ＪＩ ＳＨＵ ＪｔＡＯ ＬＩＵ ＹＵ ＹＩＮＧ ＹＯＮＧ 技术交流与应用 。 — 变压器剩磁对发电相启动边ｉｉ２ ａａ ｌ：ｉ ｇＭ与消陈 程战斌 （大唐韩城第二发电有限责任公司，陕西韩城７１５４００） ０ 引言 ２发电机启动过程中出现的问题 随着电力Ｔ业的发展，越来越多的大容量机组 由于１、２号机组的设备配置相同、接线方式及接 投入使用，目前６００ ＭＷ发电机组逐渐成为我国电力 入系统方式相同，所以２台机组在相同工况下运行参 系统的主力机组。在大机组的应用过程中，往往会出 数基本相同。在正常方式启动情况下，启励过程中２ 现一些新问题。大唐韩城第二发电有限责任公司一 台机组定子电流均在３０ Ａ左右。但１号机组２次发生 期工程２台６００ ＭＷ发电机组，在发电机启动过程中， 发电机启动过程中定子电流异常增大现象 ３次出现定子电流大的异常现象。本文对这一问题进 ２００５年１２月８日６１］￣６分，１号发电机启动过程中 行分析，并提出解决方案。 定子电流异常增大，在启励瞬间定子电流达最大值， 分别为：Ａ相７ ４９６．２６ Ａ、Ｂ相７ ５９１．６３ Ａ、Ｃ相７ ５６８．７４ Ａ。 １ 设备概况 对发变组系统进行全面检查，未发现异常。再次启动 后定子电流持续下降，直至正常电流３０ Ａ。 大唐韩城第二发电有限责任公司２台６００ ＭＷ亚 ２００６年５月２３日ｌＯＮ，ｊ２４分。１号发电机启励过 临界燃煤机组，其发电机采用东芝公司的ＴＡＫＳ— 程中再次出现发电机定子电流异常增大现象，最大值 ＬＣＨ型汽轮发电机组。主变压器为西安西电变压器 仍发生在启励瞬间．分别为：Ａ相４ ９４８．０４ Ａ、Ｂ相 有限责任公司的ＤＦＰ一２４００００／３３０型单相变压器。２ ４ ７８９．７３ Ａ、Ｃ相４ ７５ １．５９ Ａ。随后再次对发变组系统进 台机组分别于２００５年８月１５日、１１月１８ Ｅｔ投产发电。 行全面检查，再次启动后定子电流持续下降，直至正常 机组出线接线如图１所示（２台机组接线形式相同）。 电流３０ Ａ。 分析发现： （１）发电机定子电流增大的现象只在１号机出现 过，而２号机每次启励时发电机的定子电流最大约为 ３０ Ａ。 （２）除上述２次定子电流异常增大外，１号机其 他几次启励时发电机定子电流最大约为３０ Ａ。 （３）出现异常的２次启动均为正常方式启动，其 １（２）号机ｔ｛Ｊ性点接地变压器 启动工况与２台机其他几次启动工况相同。 对历次发电机停机期间的工作进行排查，发现 图１ １、２号发电机出线接线图 在发电机定子电流异常增大的２次开机前均进行过 收稿日期：２０１１－Ｏ１—２０ 作者简介：程战斌（１９７（卜一），陕两韩城人，高级工程师，从事发电厂电气检修管理方面的工作。 誊≯尊｜｜瓤 ≯ 一 ｜ Ｉ ｉ 术 与应用 Ｊ，ＳＨＵ ＪＩＡＯ ＬＩＵ ＹＵ Ｇ ＹＯＮＧ 主变压器无载分接开关的档位调整。通常，无载分 接开关调完档位后，按规定需要测量直流电阻。分 铁心也接近饱和值。再者由于电流方向不同，使得Ａ 相铁心的磁化方向与其他两相不一样。 析认为，在测量直流电阻过程中需要给线圈通４０ Ａ 直流电流。这样就有可能造成主变压器磁化，启励过 程中主变压器过激磁，发电机定子电流会异常增大。 ２００６年６月１６日２号机开机过程中首次出现发电 机定子电流异常增大的现象，恰好在开机前测量过 主变压器直流电阻，从而证明了以上推断。下面从 理论上分析变压器磁化对发电机定子电流的影响。 图２ Ａ相主变压器高压侧直流电阻测量时的 电流流向及铁心磁化方向 ３变压器磁化对发电机定子电流的 影响 ３．１ 变压器的磁化过程 由主变压器空载特性试验数据可知（见表１），当 变压器高压侧注人大于２．７７ Ａ（约２．８１ Ａ）电流时，进 入特性曲线的拐点部分，变压器铁心趋于饱和。该 主变压器的额定变比为１０．６８，折算到低压绕组侧， 相当于注入３０ Ａ电流，变压器铁心也趋于饱和。 表１ 主变压器空载试验数据 ３．２测量直流电阻对变压器的磁化 主变压器为单相变压器。假定测量高压侧直流 电阻时以高压线圈的高压侧接直流电正极．中性点 侧接负极，通以４０ Ａ直流电流，Ａ、ＩＲ、聃则量主变压器 直流电阻，已超过饱和电流２．８１ Ａ，主变压器铁心严 重磁化，其磁化方向为Ｂ 、Ｂ 、Ｂ ：。如果所加直流电流 方向不同时，其磁化方向也随之不同。 在测量低压侧直流电阻时，由于主变低压侧为 三角形接线，无法单独测量低压侧每相绕组直流电 阻．每次的测量值为某一相绕组的直流电阻与另两 相直流电阻串联后的并联值．所加电流在绕组中将 产生分流。以图２所示的Ａ相低压绕组为例：图中 ＝ 一 ＝，，１＋，，，在Ｌ＝４ｏ Ａ时，考虑到三相直流电阻近似相 等，则：１１＝２６．６７ Ａ，，２＝１３．３３ Ａ。