发电机无功对振动的影响

1.水轮机组出现较大的无功波动（冲无功）现象，具体表现在其电流越上限的这1min时间内A、B两相电流分别由原来的902A（A相）、903A（B相）最大增至1070A和1069A，随后在16点32分上位机又报机组三相无功功率越上限，其电气量由1.8MVar增至12.38MVar；三相无功越上限回归，无功降至9.51MVar（以上电气量数据均的大小、是否越限/复归均以监控内部设定值为准，监控内部定值与励磁现地电气量的参数存在差异）。同时了解到再发现上位报文出现以上异常内容后，励磁调节器面板上的“过励限制”指示灯被点亮，然后进行手动减立，最后正常，虽此次异常状况为未造成什么不良后果，但吸取本次异常的教训，积极的对此次异常现象，结合现场实际情况做出了猜想分析，之所以是猜想分析，是因为发电机组从异常前后至现在一直处于运行，故而我们的一部分猜想未能在有效的试验下得到证实。

2.检查过程

励磁调节器的事故追忆，发现没有相应的事故记录，然后查看了故障录波装置在异常情况下的记录波形、数据等电气量，均无发现异常，（故障录波数据故障录波检测装置分析报告所示）。同时也咨询了励磁厂家的技术人员，也未能获取实质有用的信息。然后我们进入监控数据库分别查看了监控中三相无功越限的定值为12.1MVar，而励磁调节器并无三相无功越限报警的遥信节点，所以我们肯定三相越无功这一报文，是监控装置自己判定的。

