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DL／T 331-2010 发电机与电网规划设计关键参数配合导则.pdf

前言 引言 范围· 规范性引用文件 术语和定义· 技术要求

范围 见范性引用文件 术语和定义 技术要求：

本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由电力行业电机标准化技术委员会归口。 本标准负责起草单位：华东电网有限公司、华东电力试验研究院有限公司、华北电力科学研究 院、浙江电力试验研究所、东北电力科学研究院、湖北电力试验研究院、广东电力试验研究院、中国 电能成套设备有限公司。 、 本标准主要起草人：徐光昶、李福兴、郭明星、白恺、竺士章、王建军、阮羚、杨楚明、赵建 华。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二 条一号，100761）。

DL/T 331—2010

为适应厂网分开的电力体制改革的要求，协调电源和电网规划、运行之间的矛盾，指导电网规划 和电网及电厂的设备采购对关键参数的技术要求砌体结构专项施工方案(中建2017)（22P）.doc，在电网建设初期确立网机协调的基本条件，以提高 整个电力系统的安全稳定运行水平，本标准结合我国电力规划和运行的实际情况，对电网与电源间的 关键参数进行了相应规定。 随着我国电力系统的不断发展，电网联系越来越紧密，组成系统的单个元件对系统的影响不容忽 视，相互间的协调和配合日趋重要。另外，由于电网与电源规划不协调，造成输变电设备在某些地区 已无法满足系统短路电流的要求，短路电流的抑制措施又使得发电机运行范围变窄，电网无功支持能 力和电压调节能力减弱，整个电力系统的稳定性和可靠性降低。目前，发电机标准规定的运行电压和 频率的限值范围变窄，“般采取减小升压变压器短路阻抗以弥补因机端电压允许波动范围较窄带来的 限制，而减小升压变压器短路阻抗又会增加电网的短路电流水平，如何选择合适的升压变压器短路阻 抗显得尤为关键。 本标准针对上述问题，考虑不同电网情况，统筹兼顾电网的经济性与安全性，规范了发电机和升 压变压器关键参数的选择范围。

发电机与电网规划设计关键参数配合导则

DL/T331—2010

电机与电网规划设计关键参数配

暂态稳定.transientstability 是指电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式 的能力。通常指保持第一或第二个振荡周期不失步的功角稳定。

DL/T331—2010

指电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性 的能力。动态稳定的过程可能持续数十秒至几分钟。后者包括锅炉，带负荷调节变压器分接头，负荷 自动恢复等更长响应时间的动力系统的调整，又称为长过程动态稳定性。电压失稳问题有时与长过程 动态有关。与快速励磁系统有关的负阻尼或弱阻尼低频增幅振荡可能出现在正常工况下，系统受到小 扰动后的动态过程中，称之为小扰动动态稳定，或系统受到大扰动后的动态过程中，一般可持续发展 10s～20s后，进一步导致保护动作，使其他元件跳闸，问题进一步恶化。 ：学

电压稳定voltagestability

指电力系统受到小的或大的扰动后，系统电压能够保持或恢复到允许的范围内，不发生电压 崩溃的能力。无功功率的分层分区供需平衡是电压稳定的基础。电压失稳可表现在静态小扰动失 稳，暂态大扰动失稳及大扰动动态失稳或长过程失稳。电压失稳可以发生在正常工况、电压基本 正常的情况下，也可能发生在正常工况、母线电压已明显降低的情况下，也可能发生在受扰动以 后。

电压偏差voltage deviation

由于电力系统运行状态的缓慢变化，使电压发生偏移，其电压变化率小于每秒1%时的实际电压值 与系统额定电压值之差

无功电源reactive source

发电机实际可调无功出力、线路充电功率及包括电力系统及电力用户无功补偿装置在内的全部容 性无功容量。

指由于汽轮发电机组与具有串联补偿电容的输电系统间的耦合作用而产生的机电振荡行为 系统对该振荡所呈现的弱阻尼、无阻尼甚至负阻尼特性，使这种振荡的振幅呈逐渐增大的趋势 页率低于电网频率，称为次同步谐振。

次同步振荡subsynchronousoscillation（缩写SSO） 指由于汽轮发电机组与HVDC、SVS和PSS等有源快速控制装置的耦合作用而产生的机电 为，因为系统对该振荡所呈现的弱阻尼、无阻尼甚至负阻尼特性，使这种振荡的振幅呈逐渐增 势。由于系统中不存在电气谐振回路且振荡频率低于电网频率，称为次同步振荡。 2

