新聞主題	發(fā)電機(jī)準(zhǔn)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(jī)組和配電裝置組成，一般大型發(fā)電機(jī)房通常設(shè)有2-3臺(tái)同容量、同型號(hào)的發(fā)電機(jī)組，日常由一臺(tái)發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)供電。隨著工業(yè)社會(huì)的不斷發(fā)展電力行業(yè)顯得越來越重要，而同期并列是電力系統(tǒng)中經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)十分重要的操作。錯(cuò)誤的并列方法會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的沖擊，損壞電氣設(shè)備，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成成本升高?？得魉构颈疚募瘁槍?duì)發(fā)電機(jī)同期并列的原理、條件和過程進(jìn)行了闡述，同時(shí)提出了發(fā)電機(jī)并車失敗的原因和解決方法。

 

一、并聯(lián)運(yùn)行的條件

 

1、運(yùn)行條件

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

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

（2）發(fā)電機(jī)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(jī)的電壓相序與電網(wǎng)的電壓相序相同（發(fā)電機(jī)相序決定于原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，一般是固定的）。

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

2、條件不滿足的危害

（1）發(fā)電機(jī)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(jī)內(nèi)功率振蕩。

（3）電機(jī)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(jī)之間存在巨大的電位差而產(chǎn)生無法消除的環(huán)流，危害電機(jī)安全運(yùn)行。

 

二、準(zhǔn)確同步法

 

1、操作步驟

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

      將其中一臺(tái)發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷開關(guān)合上，將電壓送至母線上，而另一臺(tái)機(jī)組處在待并狀態(tài)。合上同期開頭，調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，使它等于或接近同步轉(zhuǎn)速 （與另一臺(tái)機(jī)組的頻率相差在半個(gè)周波以內(nèi)），調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)組的電壓，使其與另一臺(tái)發(fā)電機(jī)組電壓接近，在頻率與電壓均相近時(shí)，同期表的旋轉(zhuǎn)速度是越來越慢 的，同期指示燈也時(shí)亮?xí)r暗；當(dāng)待并機(jī)組與另一臺(tái)機(jī)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(dāng)待并機(jī)組與另一臺(tái)機(jī)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(dāng)同期表指針按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，這說明待并發(fā)電機(jī)的頻率比另一臺(tái)機(jī)組的頻率高，應(yīng)降低待并發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，反之當(dāng)同期表指針按逆時(shí)針方向 旋轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)增加待并發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速。同期表指針順時(shí)針方向緩慢旋轉(zhuǎn)，指針接近同期點(diǎn)時(shí)，立即將待并機(jī)組的斷路器合閘，使兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組并列。并列后切除同期表開關(guān)和相關(guān)的同期開關(guān)。

2、并聯(lián)條件檢測(cè)法

      將同步發(fā)電機(jī)調(diào)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(zhuǎn)燈光法兩種。

（1）暗燈法

      如圖1所示。電網(wǎng)與同步發(fā)電機(jī)之間的三相并聯(lián)開關(guān)兩側(cè)接燈泡，稱相燈，若三相相燈同明同暗，說明相序正確；當(dāng)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(zhuǎn)法

      如圖2所示。此方法比暗燈法容易實(shí)現(xiàn)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(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使燈光旋轉(zhuǎn)極其緩慢。當(dāng)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  暗燈法接線圖和相量圖

圖2  燈光旋轉(zhuǎn)法接線圖

 

三、自同步法

 

      柴油發(fā)電機(jī)自同步并聯(lián)接線如圖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(yàn)發(fā)電機(jī)相序，把發(fā)電機(jī)拖動(dòng)到接近同步轉(zhuǎn)速，勵(lì)磁繞組經(jīng)限流電阻短路。

（2）發(fā)電機(jī)投放電網(wǎng)，立即加直流勵(lì)磁電流，此時(shí)靠定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間所形成的引力就可把轉(zhuǎn)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（主開關(guān)合閘時(shí)間）捕獲脈沖通過一個(gè)合閘與門送出合閘控制信號(hào)，使主開關(guān)合閘操作。

2、組成

      由自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置和自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載裝置配合完成。

3、功能

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

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

 3、注意事項(xiàng)

      為防止不同期并列，在下列3種情況時(shí)不準(zhǔn)合閘：

1、組合式三相同期表的指針轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)而且有跳動(dòng)現(xiàn)象，不準(zhǔn)合閘。因?yàn)檫@可能其內(nèi)部的接點(diǎn)有卡阻現(xiàn)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(xiàn)停滯現(xiàn)象，不準(zhǔn)合閘。因?yàn)榇藭r(shí)雖然滿足并列條件，但由于開關(guān)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作需要約0.2s的時(shí)間，若在此時(shí)間內(nèi)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間的電壓、周波及相角差有變化，則會(huì)使開關(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(zhuǎn)動(dòng)過快時(shí)，不準(zhǔn)合閘。因?yàn)榇藭r(shí)待、并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的周波相差很大，不易掌握開關(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(jī)的并列操作在一定程度上關(guān)系到整個(gè)發(fā)電廠與電網(wǎng)的安危，要求操作人員必須具有豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)；在操作時(shí)密切監(jiān)視有關(guān)機(jī)組及聯(lián)絡(luò)線的表計(jì)變動(dòng)情況；確保待并發(fā)電機(jī)安全可靠地并入電網(wǎng)運(yùn)行。

