發(fā)電機同期并網(wǎng)及其注意事項

1、發(fā)電機同期并網(wǎng)及其注意事項,主講人：馬良,主要內(nèi)容,發(fā)電機建壓的相關(guān)注意事項,發(fā)電機同期并列的條件和步驟,同期點的概念： 當(dāng)某一開關(guān)斷開后，其開關(guān)上下口電源為不同的兩個系統(tǒng)（兩個電源），這一開關(guān)就被看為同期點。 例如我廠：3351 3362 3371 3382開關(guān),同期的概念,當(dāng)待并列運行的電源是交流電源時，由于交流電源存在三要素：電壓、頻率、相位。所以待并列的電源，電壓、頻率、相位要一致，稱為同期操作。如果不進(jìn)行同期操作，合閘的瞬間會造成強大的沖擊電流，從而嚴(yán)重?fù)p害設(shè)備或影響系統(tǒng)的安全運行。,發(fā)電機并列運行的優(yōu)點,同期并網(wǎng)的理想條件,發(fā)電機并網(wǎng)的實際條件,怎么實現(xiàn)并網(wǎng)的條件,安裝正確可保證相

2、序一致,調(diào)節(jié)勵磁電流可使電壓相等,調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速可使頻率相同,發(fā)電機機滿足條件可以并網(wǎng),調(diào)節(jié)發(fā)電機瞬時速度可使相位一致,同步發(fā)電機的并網(wǎng),同期并網(wǎng)的條件 發(fā)電機的相序與電網(wǎng)一致，必須保證 發(fā)電機的頻率與電網(wǎng)一致（一般發(fā)電機頻率略高于系統(tǒng)頻率） 發(fā)電機的電壓與電網(wǎng)電壓大小相等，相位相同 目的：并網(wǎng)時，發(fā)電機與電網(wǎng)三相之間不允許出現(xiàn)過大電壓差，引起沖擊電流,發(fā)電機并列的方法,建 壓,1、自動、手動建壓兩種方式； 2、建壓時的注意事項（調(diào)整）； 3、a、b兩通道切換試驗的注意事項（參數(shù)）；,自動/手動兩種方式切換的注意事項,裝置電源采用雙路供電，一路來自于直流電源，從直流屏引兩路電源分別供給a.b兩

3、通道。另一路來自起勵電源輸出交流電源。兩路電源經(jīng)二極管并聯(lián)運行互為冗余，提高了裝置的可靠性。 跟蹤切換 手動運行方式時，自動通道實時跟蹤發(fā)電機電壓；自動運行時，手動通道經(jīng)延時跟蹤轉(zhuǎn)子電流（或輸出電流）。兩種運行方式之間能進(jìn)行無擾動切換。通道之間通過調(diào)整跟蹤系數(shù)，使得兩個通道顯示的觸發(fā)角大致相等，當(dāng)進(jìn)行切換時，就不會產(chǎn)生很大的波動。,自動、手動建壓兩種方式,零起升壓 1、試驗前的設(shè)置和檢查 發(fā)電機勵磁系統(tǒng)接線為正常運行的勵磁系統(tǒng)接線。通過“調(diào)試”“模式切換”將調(diào)節(jié)器置“電壓閉環(huán)”控制方式 檢查初勵繼電器在插入位置，初勵電源已送。檢查所有主回路的開關(guān)已合。檢查脈沖開關(guān)已合。檢查電壓給定值，應(yīng)在10

4、%-15%ufn。當(dāng)機組殘壓過高，或者出現(xiàn)機端電壓上升后又回到零，起勵失敗的情況，可以根據(jù)需要調(diào)高電壓給定值。 2、試驗過程 進(jìn)入主界面，可關(guān)閉b套調(diào)節(jié)器電源，確保機組和設(shè)備的安全。 在滅磁開關(guān)前安排人員把守，當(dāng)調(diào)節(jié)器給出開機令后，觀察轉(zhuǎn)子電流值超過正常值時(空載額定電流的50%)，直接分滅磁開關(guān)或者關(guān)閉a套調(diào)節(jié)器電源； 在具備開機條件的情況下，點調(diào)節(jié)器“就地建壓”令。 當(dāng)機端電壓穩(wěn)定后，通過調(diào)節(jié)器“現(xiàn)地增磁”令，升壓至25%ufn。 打開b套調(diào)節(jié)器電源，在主界面觀察，b套為從，b套等待，b套正常，“電壓閉環(huán)”控制方式。調(diào)節(jié)器無其他異常顯示。逐步升高發(fā)電機出口電壓至額定值附近,自動、手動建壓兩