从表ｌ中可以看到，虽 然 厶比低压绕组的饱和电流３０ Ａ低一些，但此时 从以上分析可以得出如下结论： （１）如果对三相绕组高压侧通相同极性的直流 电流，则剩磁方向相同。 （２）如果对三相绕组高压侧通不同极性的直流 电流、或者在低压侧测量直流电阻，则三相变压器铁 心之间剩磁方向不一致。 （３）无论从高压侧还是低压侧通直流电流，变压 器铁心的磁化深度都在饱和点附近。那么对每相铁 心而言，剩磁的方向与该相绕组最后一次流过的电 流有关。 ３．３主变压器剩磁对变压器电流的影响 主变压器在正常工作区工作时，如图３中虚线小 方框所示，是以ＯＨ轴为中心的上下对称区域，正负 半周电流都很小：磁化后的主变压器工作区（如图３ 中的虚线大方框）上升了 高度，负半周电流减小， 正半周有局部范围进入饱和区，电流异常增大。 图３主变压器磁化曲线 由于目前没有收集到有关变压器磁化后剩磁量 的资料，很难进行剩磁对变压器电流影响的定量分 析，这里仅仅进行定性分析。 （１）假定变压器剩磁方向相同。在发电机启励 过程中，加在主变压器低压侧的电压波形如图４所 示。由于变压器为感性负载，电流滞后于电压９０。，饱 和电流最大值应出现在电压波峰过后９０。时。 根据图５中厶、，ｈ、 与 、 、 、 的关系可以得出 、 ．、 与 、，｝ｌ、 的关系，如图６所示。 （２）假定变压器剩磁方向不同，即Ａ相的剩磁与 ＪＩ ＳＨＵ ＪＩＡＯ ＬＩＵ ＹＵ ＹＩＮＧ ＹＯＮＧ 技术交流与应用 Ｂ、Ｃ相相反。在发电机启励过程中，加在主变低压 侧的电压波形如图７所示，饱和电流最大值应出现在 ／＾＼／＾＼ ／＾＼／＾＼ 电压波峰过后９Ｏ。时。 图４变压器剩磁方向相同时发电机启励过程中主变低压侧 的线电压、线电流波形 图５主变压器相电流与线电流的关系 图６变压器剩磁方向相同时发电机启励过程中主变低压侧 的线电压、相电流波形 图７变压器剩磁方向不Ｉ司时发电机启励过程中 主变低压侧的线电压、线电流波形 根据图５中厶、，ｈ、 与 、 、 的关系可以得出 、 、 与 、，｝，、 的关系，如图８所示。 ２００５年１２月８ Ｅｔ １号机开机前，测过高压侧直流 电阻，所加电流的极性相同，实际录取的电流波形与 图６吻合。 ２００６年５月２３日１号机开机前、２００６年６月１６ Ｅ１ ２ 号机开机前都是先测高压侧直流电阻，后测低压侧 直流电阻。实际录取的电流波形与图８吻合。 ，ｂ ＶＶ ＶＶ Ｖ ／＾＼ ／＾＼ ／＾＼ ｔｉ 一 ＼√ ××××××× 图８变压器剩磁方向不同时发电机启励过程中主变 低压侧的线电压、相电流波形 由以上分析可见，测量主变压器直流电阻后，在 绕组内会产生剩磁．若不消除剩磁即启动发电机组， 则在启动励磁过程中发电机的定子电流会异常增 大。因此，在此种工况下应先消除变压器的剩磁，再 启动发电机组。 ４变压器剩磁的消除 从理论上讲，要对磁化了的铁磁物质进行去磁， 应在线圈中通以逐渐衰减的交变电流ｌ１ｌ。如果采用 工频电流去磁，若在高压，Ｎ，ｂＨ电流，需要３３０ ｋＶ的高 压交流试验变压器及其调压设备：若在低压侧加电 流，则需要２０ ｋＶ的高压交流试验变压器及其调压设 备。这些条件在韩城第二发电公司现场难以具备。 为此该公司采用在高压绕组中加依次改变极 性、数值逐渐减小的直流电流法进行去磁。由于变压 器低压侧为三角形接法。通人每相绕组的电流无法 分别控制，因此只能在高压侧通电流去磁。 由于目前尚缺乏量化主变压器剩磁量的方法。 因此只能参照有关方法进行去磁，见表２。 测量主变压器直流电阻后，按照表２的方法在主 变压器高压绕组中加上依次改变极性、数值逐渐减 小的直流电流进行去磁。在后来的几次机组启动中． 再未发生定子电流异常增大的现象。 ５结语 主变压器剩磁引起的发电机定子电流异常增大 的现象，其本身对发电机及主变压器是没有危害的。 但是发变组是主设备，出现异常现象后需要进行详 细的分析、检查，从而保证主设备的安全。发电机启 动时定子电流异常增大，不但严重影响机组启动过 程，而且会掩盖设备问题。因此，在变压器测量直流 电阻后，必须进行相应的消磁工作，以提高机组的安 ｊ｜萋 ０ — 露菪 ｉ ｊ 霉｜ｚｉ 攒 芟 与应用 Ｊｔ ＳＨＵ ＪＩＡＯ ＬＩＵ ＹＵ ＹｔＮＧ ＹＯＮＧ 表２主变压器消磁顺序、极性与通电电流 序号 １ ２ 全性和经济性。 参考文献 ［１ Ｊ李广瑞，张春军．大型变压器剩磁对重瓦斯保护的影响和 剩磁的消除ｆｃ］．全国火电大机组（６００Ｍｗ级）竞赛第十屑 极性负 正 施加电流 ５．００ ３．５Ｏ 序号 ８ ９ 极性正 负 Ａ￣ＡＡ／Ａ ｏ．４２ ０．２９ ３ ４ 负 正 ２．５０ １．７０ １ｏ １１ 负 正 ｏ．２０ ｏ．１４ 年会论文集，北京，２００７． ５ ６ 负 上Ｅ １．２０ ｏ．８４ １２ １３ 负 正 ｏ．