調相運行

調相運行是指發電機不發出有功功率，只用來向電網輸送感性無功功率的運行狀態，從而起到調節系統無功、維持系統電壓水平的作用。發電機的進相運行是指電力系統在運行過程中，如果無功功率過剩，系統的電壓就會升高，影響系統的正常運行，此時需要將發電機調整到進相運行狀態，發出有功功率吸收無功功率。起到降低系統電壓的作用。使之處於穩定的運行狀態，但發電機在進相運行時，也會產生不良的影響。

基本介紹

• 中文名：調相運行
• 外文名：Phase modulation running
• 學科：發電運行
• 套用：電力生產
• 作用：調節電網電壓
• 領域：能源

簡介

以小水電供電為主的縣，不論是與大電網併網運行，還是以縣為單位形成獨立小電網， 其無功不足的狀況是同樣存在的。但是，不少縣級電網忽視了利用水電站的水輪發電機組調相運行，向電網輸送無功來彌補電網無功的不足。水電站調相運行有不分開和分開兩種方式。

水輪發電機組不分開

將未分開的水輪發電機組作調相運行，其運行操作、維護管理十分方便易行。首先開啟水輪機導水葉，使機組轉速逐漸達到額定值。再按照發電機運行時的並車步驟及操作方法，將機組併入電網運行。然後隨之將水輪機導水葉逐漸關小直至全關，停止向水輪機供水。根據電網的無功余、缺狀況，調整發電機轉子勵磁電流的大小，使機組處於“過激”或“欠激”狀態下運行，機組便根據電網的需要輸出感性或容性無功，彌補電網無功的不足。

水輪發電機組分開

對較長時間或專門用作調相運行的水輪發電機組，為了減少有功的消耗和水輪機的磨損， 應將水輪機與發電機的聯接分開，用發電機作為調相機運行。對這種發電機與水輪機分離的狀況，必須採用其他方法或另用專門的電動機來帶動發電機，所以啟動、併網等操作，就與不分離狀況有較大的區別。

採用分離後的發電機作調相運行，通常用得較多的啟動方法是所謂“異步啟動”。即將三相電源直接加到需要啟動的調相機三相定子繞組上，在工頻電壓的作用之下，藉助於異步轉矩的作用來啟動調相機並加速。調相機異步啟動的瞬間，相當於向電網投入了一台感應電動機，將對電網產生較大的衝擊，使電網電壓大幅度下降。為了減小調相機啟動時對電網的衝擊，使電網電壓能維持在一定數值之上，必須設法限制調相機的啟動電流值。為此，可採取異步電動機投運時所用的降壓啟動方法來啟動調相機。

調相機的降壓啟動，一般是在調相機與電網之間串入一組容量一定的電阻或電抗，來達到降低啟動電壓的目的。當然也可採用自耦變壓器將電源電壓降低之後，供調相機啟動。

對設定有預防機組飛車之用的水電阻的農村水電站，可經過適當的調整和接線後，利用水電阻作為調相機啟動的降壓電阻。

根據運行經驗和有關資料的介紹，應根據電網和調相機的實際情況，將調相機的啟動電壓控制在該發電機額定電壓的50%～75%為佳。

調相機在投入啟動直至達到同步轉速的過程是先將勵磁繞組經過一個約10倍於勵磁繞組電阻短接，啟動時在其勵磁繞組中產生感應電壓，且感應電壓值與其“轉差”成正比。當轉速達到同步轉速時(即轉差為零)，其感應電壓也為零。所以調相機作異步啟動後，當控制盤上勵磁電壓表指示為零(或接近零)時，即說明調相機的轉速已接近同步轉速。此時可將短路電阻斷開，並向轉子繞組輸入直流勵磁電流，使調相機在其同步轉矩的作用下被拉入同步。隨之根據電網的需要，繼續調整勵磁電流的大小，調相機便向電網送出所需的無功。

使用專用調相機克服機組緊缺的狀況

以小水電供電為主的縣級電網，在枯水期可以利用水電站多餘的機組轉變為調相運行，向電網傳送無功。但是在其他季節，電站為了多發有功以減少棄水，則無空閒機組進行調相運行，使電網無功缺額迅速增大，這種現象必須予以克服。

（1）設定專用調相機組。農村水電站在規劃設計時，是不考慮設定任何備用容量的。為了滿足縣電網對無功的需要(特別是豐水期)，建議農村水電站根據各自的具體情況，設定一定容量的專用調相機組，併兼作水電站的備用容量。

對於無調節徑流式水電站，因水電站無調節能力，水電站發電(有功)運行完全取決於天然來水情況，為了使該類農村水電站在非枯水期也能向電網輸送足夠的無功，以彌補電網無功的不足，就應根據電站及電網的實際情況，硬性規定其設定一定容量的專用調相機組。

（2）專用調相機組的容量。對靠近負荷中心和處在縣電網末端的農村水電站，可考慮設定容量為電站總裝機容量50%左右的專用調相機組，以便就近向電力用戶供應無功，這對縣電網降損節能和提高縣電網末端運行電壓、改善供電質量是極為有利的。

注意事項

發電機組在設計時已考慮了不利於正常運行的因素，允許發電機做短時間的進相運行，但不同結構的發電機組在做進相運行時都可能表現出較大的差異。一般發電機在進相運行後，都會出現端部的漏磁比正常情況時有所增加。端部穩定升高，而產生振動，而且進相深度越大，端部溫度就越高。進相運行對發電機組的不良影響比較複雜，需要長時間運行才能發現問題。但在檢修時，應仔細檢查子繞組的上下端部，鐵心齒頂，線棒出槽口處和壓指部分有無異常。