淺析發(fā)電廠的同期裝置

1、淺析發(fā)電廠的同期裝置(內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)發(fā)電廠，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)012100)摘要：文章通過(guò)對(duì)同期裝置的分析，提出了幾個(gè)有關(guān)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中值得高度重視的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；并網(wǎng)；準(zhǔn)同期；控制；沖擊中圖分類號(hào)：TM62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10076921(XX)13007102發(fā)電機(jī)并網(wǎng)無(wú)疑是發(fā)電廠的一項(xiàng)事關(guān)重大的操作，它直接涉及到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定及發(fā)電機(jī)的安全。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量越來(lái)越大，人們已開(kāi)始注絲意到對(duì)發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)產(chǎn)生重由大危害的發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子軸系扭振問(wèn)題。扭振并不是單純銼的機(jī)械問(wèn)題，而是在某種特豳定情況下電網(wǎng)與轉(zhuǎn)子軸系機(jī)佗械系統(tǒng)發(fā)生的電磁共振，即蕨所謂次同步諧振，導(dǎo)致定子旗的電

2、磁力矩和轉(zhuǎn)子軸系的扭霍矩不斷增長(zhǎng)。它們相互間的塍這種能量交換最終引起轉(zhuǎn)子曉軸系的嚴(yán)重?fù)p壞。非同期并網(wǎng)就是誘發(fā)扭振的重要原因之一。因此，在提高同期裝荏置的自動(dòng)化水平、提高并網(wǎng)操作的質(zhì)量顯得尤為重要。膻1對(duì)同期操作的認(rèn)識(shí)誤錮區(qū)認(rèn)為只要能把發(fā)電機(jī)并上電網(wǎng)，不論是用手動(dòng)賈還是用誤差極大的同期裝置擐，能并就行。認(rèn)為把待并杷發(fā)電機(jī)對(duì)系統(tǒng)的電壓差和頻曲率差調(diào)節(jié)得越小，并網(wǎng)時(shí)的莜沖擊就越小，因此，不惜多花些時(shí)間去精心調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)頻率和電壓。認(rèn)為并網(wǎng)時(shí)坑發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電壓間存在一氧定的相角差也無(wú)妨。只要在合閘回路中串進(jìn)同期檢查繼電器的閉鎖接點(diǎn)就萬(wàn)事大吉愁了，在30°的相角差下就糟可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。認(rèn)為并網(wǎng)僅巨是

3、個(gè)操作，只算安全帳，不乩存在經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。認(rèn)為線路麼阻抗大，用簡(jiǎn)單帶檢同期的傈手動(dòng)同期就可以對(duì)付線路并孵網(wǎng)。這些認(rèn)識(shí)誤區(qū)帶來(lái)了鷓以下的嚴(yán)重后果,盡管這些呀后果頻頻地出現(xiàn)在人們眼前懔,但遺憾的是至今并不是所婷有人都意識(shí)到這是不良同期橘操作釀成的。對(duì)頻率及電壓的精心調(diào)節(jié)，浪費(fèi)了大量圪時(shí)間，不僅不能及時(shí)的開(kāi)出尬發(fā)電機(jī)去頂出力，而且?guī)?lái)去了極大的空轉(zhuǎn)能耗的浪費(fèi)。伏屢屢發(fā)生的大相角差并網(wǎng)瘞使發(fā)電機(jī)組的繞組、軸瓦、硝聯(lián)軸器等受到嚴(yán)重的累積損矸傷。2同期裝置實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)的三個(gè)條件發(fā)電機(jī)并螬網(wǎng)過(guò)程中對(duì)并列點(diǎn)兩側(cè)的壓差、頻差及相角差有一定的怫要求。在并網(wǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的è壓差將導(dǎo)致無(wú)功性質(zhì)的沖擊頹，頻差將導(dǎo)致有功

4、性質(zhì)的沖饋擊，而相角差則同時(shí)包含著這兩類分量的沖擊。而對(duì)于腎“相角差”這一指標(biāo)應(yīng)嚴(yán)加控制，并網(wǎng)瞬間大的相角差倭將會(huì)引起機(jī)組大的振動(dòng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在這瞬間將會(huì)被定點(diǎn)子的電磁力矩強(qiáng)行地迫使與芤系統(tǒng)同步，對(duì)發(fā)電機(jī)造成極大的沖擊。這種沖擊性扭矩撖會(huì)導(dǎo)致線棒、聯(lián)軸器與軸瓦娥的損壞。在這種情況下，控琮制相角差變得特別重要，應(yīng)梏使用通過(guò)實(shí)測(cè)精確斷路器的哎合閘時(shí)間去整定準(zhǔn)同期裝置的導(dǎo)前時(shí)間，而且要計(jì)出并濞網(wǎng)過(guò)程中頻差及其變化率的影響。3發(fā)電廠同期裝噠置的現(xiàn)狀現(xiàn)大部分發(fā)電勛廠在同期二次線設(shè)計(jì)中，仍尥在使用同期檢查繼電器來(lái)閉宏鎖合環(huán)操作的合閘回路，T蓯JJ的定值一般設(shè)置為30菅0。如果同期檢查繼電器T斕JJ的整定閉

5、鎖角為dT，恒并列點(diǎn)斷路器合閘時(shí)間為tk(秒)，同期裝置的允許頻差整定值為Df(赫)，瘼這樣同期裝置將在同相點(diǎn)到檣來(lái)前的dk角度時(shí)發(fā)出合閘必脈沖。K2pDf·tk蝦，當(dāng)dklt;dT時(shí)可以順利實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。而當(dāng)dk蕙gt;dT時(shí)將產(chǎn)生人為制荮造的相角差Dd所引起的沖膪擊，并網(wǎng)瞬間的相角差Dd瓷dkdT。這個(gè)相角差屈必然會(huì)引起對(duì)發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)飚的沖擊，所以閉鎖角dT的苤整定值必須和斷路器合閘時(shí)則間tk及允許頻差Df綜合純考慮。在tknbsp;n堰bsp較長(zhǎng)時(shí)只有減小允許吻頻差Df的整定值。這又將導(dǎo)致并網(wǎng)過(guò)程的拖延。這種洗手動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)方式在并網(wǎng)筮過(guò)程中會(huì)不可避免地造成危害：這種并網(wǎng)方式對(duì)系統(tǒng)

