淺析農(nóng)村小水電站力率關(guān)系

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在農(nóng)村小水電站的運(yùn)行管理工作中，發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)既是本文所述的力率，它是一個(gè)需要經(jīng)常調(diào)整的參數(shù)，怎樣根據(jù)小水電站季節(jié)性水量變化、發(fā)電機(jī)負(fù)荷不均等特點(diǎn)，合理調(diào)整發(fā)電機(jī)力率，滿足無功負(fù)荷的需求，解決發(fā)電機(jī)處滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)機(jī)端電壓偏高的問題，對水電站的安全運(yùn)行及提高電站的經(jīng)濟(jì)效益，具有重要的意義。

并網(wǎng)發(fā)電機(jī)的力率，電力部門要求是比較嚴(yán)格，假設(shè)上網(wǎng)力率標(biāo)準(zhǔn)為0.85，如低于0.01，獎(jiǎng)勵(lì)當(dāng)月上網(wǎng)電費(fèi)的0.1%，高出0.01，則懲罰當(dāng)月上網(wǎng)電費(fèi)的0.5%，即獎(jiǎng)一罰五。水電站在不同季節(jié)，根據(jù)水量和負(fù)荷變化的特點(diǎn)，合理地調(diào)整發(fā)電機(jī)力率，不但可以保證自供無功負(fù)荷的需要，還可以享受電力網(wǎng)多發(fā)無功的嘉獎(jiǎng)。 農(nóng)村小水電站根據(jù)不同季節(jié)的水雨情特點(diǎn)，合理調(diào)整發(fā)電機(jī)力率，使其處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。對于徑流式?jīng)]有調(diào)節(jié)能力的小水電站，如常太鎮(zhèn)院里水電站，在雨季水量充足時(shí)，水電站內(nèi)多臺機(jī)組都可以滿負(fù)荷運(yùn)行，這時(shí)，應(yīng)把發(fā)電機(jī)的力率調(diào)到0.85~0.9左右，讓發(fā)電機(jī)多發(fā)有功，少發(fā)無功，向電力網(wǎng)繳納適當(dāng)?shù)臒o功電費(fèi)，以取得更多的上網(wǎng)電費(fèi)。對于具有調(diào)節(jié)性能的中小型水電站，如后溪水庫壩后式水電站、外度水電站及東圳水庫壩后式電站，在電力網(wǎng)無特殊要求要力率處某值時(shí)，當(dāng)水庫高水位情況下，可少發(fā)無功，多發(fā)有功；在水庫低水位情況，可多發(fā)無功，以取得無功的嘉獎(jiǎng)。發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)為0.8，最高不能超過0.95，否則，發(fā)電機(jī)容易發(fā)生進(jìn)相運(yùn)行，是不容許。在滿足負(fù)荷經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況下，力率不宜調(diào)得太低，原因是當(dāng)發(fā)電機(jī)有功出力一定時(shí)，力率從額定值到零的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流會(huì)增大，當(dāng)轉(zhuǎn)子電流處額定時(shí)，則要降低有功出力。功率因數(shù)越小，轉(zhuǎn)子電流需調(diào)大，這可能使轉(zhuǎn)子線圈溫度超過允許溫升，所以在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)應(yīng)盡量將發(fā)電機(jī)的力率調(diào)高一些，有利于保證發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。 汛期水量充足時(shí)，在電力網(wǎng)無特別要求時(shí)，水電站可調(diào)高力率運(yùn)行，多發(fā)有功、少發(fā)無功，適當(dāng)向電力網(wǎng)購買一些無功，以取得更多的有功上網(wǎng)電量。主汛期，地方發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的多，電力網(wǎng)裝設(shè)有一定的無功補(bǔ)償裝置，如一旦電力網(wǎng)力率偏高，無功補(bǔ)償裝置可自動(dòng)投入運(yùn)行，進(jìn)行無功補(bǔ)償，以鼓勵(lì)農(nóng)村小水電站多發(fā)有功電量，因?yàn)樗娛蔷G色能源。并網(wǎng)運(yùn)行的水電站，在汛期水量充足機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生發(fā)電機(jī)端電壓偏高現(xiàn)象，端電壓過高，為了保證機(jī)組的安全運(yùn)行，必須降低發(fā)電機(jī)組的有功出力。例如外度水電站，在農(nóng)村電力網(wǎng)改造前，由于供電線路不合理，汛期機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，夜間端電壓最高達(dá)到7.0kv，高出機(jī)端額定電壓6.3kv的10%，這樣并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，容易引發(fā)各類電氣事故的發(fā)生，如輕者發(fā)生電器設(shè)備元器件擊穿燒毀，重者會(huì)危及發(fā)電機(jī)等主設(shè)備的絕緣安全。機(jī)端電壓過高，對于設(shè)備運(yùn)行年限已久，絕緣老化或機(jī)組絕緣有缺陷的發(fā)電機(jī)，會(huì)引起絕緣擊穿，嚴(yán)重時(shí)造成發(fā)電機(jī)著火或冒煙。當(dāng)端電壓高于1.05倍額定電壓時(shí)，由于磁通飽和，使發(fā)電機(jī)的鐵損增加，鐵芯發(fā)熱，發(fā)電機(jī)效率下降，加速絕緣老化。由于端電壓過高，不得不減少機(jī)組發(fā)電出力，雨水充足時(shí)要棄水，浪費(fèi)寶貴的水力資源，影響了電站的經(jīng)濟(jì)效益，在條件容許情況下，適當(dāng)提高發(fā)電機(jī)的力率，可降低發(fā)電機(jī)的端電壓，但不能解決端電壓過高的根本問題，要解決機(jī)端電壓過高，可以對升壓變、并網(wǎng)線路以及負(fù)荷分配等進(jìn)行全系統(tǒng)的調(diào)整改造，外度水電站在農(nóng)村電力網(wǎng)改造后，發(fā)電機(jī)端電壓已處正常運(yùn)行。 并網(wǎng)運(yùn)行的小水電站，由于枯水期來水量減小，水庫水位通常處正常偏低水位，機(jī)組有功出力一般不能滿負(fù)荷運(yùn)行，這個(gè)季節(jié)，可以適當(dāng)調(diào)低發(fā)電機(jī)力率，處0.6~0.75左右運(yùn)行，在有功出力不變的情況下，盡量多發(fā)無功電量，以求取電力網(wǎng)的無功電費(fèi)。 總之，在符合電力網(wǎng)要求的情況下，農(nóng)村小水電站可根據(jù)實(shí)際水雨情以及發(fā)電機(jī)組等情況，科學(xué)調(diào)度，合理按排各發(fā)電機(jī)組的出力，充分發(fā)揮力率關(guān)系，不但可以最大可能地保證所發(fā)的電能質(zhì)量和水電站運(yùn)行安全，而且可以使水電站得到最高的經(jīng)濟(jì)效益。