5、種方式,自動建壓 在主界面觀察a 套為主，a套等待，a套正常，控制方式在“電壓閉環(huán)”。 注意：標(biāo)準(zhǔn)的自動升壓方式為軟起勵升壓方式。 設(shè)置軟起勵使能(通常為1)。在“監(jiān)控”“參數(shù)設(shè)置”“附加控制”欄中，可以設(shè)置軟起勵初始值(通常為25%)，軟起勵終值(通常為80-100%，默認(rèn)為100%，可以根據(jù)現(xiàn)場要求設(shè)置)，軟起勵步長(通常為1)。當(dāng)軟起勵開始后，電壓給定值由25%起，每20ms 增一個步長，直到升到軟起勵終值(當(dāng)投入“系統(tǒng)電壓跟蹤”功能時，升到系統(tǒng)電壓值)，機端電壓在此過程中應(yīng)跟隨電壓給定往上升。機端電壓上升到最終值時，軟起勵完成。 當(dāng)軟起勵過程中，有進(jìn)行增磁或減磁操作時，軟起勵過程停止。

6、 起勵開始后，調(diào)節(jié)器輸出角度為pid計算角度，此時輸出角度最小受到空載最小角度的限制機端電壓應(yīng)以最快速度(3-10秒)到達(dá)起勵電壓給定值，自動升壓試驗完成。,a/b套勵磁通道切換注意事項,“電壓閉環(huán)”下a/b套切換 在主界面觀察a套為主，b套為從，a/b套空載，a/b套正常，a/b套控制方式“在電壓閉環(huán)”。 注意：在主界面觀察兩套電壓給定值相同、觸發(fā)角度相同、機端電壓實際值差別小于0.2%，可以進(jìn)行主從切換。 在就地勵磁屏內(nèi)對發(fā)電機勵磁a/b套進(jìn)行切換（切換開關(guān)為點動，自動復(fù)位至豎直位置） “電流閉環(huán)”下a/b套切換 在主界面觀察a套為主，b套為從，a/b套空載，a/b套正常，a/b套控制方式

7、在“電流閉環(huán)”。 注意：在主界面觀察兩套電流給定值相同、觸發(fā)角度相同、轉(zhuǎn)子電流值差別小于0.5%，可以進(jìn)行“主從”切換。 操作“主從切換”旋鈕。在主界面觀察b套變?yōu)椤爸鳌薄?兩種同期操作方式,自同期 采用此種方式時，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，直接合出口斷路器，連接機組和母線（系統(tǒng)），再加勵磁，在系統(tǒng)的作用下，使機組進(jìn)入同步運行狀態(tài)。,自同期特點 1、操作簡單，機組并列快，不會造成非同期合閘。 2、合閘瞬間，機組會產(chǎn)生很大的沖擊電流，對機組和系統(tǒng)會產(chǎn)生強烈的沖擊，所以一般只適用于小機組。而目前一般不采用自動期方式。,兩種同期操作方式,準(zhǔn)同期 采用此種方式時，當(dāng)轉(zhuǎn)速滿足條件時，加勵磁。如果電壓、相位、

8、頻率滿足要求后，發(fā)合閘命令，使機組并列上網(wǎng)發(fā)電。,準(zhǔn)同期特點 1、機組不會產(chǎn)生沖電流（或很?。?，對系統(tǒng)影響小。 2、操作要復(fù)雜些，手動準(zhǔn)同期對運行人員要求較高，可能造成非同期合閘，從而燒壞機組或造成系統(tǒng)故障。 3、可以用于線路同期操作。,準(zhǔn)同期并列操作方式,手動準(zhǔn)同期：操作人員觀察同期表，根據(jù)經(jīng)驗發(fā)合閘命令。一般作為自動準(zhǔn)同期的備用方式。 自動準(zhǔn)同期：當(dāng)發(fā)出合閘命令時，自動準(zhǔn)同期裝置自動尋找最佳合閘時間，發(fā)出合閘命令。同時，在不滿足同期合閘時，給勵磁、調(diào)速器發(fā)出調(diào)整命令，加快合閘時間。,同 期 表,常用的同期表為組合式同期表。如圖所示，同期有三部分組成：頻差檢測部分、電壓檢測部分同期檢測部分。

9、 1、頻差檢測：同期表左側(cè)的指針指出系統(tǒng)和機組的頻率差的大小。向“”偏轉(zhuǎn)，表示系統(tǒng)頻率大于機組頻率，反之表示系統(tǒng)頻率低于機組頻率，偏差越大，指針偏離中間位置越大。,提示：同期表是以系統(tǒng)測位比較的基準(zhǔn)。,同 期 表,同期表,、壓差檢測：同期表右側(cè)的指針指出系統(tǒng)和機組的壓差的大小。向“”偏轉(zhuǎn)，表示系統(tǒng)電壓大于機組電壓，反之表示系統(tǒng)電壓低于電壓頻率。偏差越大，指針偏離中間位置越大。,同期表,3、同期檢測：同期表中間為同期檢查結(jié)果指示。當(dāng)同期表指針順時針方向旋轉(zhuǎn)時，表示待并發(fā)電機頻率比系統(tǒng)高，應(yīng)減低待并發(fā)電機轉(zhuǎn)速；當(dāng)同期表指針逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，表示待并發(fā)電機轉(zhuǎn)速太低，應(yīng)加快待并發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。指針偏離同

