新聞主題	發(fā)電機準同期并列法的條件和投入步驟

 

摘要：柴發(fā)電站由柴油發(fā)電機組和配電裝置組成，一般大型發(fā)電機房通常設有2-3臺同容量、同型號的發(fā)電機組，日常由一臺發(fā)電機向電網(wǎng)供電。隨著(zhù)工業(yè)社會(huì )的不斷發(fā)展電力行業(yè)顯得越來(lái)越重要，而同期并列是電力系統中經(jīng)常進(jìn)行的一項十分重要的操作。錯誤的并列方法會(huì )對發(fā)電機和系統產(chǎn)生巨大的沖擊，損壞電氣設備，影響電力系統的穩定性，造成成本升高?？得魉构颈疚募瘁槍Πl(fā)電機同期并列的原理、條件和過(guò)程進(jìn)行了闡述，同時(shí)提出了發(fā)電機并車(chē)失敗的原因和解決方法。

 

一、并聯(lián)運行的條件

 

1、運行條件

      并聯(lián)投入時(shí)，避免產(chǎn)生大的電流沖擊和轉軸受到突然的扭矩。并聯(lián)合閘必須滿(mǎn)足四個(gè)條件∶

（1）發(fā)電機頻率等于電網(wǎng)的頻率（各國電網(wǎng)頻率大致有兩種∶50Hz或60Hz，我國為50Hz）。

（2）發(fā)電機的電壓幅值等于電網(wǎng)電壓的幅值，且波形一致。

（3）發(fā)電機的電壓相序與電網(wǎng)的電壓相序相同（發(fā)電機相序決定于原動(dòng)機的轉向，一般是固定的）。

（4）在合閘時(shí)，發(fā)電機的電壓相角與電網(wǎng)電壓的相角一樣。

2、條件不滿(mǎn)足的危害

（1）發(fā)電機和電網(wǎng)之間有環(huán)流，定子繞組端部受力變形。

（2）產(chǎn)生拍振電流和電壓，引起電機內功率振蕩。

（3）電機和電網(wǎng)之間有高次諧波環(huán)流，增加損耗，溫度升高，效率降低。

（4）電網(wǎng)和電機之間存在巨大的電位差而產(chǎn)生無(wú)法消除的環(huán)流，危害電機安全運行。

 

二、準確同步法

 

1、操作步驟

      用準同期法進(jìn)行并列操作，發(fā)電機組電壓必須相同，頻率相同以及相位一致，這可通過(guò)裝在同期盤(pán)上的兩塊電壓表、兩塊頻率表以及同期表和非同期指示燈來(lái)監視，并列操作步驟如下：

      將其中一臺發(fā)電機組的負荷開(kāi)關(guān)合上，將電壓送至母線(xiàn)上，而另一臺機組處在待并狀態(tài)。合上同期開(kāi)頭，調節待并發(fā)電機組的轉速，使它等于或接近同步轉速 （與另一臺機組的頻率相差在半個(gè)周波以?xún)龋?，調節待并發(fā)電機組的電壓，使其與另一臺發(fā)電機組電壓接近，在頻率與電壓均相近時(shí)，同期表的旋轉速度是越來(lái)越慢 的，同期指示燈也時(shí)亮時(shí)暗；當待并機組與另一臺機組相位相同時(shí)，同期表指針指示向上方正中間位置，同期燈最暗，當待并機組與另一臺機組相位差最大時(shí)，同期表指向下方正中位置，此時(shí)同期燈最亮，當同期表指針按順時(shí)針?lè )较蛐D時(shí)，這說(shuō)明待并發(fā)電機的頻率比另一臺機組的頻率高，應降低待并發(fā)電機組的轉速，反之當同期表指針按逆時(shí)針?lè )较?nbsp;旋轉時(shí)，應增加待并發(fā)電機組的轉速。同期表指針順時(shí)針?lè )较蚓徛D，指針接近同期點(diǎn)時(shí)，立即將待并機組的斷路器合閘，使兩臺發(fā)電機組并列。并列后切除同期表開(kāi)關(guān)和相關(guān)的同期開(kāi)關(guān)。

