600 MW发电机电压质量指标测试简述

张念国

摘要：文章系统阐述了600 MW发电机电能质量主要指标中电压质量指标的概念及相关试验标准，介绍了电压质量主要几个指标的测试流程和方法，并详细分析了测试结果，以供同类型机组的电厂借鉴。

关键词：电压质量；测试；标准；方法；结果分析

中图分类号：TM621.3文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）22-0106-02

目前，单机容量600 MW机组是当今大型发电厂主流发电机，向电网输送大量的能源，电能作为电力产品，电能质量越来越受到人们的普遍关注，电压又是电能质量重要指标之一，电压质量是实际电压各种指标偏离规定值的程度，包括波形畸变（谐波）、电压波动与闪变、三相不平衡等，如电压质量不合格会产生电污染，给电网及用户造成严重危害，所以，600 MW发电机组的电能质量特别是电压质量测试显得尤为重要，文章对某电厂#1机组600 MW发电机新投产之初几项主要电压质量指标测试情况进行简述。

1测试目的

该电厂600 MW发电机采用由上海汽轮发电机有限公司引进美国西屋技术生产制造的第一批汽轮发电机组，型号为QFSN-600-2，励磁方式为发电机出口接带励磁变的全静态励磁系统。通过对该电厂#1机600 MW发电机出口电压质量情况进行测试，以确认引进国外技术国内首批生产制造的600 MW发电机的电压质量是否满足国家标准要求。

2标准和允许值

2.1测试标准

由于本测试在电能质量部分标准更替期间进行，所以本次试验新旧标准均作参考，执行限值更为严格的标准作为本次测试评判标准。分别有：GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》，GB 12326-2000和GB/T 12326

-2008《电能质量电压波动和闪变》，GB/T 15543-1995《电能质量三相电压允许不平衡度》，GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》，GB 755-2000《同步电机定额和性能》，GB/T 7064-2002《透平型同步电机技术要求》。

2.2测试允许值

①该电厂#1机发电机出口电压为20 kV，而GB/T 14549-93 《电能质量 公用电网谐波》对20 kV电压等级谐波未作规定，可参考35 kV电压等级，电压总谐波畸变率THD允许值为3.0%。根据GB/T 7064-2002《透平型同步电机技术要求》中对电压波形正弦性畸变率的要求，发电机在空载额定电压和额定转速时，其线电压波形正弦畸变率应不超过5%。

②根据GB12326-2000《电能质量电压波动和闪变》规定，发电机出口电压等级对应短时间电压闪变Pst限值为0.9,长时间电压闪变Plt限值为0.7；短时间电压闪变测量周期取10 min，每天不得超标7次（70 min），即95%概率值不超过限值；长时间电压闪变测量周期取2 h，每次均不得超标。GB/T 12326-2008《电能质量 电压波动和闪变》，规定＜110 kV电压等级闪变限值以长时间闪变Plt限值1.0为标准，该限值较原闪变限值放宽，仅作参考。

③根据GB/T 15543-1995《电能质量三相电压允许不平衡度》和GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》均规定，电压不平衡度允许值为2%，短时不超过4%。

3测试指标及流程

3.1试验条件

①测试设备和系统正常运行,配备必要的消防器材。

②所需工作电源完整、可靠（工频交流电源）。

③试验区域场地平整，道路通畅，照明充足。

④现场试验接线人员必须熟悉图纸、设备、电力系统相关的规程。

3.2测试指标

#1发电机出口测点：#1发电机出口电压和电流，测试信号取自发电机出口PT二次侧（线电压）和CT二次侧，PT变比：20 kV/100 V，CT变比：25 000 A/5A。发电机在空载额定电压和额定转速下，测量发电机出口电压，并网带负载后，继续测试。测试指标：谐波电压、三相电压不平衡度、电压闪变，空载情况下不进行电压闪变测试。

3.3测试流程

①准备好合格的符合国家标准要求测试工器具和试验仪器，试验人员交底和分工。

②做好组织、安全和技术措施，待许可测试开始后，进行试验接线。

③确认试验接线无误后，开始测试。

④记录运行方式、PT、CT变比以及试验等数据。

⑤测试完成后，拆除试验接线，进行下一指标的测试。

⑥对测试数据进行记录和分析，得出测试结果，编写测试报告。

4测试结果

4.1测量结果判断标准

对谐波、短时间电压闪变、电压不平衡度的测量结果以95%概率值作为判断是否合格的依据。对长时间电压闪变、短时电压不平衡度的测量结果以最大值作为判断是否合格的依据。

4.2测试结果分析

4.2.1发电机空载测试

发电机空载（额定电压，额定转速）三相谐波电压和电压不平衡度统计情况如表1所示。

从表1可以看出，发电机空载三相谐波电压和三相电压不平衡度结果：发电机A、B、C三相电压总谐波畸变率的95%概率值分别为0.314%、0.327%、0.327%，远小于GB/T 7064-2002《透平型同步电机技术要求》规定的5%的线电压波形正弦畸变率的要求，也小于GB/T 14549-93 《电能质量-公用电网谐波》规定的3%电压总谐波畸变率的要求；三相电压不平衡度最大值为0.077%，95%概率值为0.071%，均远小于2%和4%的允许值。

4.2.2发电机带负载测试

发电机负载（P=600 MW，Q=50 MVar）三相谐波电压统计情况如表2所示。

从表2可以看出，带负载时#1发电机谐波电压测试结果：发电机A、B、C三相电压总谐波畸变率的95%概率值分别为0.289%、0.277%、0.300%，均小于GB/T 14549-

93 《电能质量 公用电网谐波》规定的3%的要求，各次谐波电压含有率也小于标准允许值。

发电机负载（P=600MW，Q=50MVar）电压闪变和三相电压不平衡度统计情况如表3所示。

从表3可以看出，带负载时电压闪变和三相电压不平衡度测试结果：发电机短时间电压闪变和长时间电压闪变均很小，三相最大长短闪变分别为0.119，均远低于允许值0.9和0.7，且远低于GB/T 12326-2008《电能质量 电压波动和闪变》规定的1.0；三相电压不平衡度最大值为0.113%，95%概率值为0.106%，均远小于2%和4%的允许值。

4.2.3测试结论

该电厂600 MW发电机在空载和额定电压及额定转速下，其线电压波形正弦畸变率小于GB/T7064-2002《透平型同步电机技术要求》规定的5%的要求，且小于GB/T 14549-93《电能质量公用电网谐波》规定的3%的电压总谐波畸变率的要求；其三相电压不平衡度也小于标准规定的允许值；在带负载运行情况下，其电压谐波、三相电压不平衡度和电压闪变指标也均满足相应国家标准规定要求。

5结语

通过以上对引进国外技术国内首批制造的600 MW发电机电压质量指标的测试及结果分析说明，大型发电机电压质量指标测试，需要充分的准备工作和正确的测试方法作保证，并对测试结果加以分析和判断，方可达到测试的目的。本次测试为该电厂600 MW发电机组的安全可靠运行，打下了坚实的基础，同时可供同类型机组的电厂作参考。

参考文献：

[1] 程浩忠,艾芊,张志刚.电能质量[M].北京:清华大学出版社,2006.