10、期點指示出相位的差值大小。同時，指針的轉(zhuǎn)速反映相位差值變化的快慢。,同期檢查繼電器（tjj）,作用：為防止非同期合閘，一般在同期的自動、手動回路中安裝有同步檢查繼電器（整定在20-40度）。 如果同步點兩側(cè)電壓相角差超過同步檢測繼電器整定的動作角度時，繼電器動作，常開觸點打開，斷開合閘脈沖回路，斷路器就無法合閘。 只有當(dāng)相角差小于整定角度時，常開觸點才會閉合，允許發(fā)出合閘脈沖。這樣就防止了非同期合閘，起到了閉鎖作用。,自動準(zhǔn)同期裝置作用及工作原理,自動準(zhǔn)同期裝置除了能夠自動尋找到同期點、發(fā)同期合閘令以外，還具有根據(jù)實際情況，發(fā)出增加頻率、增加電壓、降低頻率、降低電壓的脈沖控制信號控制勵磁和調(diào)速

11、器，從而加快同期合閘的時間。 自動準(zhǔn)同期為保證合閘瞬間沖擊電流最小，采用恒定導(dǎo)前時間或?qū)跋嘟堑姆椒òl(fā)出合閘令。 通常所使用的同期裝置一般采用恒定導(dǎo)前時間的方法發(fā)出合閘脈沖。,自動準(zhǔn)同期并列裝置,(1) 檢測電壓間的滑差角頻率, 且調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速, 使發(fā)電機的頻率接近于系統(tǒng)頻率。,(2) 檢測電壓值差, 且調(diào)節(jié)發(fā)電機的電壓, 使兩電壓的差值小于規(guī)定允許值。,(3)檢查并列條件, 條件滿足時發(fā)出合閘信號。,三個控制單元,同期閉鎖電路:防止誤操作造成的非同期并列 同期點之間應(yīng)相互閉鎖 為了避免同期電壓回路混亂而引起非同期并列，在并列操作的時間內(nèi)，同期電壓小母線只能存在待并斷路器兩側(cè)的同期電壓。為

12、此，每個同期點斷路器均裝有同期開關(guān)，并公用一個可抽出的鑰匙，此鑰匙只有在“斷開”位置時才能抽出。以保證在同一時間內(nèi)，只允許對一臺同期點斷路器進(jìn)行并列操作。,同期系統(tǒng)的同期檢測裝置及閉鎖回路,手動同期操作注意事項,電壓、頻率差過大時不能發(fā)合閘令； 同期表快速旋轉(zhuǎn)時不能發(fā)合閘令； 同期表不動時不能發(fā)合閘令； 同期表轉(zhuǎn)速不均勻時不能發(fā)合閘令； 同期表指針開始反向旋轉(zhuǎn)時不能發(fā)合閘令； 同期表指針向遠(yuǎn)離同期點方向旋轉(zhuǎn)時不能發(fā)同期令； 指針轉(zhuǎn)速均勻、接近同期點、向同期點靠近時才能發(fā)合閘令。,并聯(lián)運行的條件,同期并列的條件,1.待并發(fā)電機的電壓與電網(wǎng)電壓大小相等； 2.待并發(fā)電機電壓相位相同與電網(wǎng)電壓相位相

13、同； 3.待并發(fā)電機電壓頻率與電網(wǎng)電壓頻率相同； 4.待并發(fā)電機的相序與電網(wǎng)的相序相同。,不滿足任一條件的并列稱為非同期并列，將對電機產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。,重點內(nèi)容,發(fā)電機非同期并列的現(xiàn)象,發(fā)電機非同期并列時。 發(fā)電機定子產(chǎn)生巨大的電流沖擊。 定子電流表劇烈擺動。 定子電壓表也隨之?dāng)[動。 發(fā)電機發(fā)生劇烈振動，發(fā)出轟鳴聲，其節(jié)奏與表計擺動相同。,發(fā)電機非同期并列的處理,發(fā)電機的非同期并列應(yīng)根據(jù)事故現(xiàn)象正確判斷處理。當(dāng)同期條件相差不懸殊時，發(fā)電機無強烈的振動和轟鳴聲，且表計擺動能很快區(qū)域緩和，則不必停機，機組會很快被系統(tǒng)拉入同步，進(jìn)入穩(wěn)定運行狀態(tài)。若非同期并列對發(fā)電機產(chǎn)生很大的沖擊和引起強烈的振動，表