2、并聯(lián)條件檢測法

      將同步發(fā)電機調整到符合并聯(lián)條件后進(jìn)行并網(wǎng)操作，分為暗燈法和旋轉燈光法兩種。

（1）暗燈法

      如圖1所示。電網(wǎng)與同步發(fā)電機之間的三相并聯(lián)開(kāi)關(guān)兩側接燈泡，稱(chēng)相燈，若三相相燈同明同暗，說(shuō)明相序正確；當三組相燈同時(shí)熄滅時(shí)，表示電壓差△U，=△U，=△U。=0，即可并網(wǎng)合閘。

（2） 燈光旋轉法

      如圖2所示。此方法比暗燈法容易實(shí)現并網(wǎng)操作，一個(gè)相燈熄滅時(shí)，另兩個(gè)相燈亮度一樣；調節發(fā)電機轉速，使燈光旋轉極其緩慢。當相燈1熄滅，相燈2、相燈3亮度一樣時(shí)，即可合閘并網(wǎng)。

 

圖1  暗燈法接線(xiàn)圖和相量圖

圖2  燈光旋轉法接線(xiàn)圖

 

三、自同步法

 

      柴油發(fā)電機自同步并聯(lián)接線(xiàn)如圖3所示，原理框圖如圖4所示。

1、自同步法的投入步驟

（1）校驗發(fā)電機相序，把發(fā)電機拖動(dòng)到接近同步轉速，勵磁繞組經(jīng)限流電阻短路。

（2）發(fā)電機投放電網(wǎng)，立即加直流勵磁電流，此時(shí)靠定、轉子磁場(chǎng)間所形成的引力就可把轉子自動(dòng)牽入同步。缺點(diǎn)合閘后有電流沖擊。

（3）如圖4所示，合閘控制電路把電壓差允許鑒別的條件、頻差允許鑒別條件與恒定提前時(shí)間（主開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間）捕獲脈沖通過(guò)一個(gè)合閘與門(mén)送出合閘控制信號，使主開(kāi)關(guān)合閘操作。

2、組成

      由自動(dòng)準同步裝置和自動(dòng)調頻調載裝置配合完成。

3、功能

① 檢測待并發(fā)電機電壓與電網(wǎng)電壓之間的頻率和頻差符號，并根據頻差的大小和符號，向待并發(fā)電機發(fā)出相應的自動(dòng)整步的加速或減速信號。

② 檢測頻差、相位差和電壓差，當滿(mǎn)足允許合閘條件時(shí)，適時(shí)地發(fā)出合閘指令。

 3、注意事項

      為防止不同期并列，在下列3種情況時(shí)不準合閘：

1、組合式三相同期表的指針轉動(dòng)不平穩而且有跳動(dòng)現象，不準合閘。因為這可能其內部的接點(diǎn)有卡阻現象；

2、若組合式三相同期表的指針在接近同期點(diǎn)時(shí)出現停滯現象，不準合閘。因為此時(shí)雖然滿(mǎn)足并列條件，但由于開(kāi)關(guān)操作機構動(dòng)作需要約0.2s的時(shí)間，若在此時(shí)間內發(fā)電機與電網(wǎng)之間的電壓、周波及相角差有變化，則會(huì )使開(kāi)關(guān)的合閘在不同期點(diǎn)上；

3、若組合式三相同期表的指針轉動(dòng)過(guò)快時(shí)，不準合閘。因為此時(shí)待、并發(fā)電機與電網(wǎng)的周波相差很大，不易掌握開(kāi)關(guān)合閘操作的時(shí)間，容易造成在不同期點(diǎn)上合閘。

      發(fā)電機的并列操作在一定程度上關(guān)系到整個(gè)發(fā)電廠(chǎng)與電網(wǎng)的安危，要求操作人員必須具有豐富的現場(chǎng)經(jīng)驗；在操作時(shí)密切監視有關(guān)機組及聯(lián)絡(luò )線(xiàn)的表計變動(dòng)情況；確保待并發(fā)電機安全可靠地并入電網(wǎng)運行。

 

圖3  同步發(fā)電機并聯(lián)接法線(xiàn)路圖

圖4  柴油發(fā)電機自動(dòng)并車(chē)裝置原理圖

 

四、發(fā)電機并車(chē)失敗的原因及排除

 

1、并車(chē)失敗的原因

      交流同步發(fā)電機并車(chē)失敗的原因通常有以下幾方面：

① 電網(wǎng)參數波動(dòng)太大：由于有較大負載波動(dòng)，引起電網(wǎng)功率、頻率、電壓大幅度波動(dòng)，當并車(chē)合閘時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊電流而使主開(kāi)關(guān)跳閘，所以并車(chē)時(shí)應斷開(kāi)劇烈波動(dòng)的負載，待并車(chē)完成后再接通負載。