故障录波检测装置分析报告

1、 录波起始时间：2015年09月05日 16时40分36秒 659毫秒

2、 录波结束时间：2015年09月05日 16时40分45秒 236毫秒

通道名称 单位 故障前 故障后

第3周波 第2周波 第1周波 第1周波 第2周波 第3周波 第4周波 第5周波

发电机机端电流Ia A 3.213 3.213 3.213 3.209 3.208 3.207 3.204 3.201

发电机机端电流Ib A 3.170 3.167 3.170 3.165 3.167 3.165 3.163 3.161

发电机无功对振动的影响

发电机机端电流IC A 3.115 3.113 3.116 3.113 3.114 3.111 3.109 3.105

发电机机端电压Ua V 60.574 60.529 60.613 60.415 60.503 60.526 60.432 60.253

发电机机端电压Ub V 60.267 60.193 60.235 60.250 60.236 60.290 60.279 60.253

发电机机端电压Uc V 60.610 60.481 60.569 60.452 60.431 60.487 60.444 60.472

发电机机端电流Ia A 3.481 3.479 3.477 3.467 3.475 3.472 3.472 3.472

发电机机端电流Ib A 3.488 3.484 3.483 3.481 3.480 3.477 3.477 3.477

发电机机端电流Ic A 3.395 3.394 3.393 3.391 3.391 3.389 3.388 3.390

发电机机端电压Ua V 60.614 60.578 60.661 60.462 60.554 60.573 60.476 60.498

发电机机端电压Ub V 60.121 60.042 60.077 60.101 60.076 60.138 60.121 60.101

发电机机端电压Uc V 60.707 60.574 60.671 60.551 60.523 60.591 60.536 60.567

发电机机端电流Ia A 3.256 3.256 3.256 3.257 3.259 3.255 3.259 3.255

发电机机端电流Ib A 3.222 3.222 3.224 3.225 3.223 3.224 3.225 3.222

发电机机端电流Ic A 3.158 3.159 3.160 3.161 3.162 3.162 3.161 3.160

发电机机端电流Ua V 60.533 60.501 60.584 60.378 60.459 60.497 60.394 60.410

发电机机端电流Ub V 60.199 60.125 60.167 60.175 60.170 60.217 60.201 60.180

发电机机端电压Uc V 60..584 60.437 60.542 60.412 60.419 60.453 60.423 60.452

10kVII段母线电压Ua V 60.569 60.519 60.605 60.406 60.491 60.529 60.419 60.437

10kVII段母线电压Ub V 60.004 59.849 59.957 59.916 59.955 59.996 59.959 59.950

10kVII段母线电压Uc V 60.646 60.420 60.604 60.409 60.431 60.461 60.390 60.464

10kVII段母线电流Ia A 2.964 2.962 2.961 2.960 2.960 2.959 2.959 2.958

10kVII段母线电流Ib A 2.951 2.950 2.949 2.948 2.947 2.947 2.949 2.944

10kVII段母线电流Ic A 2.863 2.862 2.862 2.861 2.860 2.861 2.860 2.859

发电机励磁电流 A 54.938 54.895 54.856 54.851 54.843 54.836 54.840 54.856

发电机励磁电压 V 165.078 160.380 159.075 163.447 161.246 162.840 164.660 165.133

发电机励磁电流 A 34.268 34.028 33.818 34.156 33.946 34.513 34.091 34.181

发电机励磁电压 V 96.184 93.343 96.822 97.131 94.449 97.234 94.510 92.366

3、 异常分析

1、 发电机无功摆动原因分析（一）

励磁系统设备老化严重，抗干扰能力下降，可能会在外界出现较强电场干扰的情况下，出现调节输出不稳，反馈异常等现象。

2、发电机无功摆动原因分析（二）

我认为可能是励磁电压不稳定造成发电机的无功摆动: 由于励磁电压的输出电压无法稳定，造成发电机转子电压和电流波动，从而引起发电机的无功发生大幅摆动。当然导致这种现象的原因有两点一是：励磁调节器中的反馈模块，参数设置不合理，不能很好的适应各种并列工况；二是：调节反馈调节模块故障，导致其出现间歇性错误反馈（如：计算积分、微分延时过大、其它硬件故障）。

3、发电机无功摆动原因分析（三）

第二点认为可能与机组并列运行的的某台机组机端电压出现的微小波动，致使10kVII母线电压发生微小的变化，虽然是机端电压的微小波动，但也能使发电机的无功发生较大的变化（这是由发电机的电压和无功的关系决定的）。

从一般发电机的外特性分析来看，当发电机的励磁电流不变时，发电机的出口电压即系统电压，该电压变化会引起发电机无功电流的变化，电压升高时无功电流减小，电压降低时，无功电流将增大。当多台发电机并列运行且励磁电流不变时，系统电压或无功变化引起的发电机无功的变化量由发电机的调差特性决定，系统无功波动时，调差系数小的发电机承担较多的无功分配，而且这种分配调节不受励磁调节模式的限制，即在恒无功模式下，只要有增、减励指令脉冲，励磁控制系统仍然可以进行正常控制调节，毕竟恒电压、恒电流、恒无功功率三种模式仅为功能模式，不会强制限制励磁调节的正常调节功能。龙首电站10kVII段母线有三台机组，分别为0号机组、3号机组、4号机组；其三台机组的调差系数一次为+3、+3、+2。故他们之间无功稍有波动3机组感受最为明显，同时该机组调节器也反映较大。

励磁调节装置软硬反馈是一个负反馈，硬反馈信号在励磁系统中起到减小控制系统的时间常数，软反馈可起到超前调节的作用，增强系统稳定性，但如果反馈作用太大，将大大降低调节输出的精度，会使励磁系统控制不稳定，所以尽量将反馈信号取尽可能小；当然不是越小越好，如果反馈系数太过于小，虽然精度上去了，但调节时间将会变大，这样对于机组的稳定运行也是不利的。

由于调差系数、反馈系数、无功功率之间存在着微妙关系，故我们认为在修改调差系数后，应重新对A、B柜"调节器输出电流测量校正系数KpuIfdh的合理性应在做出校核。

四、 防范措施

针对以上可能原因，我认为防范措施有三点：

发电机无功对振动的影响

1、 可能励磁装置各个元器件老化，抗干扰能力下降，建议对其靠干扰能力进行试验评估；

2、 联系专业人员对励磁硬件、软件做全面彻底的检测；

3、 根据现场实际情况，结合发电机外特性曲线，对该机组及其并列机组的潮流分布进行计算，来校核调差系数与反馈系数设置的合理性。

(以上内容仅为本人认为可能原因的分析以及个人观点的表达，并非通过试验核实。故本文仅作参考。)