 

圖3  同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)接法線路圖

圖4  柴油發(fā)電機(jī)自動(dòng)并車裝置原理圖

 

四、發(fā)電機(jī)并車失敗的原因及排除

 

1、并車失敗的原因

      交流同步發(fā)電機(jī)并車失敗的原因通常有以下幾方面：

① 電網(wǎng)參數(shù)波動(dòng)太大：由于有較大負(fù)載波動(dòng)，引起電網(wǎng)功率、頻率、電壓大幅度波動(dòng)，當(dāng)并車合閘時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊電流而使主開關(guān)跳閘，所以并車時(shí)應(yīng)斷開劇烈波動(dòng)的負(fù)載，待并車完成后再接通負(fù)載。

② 由于自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載裝置故障而無法合理分配負(fù)載或者手動(dòng)并車時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)移不及時(shí)使逆功率繼電器動(dòng)作引起主開關(guān)跳閘。

③ 操作不當(dāng)，沒有滿足并聯(lián)運(yùn)行的條件就隨意并車而引起大的沖擊電流使主開關(guān)跳閘。

④ 自動(dòng)并車裝置故障，無法給主開關(guān)發(fā)出合閘指令，該裝置控制邏輯如圖5所示。

⑤ 均壓線故障或均壓線接線端鈕松脫。

2、故障查找

（1）排除懷疑項(xiàng)

通過試驗(yàn)，就是在電網(wǎng)參數(shù)平穩(wěn)，波動(dòng)不大的情況下，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)也不能互相自動(dòng)準(zhǔn)同步并車，那就排除了電網(wǎng)不穩(wěn)的原因。手動(dòng)準(zhǔn)同步并車以后，隨著負(fù)載的變化發(fā)電機(jī)能夠完成功率的自動(dòng)分配，說明自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載裝置也是正常的，也排除了它的原因。能夠手動(dòng)準(zhǔn)同步并車合閘，說明能夠滿足并聯(lián)運(yùn)行的條件，主開關(guān)也沒有問題。檢查均壓線與接線端鈕也是正常的。通過上述分析，基本可以確定造成這種故障現(xiàn)象的原因是自動(dòng)并車裝置出現(xiàn)了問題，無法發(fā)出合閘指令。

（2）確定懷疑項(xiàng)

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

      裝置本身出現(xiàn)故障。

       機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定，無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(yùn)行模塊EP200的輸入電源是通過接在發(fā)電機(jī)單相電路中的電流互感器提供的。圖中并聯(lián)單機(jī)開關(guān)打開時(shí)為并聯(lián)運(yùn)行，閉合時(shí)為單機(jī)運(yùn)行。

③ 在1#發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)把2#發(fā)電機(jī)啟動(dòng)起來，調(diào)試到準(zhǔn)同步狀態(tài)，按下并車按鈕，測(cè)量并聯(lián)運(yùn)行模塊EP200的并聯(lián)單機(jī)開關(guān)兩端，發(fā)現(xiàn)2臺(tái)發(fā)電機(jī)的并聯(lián)單機(jī)開關(guān)均為閉合狀態(tài)。而并聯(lián)單機(jī)開關(guān)的打開是通過并車按鈕控制一個(gè)接觸器來實(shí)現(xiàn)的。按下并車按鈕，檢查發(fā)現(xiàn)接觸器不動(dòng)作，檢查從按鈕到接觸器接線正常，線圈控制電壓正常，確定是接觸器故障。換新接觸器，恢復(fù)接線，并車試驗(yàn)，并車恢復(fù)正常。

 

圖5  柴油發(fā)電機(jī)組同期并列系統(tǒng)控制邏輯

圖6  發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行接線圖

 

總結(jié)：

      隨著科技的發(fā)展，柴發(fā)電站的自動(dòng)化程度越來越高，信息技術(shù)和其它高新技術(shù)也都是建立在電能應(yīng)用基礎(chǔ)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業(yè)技能，同時(shí)也要對(duì)發(fā)電機(jī)房的主要機(jī)電設(shè)備加強(qiáng)維護(hù)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(hù)、精確保養(yǎng)，才能精確地了解設(shè)備的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)能夠下手，敢于下手。確保柴油發(fā)電機(jī)組及配電系統(tǒng)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(yùn)。

 

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