② 由于自動(dòng)調頻調載裝置故障而無(wú)法合理分配負載或者手動(dòng)并車(chē)時(shí)負載轉移不及時(shí)使逆功率繼電器動(dòng)作引起主開(kāi)關(guān)跳閘。

③ 操作不當，沒(méi)有滿(mǎn)足并聯(lián)運行的條件就隨意并車(chē)而引起大的沖擊電流使主開(kāi)關(guān)跳閘。

④ 自動(dòng)并車(chē)裝置故障，無(wú)法給主開(kāi)關(guān)發(fā)出合閘指令，該裝置控制邏輯如圖5所示。

⑤ 均壓線(xiàn)故障或均壓線(xiàn)接線(xiàn)端鈕松脫。

2、故障查找

（1）排除懷疑項

通過(guò)試驗，就是在電網(wǎng)參數平穩，波動(dòng)不大的情況下，兩臺發(fā)電機也不能互相自動(dòng)準同步并車(chē)，那就排除了電網(wǎng)不穩的原因。手動(dòng)準同步并車(chē)以后，隨著(zhù)負載的變化發(fā)電機能夠完成功率的自動(dòng)分配，說(shuō)明自動(dòng)調頻調載裝置也是正常的，也排除了它的原因。能夠手動(dòng)準同步并車(chē)合閘，說(shuō)明能夠滿(mǎn)足并聯(lián)運行的條件，主開(kāi)關(guān)也沒(méi)有問(wèn)題。檢查均壓線(xiàn)與接線(xiàn)端鈕也是正常的。通過(guò)上述分析，基本可以確定造成這種故障現象的原因是自動(dòng)并車(chē)裝置出現了問(wèn)題，無(wú)法發(fā)出合閘指令。

（2）確定懷疑項

① 自動(dòng)并車(chē)裝置不能發(fā)出合閘指令一般有以下幾個(gè)原因：

      裝置本身出現故障。

       機組運行不穩定，無(wú)法尋覓同步投入條件。

      合閘電路有故障，不能合閘。

② 如圖6所示，并聯(lián)運行模塊EP200的輸入電源是通過(guò)接在發(fā)電機單相電路中的電流互感器提供的。圖中并聯(lián)單機開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)為并聯(lián)運行，閉合時(shí)為單機運行。

③ 在1#發(fā)電機運行時(shí)把2#發(fā)電機啟動(dòng)起來(lái)，調試到準同步狀態(tài)，按下并車(chē)按鈕，測量并聯(lián)運行模塊EP200的并聯(lián)單機開(kāi)關(guān)兩端，發(fā)現2臺發(fā)電機的并聯(lián)單機開(kāi)關(guān)均為閉合狀態(tài)。而并聯(lián)單機開(kāi)關(guān)的打開(kāi)是通過(guò)并車(chē)按鈕控制一個(gè)接觸器來(lái)實(shí)現的。按下并車(chē)按鈕，檢查發(fā)現接觸器不動(dòng)作，檢查從按鈕到接觸器接線(xiàn)正常，線(xiàn)圈控制電壓正常，確定是接觸器故障。換新接觸器，恢復接線(xiàn)，并車(chē)試驗，并車(chē)恢復正常。

 

圖5  柴油發(fā)電機組同期并列系統控制邏輯

圖6  發(fā)電機并聯(lián)運行接線(xiàn)圖

 

總結：

      隨著(zhù)科技的發(fā)展，柴發(fā)電站的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，信息技術(shù)和其它高新技術(shù)也都是建立在電能應用基礎之上的。這就要求我們的柴發(fā)電站管理人員除了要不斷地提高自己的專(zhuān)業(yè)技能，同時(shí)也要對發(fā)電機房的主要機電設備加強維護管理，既要會(huì )操作，也要充分了解它們性能特點(diǎn)，工作原理，才能做到科學(xué)管理、精心維護、精確保養，才能精確地了解設備的工作狀態(tài)，發(fā)現問(wèn)題時(shí)能夠下手，敢于下手。確保柴油發(fā)電機組及配電系統始終處于良好的技術(shù)狀態(tài)，確保柴發(fā)電站安全營(yíng)運。

 

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