发电机孤网运行的探讨

金春雄

摘 要：某化工企业新增一台25000kW抽背发电机组，由于不具备并网条件，为了进行机组带负荷试运行，计划实施孤网运行方案。结合企业现状对发电机组孤网运行进行了探讨，提出方案如下。

关键词：发电机；孤网运行；重要性

1 发电机组孤网运行的平衡条件

（1） 用电与供电的平衡，参考的指标：电网频率稳定；（2）用汽與供汽的平衡，参考的指标：主蒸汽母管压力的稳定；（3）用热（汽）与抽汽的平衡，参考的指标：抽汽母管压力的稳定。通过各种技术手段保证平衡条件对应的指标参数相对稳定，即可保证孤网系统相对稳定。

2 用电负荷的选择

孤网运行发电机组仅向某一个特定的装置供电，锅炉、汽机等设备的用电仍然是市电。发电机组所带的用电负荷宜选用负荷等级低、负荷量大、冲击小的负荷。企业的氯碱工艺动力负荷约4000kW，氯碱下游化工工艺共有用电负荷约5000kW，以上装置的负荷等级为二级，还有部分一级负荷。氯碱整流负荷为三级负荷，最大用电负荷约45000kW，由四台整流变按一拖二方式为电解槽供电，单台整流变实际最大用电负荷约10000kW，整流是非线性负载，属于谐波源。

由于孤网机组供电可靠性不是很高，如果将电解整流的一部分用电负荷由孤网发电机组供电，即能满足供电可靠性要求，又能满足发电机组带负荷运行的需要。毕竟孤网发电机组是按“以汽定电”的原则确定发电机组的发电量，在带负荷运行时要考虑蒸汽的供用平衡。

3 保障孤网稳定运行的技术措施

3.1 谐波监测

整流负载会产生6k±1次（k=1，2，3…）特征谐波，如5、7、11、13次谐波。谐波含量过大时，发电机定转子之间的电磁耦合产生脉动电磁转矩，影响发电机安全稳定运行；电压波形畸变后对整流以外的线性负载产生影响。通过对单台整流变压器进行谐波测试，掌握各次谐波的含量，如有超标，需要加装并联滤波装置进行治理，消除含量较高的谐波。

3.2 发电机组采用调节性能优良的同步器

整流器对供电电源质量的要求：频率范围：50±0.5Hz；相对稳定。发电机组同步器起调节控制汽轮机主汽门的作用，要具有迟缓率小、执行机构的控制灵敏度与动作灵敏度高、稳定性好、运作快速等特点。在系统受到扰动时，能够通过同步器的优良调节性能将频率恢复到正常值。

3.3 保证现有热能用户用汽量的稳定

抽背机组原则上以汽定电，由于用户多，当单个用户用汽量突然减少时，抽汽母管压力会有波动，对发电机出力产生影响。用户侧应有事故放空阀，通过短时间放空，保持抽汽母管压力稳定。

3.4 保持发电机机端电压稳定

通过发电机的静态励磁装置优良的AVR调节性能，来保证机端电压稳定。

3.5 异常状况时正确处置

3.5.1 当锅炉出现异常时，要“电保热”，即“拉闸限电”。孤网运行机组要求炉、汽、电各个岗位操作监控人员协同性好，反应及时，处理果断正确。如当锅炉辅机故障时，锅炉负荷下降，可以采取拉闸限电，将用电负荷甩掉，保住锅炉不熄火。（2）当整流负荷突然甩掉时，负荷波动大，要跳发电机出口开关，联锁关闭主汽门，保护发电机组。

3.6继电保护的配置

除常规的保护配置外，针对孤网运行系统还要增设如下保护：

3.6.1 过电压保护及单相接地保护：通过在发电机机端和馈线柜处增设零序电流保护来实现，避免系统产生持续的弧光过电压造成电压互感器烧毁、避雷器爆炸。（2）发电机组、整流变增设低频、高频、低电压、过电压保护。发电机组和整流变的保护上下级具有选择性。（3）为了安全起见，当整流变因自身原因突然跳闸时，发电机组突然甩负荷，对机组冲击大，汽机往往难以及时调整，可以增设电流突变保护，来保护发电机组。

3.7 当机组紧急停运后，为了不影响热能用户的正常生产，需要通过减温减压装置保证蒸汽旁路供应。

该企业根据上述方案组织项目实施，一次系统图见图。

投资估算见表。

按此方案实施后，发电机组带着升压变及整流变零起升压，电压稳定后，电解整流装置均匀增加负荷，机组成功进入孤网运行，经过72小时试运行考核，机组运行稳定，证明该方案可行。