14、計擺動且不衰減時，應(yīng)立即解列停機，待試驗檢查確認(rèn)機組無損壞后，方可重新啟機并列。,非同期并列的危害,非同期并列時，由于合閘沖擊電流很大，巨大的沖擊電流對發(fā)電機、變壓器及對系統(tǒng)造成嚴(yán)重沖擊。機組將發(fā)生強烈的振動，使待并發(fā)電機繞組變形、扭彎、絕緣崩裂、定子繞組并頭套熔化，甚至將繞組燒毀。即使當(dāng)時沒有損壞，也會造成嚴(yán)重的隱患。就整個電力系統(tǒng)來講，如果一臺大型機組發(fā)生非同期并列，這臺發(fā)電機將與系統(tǒng)發(fā)生功率的震蕩，嚴(yán)重擾亂整個系統(tǒng)的正常運行，甚至造成整個電力系統(tǒng)的崩潰。具體如下： 1)電壓不等的情況： 并列瞬間發(fā)電機內(nèi)產(chǎn)生沖擊電流,其周期分量有效值為iim=u/xd當(dāng)發(fā)電機電壓ug系統(tǒng)電壓ux時,iim

15、滯后ug90o對發(fā)電機起去磁作用發(fā)電機并列后立即帶無功功率；當(dāng)ugux時，iim超前ug90o對發(fā)電機起助磁作用，發(fā)電機并列后立即從系統(tǒng)吸收無功功率。如果電壓差u很大，則iim過大（因為次暫態(tài)電抗xd很?。?，將會發(fā)電機定子繞組發(fā)熱，或定子繞組端部在電動力的作用下受損。 。,非同期并列的危害,2)電壓相位不一致的情況：在并列瞬間發(fā)電機內(nèi)產(chǎn)生沖擊電流,其周期分量有效值為iim=u/xd=2u/ xdsin（/2）當(dāng)發(fā)電機電壓ug超前系統(tǒng)電壓ux時,iim主要成分為ug同相位的有功分量（注意在并列時不能太大），發(fā)電機并入系統(tǒng)時立即帶有功功率，對發(fā)電機有制動作用，有助于將發(fā)電機電壓拉到與系統(tǒng)電壓同相位

16、；當(dāng)ug滯后ux時，iim的主要成分為與ug反向的有功分量，發(fā)電機并入系統(tǒng)時立即從系統(tǒng)吸收有功功率，對發(fā)電機有加速作用，同樣有助于將發(fā)電機電壓拉到與系統(tǒng)電壓同相位。相位不一 致比電壓不一致的情況更為嚴(yán)重，如果很大（在180o范圍內(nèi)），則沖擊電流iim很大，其有功分量在發(fā)電機軸上產(chǎn)生沖擊力矩，使設(shè)備燒毀,或使發(fā)電機大軸扭屈。特別是=180o時,iim近似等于機端三相短路電流的兩倍,損壞最嚴(yán)重。,非同期并列的危害,3）頻率不等的情況： 發(fā)電機電壓ug與與系統(tǒng)電壓ux之間具有相對運動，如果這個相對運動比較較小,則發(fā)電機與系統(tǒng)之間的自整步作用,使發(fā)電機拉入同步；如果頻率差較大，則并列合閘后在0o到36

17、0o之間周期性變化，當(dāng)=0o時，u =0，iim=0；當(dāng)= 180o時，u =2ug=2ux，則iim最大；當(dāng)=360o時，u=0，則iim=0。發(fā)電機在頻率差較大的情況下并入系統(tǒng)，立即帶上較多正的（或負(fù)的）有功功率，對發(fā)電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動（或加速）的力矩,將使發(fā)電機產(chǎn)生機械振動，嚴(yán)重時導(dǎo)致失步，造成并列不成功。頻率相差較大,因轉(zhuǎn)子慣性沖力過大而不起作用.如果發(fā)電機頻率低于系統(tǒng)頻率，并列后發(fā)電機將會吸收電網(wǎng)有功，其逆功率對汽輪機末級葉片造成損壞，嚴(yán)重時使汽輪機末級葉片疲勞端裂,非同期并列的預(yù)防,1)在機組并網(wǎng)之前檢查表計的好壞，并網(wǎng)過程中多個表計進(jìn)行比較以判斷正確性 2)一定嚴(yán)格按操作票來操作，監(jiān)護(hù)人要監(jiān)護(hù)到位。 3)新安裝或大修的機組投入運行前一定要相序檢查和核相，有關(guān)的電壓互感器二次回路檢修后要進(jìn)行核相 4)自動同期裝置一定要完好 5)