不同系统接线方式下电压调差率的整定计算

国电科学技术研究院、陆军军官学院、安徽省电力科学研究院的研究人员陈延云、蔡培、王锐、戴申华，在2015年第1期《电气技术》杂志上撰文，针对当前大型发电机组电压调差率整定计算工作存在不规范的问题，结合电压调差率原理，详细介绍了发电机-变压器单元接线和经三绕组变压器并列两种接线方式下电压调差率的整定计算方法及注意事项，并通过具体算例，验证了整定计算方法的可行性。

1 引言

并列运行的同步发电机组通常借助于电压调差率来实现无功功率稳定合理的分配。发电机的电压调差率包括自然调差率和附加调差率。自然调差率又称静差率，现代励磁控制系统稳态增益很大，等于或近似于无差调节，其自然调差率很小，仅靠自然调差率是不能满足机组无功功率分配要求的。

为保障机组和电网的安全经济运行，通常需要配置合适的附加调差[1]。若励磁系统调差系数过大，当发电机追踪负荷无功变化时，电网运行电压波动较大，从而影响电压质量，增加电网网络损耗和运行风险；若励磁系统调差系数过小，当电网运行电压微小的变化时，发电机输出更多的无功功率，同时对于并联运行的发电机组将会发生抢无功现象，不利于发电机安全运行[2]。

目前，对于电压调差率整定的基本原则、极性选择方面已有不少文献作过讨论[3][4][5]。对于机端直接并联运行的发电机组, 为了使无功电流能够稳定分配, 需要一定的正调差，附加调差系数应为正。当两台及以上发变组单元在高压侧母线并列时, 为了机组能够稳定运行，要求各个机组在并列点的调差系数为正调差。

对于在高压侧并联的发电机变压器组, 由于升压变压器电抗大, 发电机无功负荷增大时, 高压母线电压下降过多, 不利于稳定运行, 需要采用负的附加调差系数以补偿变压器电抗。

笔者曾对国内各区域电网大型发电机组励磁系统调差系数的整定现状进行深入调研，发现调差系数的整定工作存在很大的随意性，区域差异较大，定值整定范围宽、管理不规范等问题较突出，有些机组甚至不投入附加调差环节，极大的影响了机组的无功调节能力。

为此，对常见系统接线方式下的调差率整定计算进行分析研究，为发电厂提供具有实用价值的整定计算方法，对机组和电网的安全经济运行具有重要意义。

2 发电机-变压器单元接线（略）

目前，大型发电机组一般采用发电机-变压器单元接线方式，通过主变高压侧母线并列，并列点处的调差系数决定了各机组之间的无功分配关系和并列点处电压。这种接线方式中，由于变压器电抗大，发电机无功负荷增大时，高压母线电压下降过多，不利于稳定运行，需采用负的附加调差系数以补偿变压器电抗，加快高压母线的电压响应速度，提高系统电压稳定性。

3 经三绕组变压器并列接线（略）

相对于发电机-变压器组单元接线方式，经三绕组变压器并列的接线方式较复杂，调差率设置考虑因素较多。图1中，两台发电机通过两台三绕组变压器分别在高、中压侧并联，高压侧接入电网，中压侧母线为本地负荷母线，无功需求较大。建立该并联方式的等效电路，如图2所示。

图1 发电机经过三绕组变压器并列运行

4 结论

并列运行的发电机组，并列点的电压调差率整定需综合考虑发电机的自然调差、附加调差和主变压器压降等因素。对于发电机-变压器单元接线方式，标准DL/T 843-2010中给出的整定计算公式具有很好的工程实用价值，但计算时主变压器和发电机参数必须采用同一电压侧的电压和电流。

经三绕组变压器并列的接线方式，调差率设置不能简单的补偿变压器阻抗，要充分考虑高、中压侧的协调问题。本文针对上述两种系统接线方式提出了整定计算方法，并通过实际应用验证了方法的有效性，希望能为类似接线的机组提供参考。