短路比shortcircuitratio

同步发电机在额定转速下，空载电压为额定值时的励磁电流与三相对称稳态短路电流为额 的励磁电流的比值。

电力系统应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量，合理控制电网短路电流，维持电网频 率、电压在正常水平；发电机与电网之间的设备参数应合理配合，在正常负荷波动和调整有功、无功 潮流时，均不应发生自发振荡。在正常运行方式下，系统中任一元件（发电机、变压器、线路、母 线）发生单一故障时，不应导致主系统非同步运行，不应发生频率崩溃和电压崩溃。

4.2.1不同容量等级的发电机应分别接入相应电压等级的网络；在经济合理与建设条件可 下，应在负荷中心地区接入一些较大容量的主力机组，以实现有功、无功的就地平衡，满足 分区要求，提高系统的安全稳定性。

a）：发电厂的整体规划容量、单机容量、送电距离、送电容量及其在电力系统中的地位与作用； b）对系统短路电流的影响； c）简化电厂接线、减少出线电压等级及回路数； d）调度运行与事故处理的灵活性； e）断路器不超过现实可行的断路器最大开断容量； f）对电力系统安全性和稳定性的影响。 单机容量为600MW及以上机组，宜接入500（330）kV及以上电网，但对于短路电流较高的地 区，结合电网情况可适当考虑接入220kV电网；小于600MW大于100MW的机组，宜接入220kV电 网，但对于规划容量较大（1000MW及以上）的抽水蓄能电厂和水电厂宜直接接入500kV（330kV）电 网；其他容量的机组，可参照选择。

4.3电网分层分区要求

4.3.1应按照电网电压等级和供电区域，合理分层分区。合理分区是指以负荷中心为核心，将外部电 源连接到负荷中心，形成一个供需基本平衡的区域，并经联络线与相邻区域相连。 4.3.2随着特高压电网的建设，下级电压电网应在一定程度上逐步实现分区运行，相邻分区之间保持 互为备用。应避免和消除严重影响电网安全稳定的不同电压等级的电磁环网，发电厂不宜装设构成电 磁环网的联络变压器。 4.33分区电网应尽可能简化，以有效限制短路电流。

4.4.1发电机输出额定电压值应根据不同额定容量、转速及发电机电压设备选择等因系进行技不经济 综合比较后，由用户与制造厂商定，并应符合GB/T156的规定。可选用下列电压等级（kV)：6.3、 10.5、13.8、15.75、18、20、22、24、27（26）（额定电压系指出线端线间的额定电压），优先考虑 20kV级及以上电压等级机组。 对接入电网的发电机除考虑特殊用途外，设备参数一般应符合表1和表2的要求，并应满足下列 要求： a）若电厂接入负荷中心或机组容量较大（600MW及以上机组），Xa"宜取高值；若电厂接入非负 荷中心电网，X"宜取低值。 b）若电厂接入负荷中心电网，短路比宜取低值；若电厂接入非负荷中心电网，短路比宜取高 值。 c）负荷中心对动态无功有特殊需求的地区，经技术经济比较，发电机功率因数（迟相）可以适 当降低到0.8~0.85。

4.4.2发电机进相运行能为应满足以下规定：

a）在有功功率为额定值时》发电机应具备功率因数0.95进相运行的能力；对于接入负荷中心的 机组，进相运行能力可减小到功率因数0.98，对于接入非负荷中心的机组，进相功率因数应 满足0.95运行要求。机组实际进相运行范围一般可小于上述要求，应根据电网实际情况，由 银司 .b）对已投入运行的发电机，应有计划地按调度部门要求进行典型的吸收无功能力的试验，并根 等：据试验结果予以应用。 4.4.3发电机应能在图1所示的区域A内连续运行，并实现表3所规定的基本功能，但其性能不必与 额定电压和频率（见图1的额定点）时的性能完全相符。 1、 发电机在额定功率因数，电压变化范围在土5%和频率变化范围为土2%内（图1中区域A）能连续 输出额定功率；并保持其性能与额定电压和频率时基本相同，可允许出现某些差异，如温升可较额定 电压和频率时高。发电机应能在区域B内连续运行2h，并实现其基本功能，但其性能与额定电压和频 率时的差异允许大于在区域A内运行的情况，如温升可较额定电压和频率时高，并很可能高于区域A 的情况，但不应超过发电机规定的温度或温升限制。发电机组的相关保护均能满足该运行要求，保护 相关限制应与之相配合。对超出区域B范围的运行，由运营商和制造商双方协商确认。但不推荐在区 域B的边界上连续运行

务1 发电机电压和频率的限值（X轴一频率p.u；Y轴一电压p.u.)