１Ｏ ｏ．０７ （责任编辑韩小宁） ７ 负 ｏ．６００ １４ 负 ｏ．０５ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｔ ｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ ｕｐｏｎ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｓｔａｒｔｕｐ＆ｉｔｓ Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ＣＨＥＮＧ Ｚｈａｎ—ｂｉｎ （Ｄａｔａｎｇ Ｈａｎｃｈｅｎｇ Ｎｏ．２ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｈａｎｃｈｅｎｇ ７ １ ５４００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ３ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｓｔａｔｏｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔａｒｔ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｉｎ Ｈａｎｃｈｅｎｇ Ｎｏ．２ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．Ｌｔｄ．．Ｉｔ Ｉ’Ｓ ｔｈｏｕｇｈｔ ｔｈａｔ ｍａｉｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｓｈａｌｌ ｂｅ ｍａｇｎｅｔｉｚｅｄ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｍａｇｎｅｔｉｓｍ ａｌｔｅｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ＤＣ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｎｌａｉｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｉｎｄｉｎｇ．Ｓｔａｔｏｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｂｎｏｒｍａｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｓｈａｌｌ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｆ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｗｉｔｈｏｕｔ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｍａｇｎｅｔｉｓｍ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ． Ｆｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｎｍｇｎｅｔｉｓｍ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｍａｇｎｅｔｉｓｍ；ＤＣ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｍｅａｓｕｒｅｌｎｅｎｔ 资讯链接 发改委称２０１ ０年全国电力建设完成投资７ ０５１亿元 据国家发改委网站消息，２０１０年全国电力建设完成投资７ ０５１亿元，其中电源投资３ ６３４４Ｌ 元，占５１．５％；电网投资３ ４１０亿元，占４８．４％。２０１０年全年新增发电设备容量９ １２７万千瓦，其中水 电１ ６６１万千瓦，火电５ ８７２万千瓦，风电１ ３９９万千瓦。年末全国发电设备容量９６ ２】９万千瓦，其 中火电７０ ６６３万千瓦。占７３．４％：水电２１ ３４０万千瓦，占２２．２％；风电３ １０７万千瓦；核电１ ０８２万千 瓦。此外，２０１０年全年共有ｌ２台百万千瓦超超临界火电机组建成投产，年底全国在运百万千瓦 机组已经达￣ｒ］３３台。云南至广东以及向家坝至上海＋８００千伏特高压直流输电工程、＋５００千伏呼 伦贝尔至辽宁直流输电工程、＿＋６６０千伏宁东至山东直流极Ｉ系统、新疆与西ＪＬ７５０千伏联网等一 批跨区跨省重点工程建成投运．青藏电网联网工程开工建设。 （信息来源：中国电力信息网）