坐标系内各点(P,△Us/△Q)所绘制的折线。
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