电力系统稳定器在MNGETA水电站的应用(1).docx

技术交流SMALLHYDROPOwER2015No.2，TotalNo.182

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电力系统稳定器在MNGETA水电站的应用

曾毕鹏，熊杰，周成，高雄清，宋宴明

（水利部长江委陆水枢纽工程局，湖北赤壁437300）

摘要：详细介绍了电力系统稳定器（PSS）的基本原理及其在MNGETA水电站的应用。PSS提高了电网运行的可靠性，对电网的安全、稳定起到了积极的作用，在广大中小水电网，特别是在孤网运行的水电系统中有广阔的应用前景。图

6幅。

关键词：水电站；电力稳定器；录波分析；原理；应用

1概述

MNGETA水电站位于坦桑尼亚，装有2台卧式混流机组（2×160kw，发电机为400V低压机组，额定定子电流288.8A，额定励磁电流110A，额定励磁电压45V）。2台机组直接并联组网后向用户供电，负荷在70~250kw之间变化，输电距离大于10km。

2台机组各自单机带负荷运行还是比较稳定，并列运行时，无论如何调整调速器的参数，发电机的端电压很稳定，励磁电流（包括无功功率）摆动

范围非常小，但是有功功率只能稳定运行在某个点，而不是在某个区间稳定运行；当调速器改成手动方式运行时，完全不能满足负荷变化的要求，无法稳定运行。2台并列运行后，逐步递增负荷，总负荷可以达到230kw以上，而机组实际只能运行在150kw的负荷区，超过这个区域2台机组就无法稳定的并列运行。

2录波分析

双机并列运行总负荷为100kw，有功功率与无功功率波动波形图如下所示（见图1）。

图1有功功率与无功功率波动波形

收稿日期：2014-10-30

作者简介：曾毕鹏（1964-），男，工程师，主要从事水电站励磁设备的安全经济运行及研究工作。

当总负荷到达150kw时，定子电流摆幅达到200多A（额定定子电流288.8A）。由于机组大幅波动，发电机过电流保护动作，机组无法正常运行。

根据录波分析可知：可能是输电线路线径较小引起的阻抗过大、水头波动及尾水是否产生旋流等

小水电2015年第2期（总第182期）技术交流

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多种综合因素，加上励磁又是采用的快速、高放大倍数的微机励磁。通过将其中1台机组（2号机）的励磁由自动电压调节模式切换到手动励磁电流调

节模式，2台机组的振荡情况得到明显改善；而且随着负荷的增加，2台机组有功负荷分配越平均运行得越稳定（见图2）

图21号机恒压运行，2号机恒流运行的励磁调节器录波

根据图2分析可知：励磁1台机组切恒流（手动）运行后，机组之间的有功功率波动幅度有所减小。根据这个情况，我们分析判断机组发生了有功低频振荡，引起了定子电流等幅（或增幅）振荡。低频振荡原因是孤网运行时2台机组在小干扰下发生的频率为0.2~2.5Hz范围内的持续振荡现象，此时发电机2台转子之间产生了磁场拉力，互相牵扯、摇摆。产生有功低频振荡的原因是由于电力系统的负阻尼效应，经常出现在弱联系、远距离、重负荷输电线路上，在采用快速、高放大倍数的微机

调节励磁系统上发生概率更高。因此，建议试投PSS（电力系统稳定器），通过励磁装置的PSS输出抑制机组的低频振荡。同时，提出调速器增加1次调频功能可能效果更好。

经过试验证明，双机并列1台励磁投入PSS后，机组振荡有改善，2台同时投入PSS后，机组振荡明显减弱，机组带负荷运行情况正常。由于现场缺少相应的试验设备（如频谱分析仪、继电测试仪、示波器等），只能根据励磁软件录波分析机组的相关电量（见图3~图6）。

图32台并列投，2号机PSS录波（各录半分钟）

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图42台同时投，PSS录波（各录半分钟）

图52台并列，2号机退出，PSS录波（各录半分钟）

图62台并列，同时退出，PSS录波（各录半分钟）

根据以上4组波形图可以分析出有功功率在低频振荡时的波动幅度较大，而且是