不平衡负载。发电机应能承受一定数量的稳态和瞬态负序电流。当三相负载不对称，且每和 不超过额定定子电流（I），其负序电流分量（I）与额定电流I之比（I/IN）符合GB755夫 应能连续运行，当发生不对称故障时，故障运行的（I/I）²和时间的乘积应符合GB755白 见表3。

NB／T 14012.2-2016 页岩气工厂化作业推荐做法 第2部分：钻井表3 同步发电机不平衡负载运行限值

注：S为额定容量（MVA）

4.4.5失步运行。当引起系统振荡的故障点在发电机一升压变压器外部时，汽轮发电机应当能够承受至少 5个～20个振荡周期，以使系统尽可能快速恢复稳定；当故障点在发电机一升压变内部时才允许立即启动 失步保护。 4.4.6失磁异步运行。汽轮发电机失磁异步运行的能力及限制，很大程度上与电网容量、机组容量、 有否特殊设计等有关。按照GB/T7064的规定，发电机的设计本身允许作短时失磁异步运行，对间接 冷却的发电机在定子电压接近额定值时，到0.6倍的额定有功功率时，此时定子电流不超过1.0倍～1.1 倍额定值，失磁异步运行不超过20min；直接冷却的300MW及以下发电机组可在失磁后60s内减负荷 至额定有功功率的60%，90s内降至40%，在额定定子电压下带0.4倍额定有功，定子电流不超过1.0 倍～1.1倍时，发电机总的失磁运行时间不超过15min。600MW及以上机组的允许运行时间和减负荷 方式由用户与制造厂协商决定。水轮发电机一般不宜失磁运行。

发电机在具备如下条件时通常可进入短时异步运行： a）电网有足够的无功容量维持合理的电压水平： b）机组能迅速减少负荷（应自动进行）到允许水平； c）发电机带的厂用供电系统可以自动切换到另一个电源，如果在规定的短时运行时间内不能恢 复励磁，则机组应与系统解列； d）日 电网是否要求发电机失去励磁后立即与系统解列，还是允许机组快速减负荷并短时运行，应 根据电网和机组的实际情况综合考虑。电网调度机构应与电厂就具体机组失磁后可能的运行 方式达成协议。 4.4.7通过串联电容补偿输电线路接入系统的机组，应通过计算分析确定合理的串联补偿度，尽量避 免发生次同步谐振，必要时应安装扭振保护装置、励磁辅助控制环节、可控串补、阻塞滤波器等措 施。 am S 4.4.8具有直流输电线路的龟网，应计算分析是否会发生次同步振荡；若存在次同步振荡的可能性， 4.5励磁系统参数要求 福 4.5.1励磁系缤设备的设计、选型应满足电网根据机组所在地点提出的励磁方式和特殊要求；满足进 相运行的要求；足电网实施AVC控制的要求。入网运行的发电机励磁系统各项性能指标应满足相应 国家标准、行业标准的要求，特别是与电力系统稳定性有关的性能指标。 4.5.2励磁系统应发挥发电机一升压变长期连续运行和短时过负荷、过励磁的能力。 2001的相关规定确定。 福中 一 4.5.4PSS存足够的频率覆盖范围，并根据原动机增减出力的速率和幅度选择适当的PSS类型。 4.5.5励磁搭制系统应具有快速而稳定的控制特性，励磁系统模型应符合GB/T409.2的要求。 4.6发电机册主变压器参数要求 的要求，并考患电系统10年～15年发展的需要。 4.6.2升压变高压侧的额定电压， ，220kV及以下电压等级者，宜选1.1倍系绕额定电压，1050、750、 4.6.3升压变压器睿量 一般应满足发电机最大连续容量运行的需要，并满足发电机特殊运行方式下 运行的要求。 4.6.4升压变压器短路阻抗的选择，应结合规划电网，综合考虑以下因素： a）系统的短路电流 b）系统的暂态稳定性、动态稳定性和电压稳定性： c）系统电压、无功调节能力 d）设备的可靠性和经济性。 短路阳垃推若值贝表4（水轮发中机可参照地行）

凯怡茗苑住宅楼建筑施工组织设计表4汽轮发电机升压变压器短路阻抗推荐值

DL7S5 短路电流较高的电网宜取高值，短路电流较低的电网宜取低值，如有特殊需求可超出推荐范围， 但不宜超出范围的1.1倍。 4.6.5升压变压器宜选用无励磁调压型。1050、750、500、330kV级变压器，经调压计算论证可行 时，也可采用不设分接头的变压器。 4.6.6变压器分接头调压范围经调压计算确定，无励磁调压变压器一般可选土2×2.5%，位于负荷中心 地区的发电厂升压变，其高压侧分接头调压范围应适当下降2.5%～5%，高压侧额定运行电压可由当地 电网运行管理部门确定。