6、蹼和發(fā)電機(jī)造成了不必要的沖擊。加大并網(wǎng)難度。通過(guò)柃聯(lián)絡(luò)線將兩系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)差頻并哦網(wǎng)的成功率與頻差有密切關(guān)甯系，當(dāng)頻差很大時(shí)由TJJ接點(diǎn)提供的合閘回路接通時(shí)酆間非常短，使重合閘或手動(dòng)統(tǒng)合閘成為不可能，而恰恰在茲一個(gè)不能自給自足的小系統(tǒng)恕和大系統(tǒng)解列后頻差會(huì)非常肓大，這種情況下僅靠這30役0的檢同期是完全無(wú)法實(shí)現(xiàn)癉再并列的。延長(zhǎng)了并網(wǎng)時(shí)彎間。要知道，拖長(zhǎng)并網(wǎng)時(shí)間在系統(tǒng)穩(wěn)定儲(chǔ)備不夠時(shí)將帶鍬來(lái)嚴(yán)重后果，而且空轉(zhuǎn)損耗讠引起的能源浪費(fèi)也不是一個(gè)小數(shù)。特別是在機(jī)組的調(diào)速贄器和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不太穩(wěn)定時(shí)，更是人為帶來(lái)了并網(wǎng)困難貘。4同期裝置在并網(wǎng)過(guò)鐋程中必須高度重視的問(wèn)題佝現(xiàn)發(fā)電廠的控制方式大多措采用的是分布式控制，這

7、就掏要求同期裝置必須要有較高酣的自動(dòng)化水平，來(lái)獨(dú)立完成鈐發(fā)電機(jī)的同期并網(wǎng)操作。由俠此，在實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)操作過(guò)程中侖，必須引起高度重視的幾個(gè)嵴問(wèn)題：對(duì)頻差變化率的考慮：發(fā)電機(jī)一般都不是在恒速情況下進(jìn)行并網(wǎng)的，也就是說(shuō)在并網(wǎng)過(guò)程中不僅發(fā)電聊機(jī)對(duì)系統(tǒng)存在著頻率差，而且還存在著頻差的變化。這就需要同期裝置具備計(jì)算頻汛差及其一階乃至二階導(dǎo)數(shù)的能力，以保證發(fā)電機(jī)在相角閱差為零的瞬間并入電網(wǎng)。應(yīng)該知道斷路器合閘回路的蠡確切合閘時(shí)間：發(fā)電機(jī)并網(wǎng)仵瞬間是否正好落在d0°蕃的點(diǎn)上，極大程度取決于準(zhǔn)訣同期裝置的導(dǎo)前時(shí)間整定值鰥是否與實(shí)際相符。因此，即噎使準(zhǔn)同期裝置設(shè)計(jì)得再嚴(yán)密軸，沒(méi)有精確原始數(shù)據(jù)的支持迅，并網(wǎng)也

8、不可能不發(fā)生出人簡(jiǎn)意料的沖擊。應(yīng)考慮并網(wǎng)垅時(shí)系統(tǒng)電壓過(guò)低或過(guò)高的閉濠鎖以及TV斷線的閉鎖：一瘥般自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置是檢查發(fā)沮電機(jī)與系統(tǒng)電壓的壓差，如實(shí)際壓差滿足給定值即認(rèn)為鶴電壓條件符合要求。但事實(shí)氰上并網(wǎng)操作常常發(fā)生在系統(tǒng)遒不正常運(yùn)行的時(shí)候。TV斷鵓線會(huì)引起同期裝置對(duì)發(fā)電機(jī)醮電壓進(jìn)行錯(cuò)誤調(diào)節(jié)導(dǎo)致在大潲電壓差下并網(wǎng)，故此時(shí)同期雀裝置應(yīng)具備閉鎖操作功能。并列點(diǎn)TV變比的偏差因敞素：習(xí)慣上人們都把TV次級(jí)電壓為100V時(shí)認(rèn)定為引額定電壓，事實(shí)上由于TV變比的選擇常常出現(xiàn)當(dāng)TV迕初級(jí)電壓為額定值時(shí)，而次級(jí)電壓卻不是100V，因蹯此在整定同期裝置的允許電疸壓差時(shí)要以TV次級(jí)的真實(shí)額定電壓值為依據(jù)。應(yīng)及彥時(shí)

9、消除并網(wǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的同奚頻不同相狀態(tài)：當(dāng)發(fā)電機(jī)的釣頻率接近系統(tǒng)頻率時(shí)，很易鎘出現(xiàn)相角差停止變化的現(xiàn)象憊，發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電壓間出現(xiàn)鞍一個(gè)固定的相角差這種狀態(tài)蜂是不允許并網(wǎng)的，因此應(yīng)予張以盡快消除。一般可采取同靠期裝置對(duì)機(jī)組發(fā)出一串控制坂量合適的加速脈沖，破壞同摧頻狀態(tài)。事實(shí)上要避免同蒲頻不同相現(xiàn)象的出現(xiàn)，最有標(biāo)效的辦法就是不將同期裝置的允許頻差整定過(guò)小，以期在進(jìn)入同頻不同相狀態(tài)前發(fā)日電機(jī)已并入電網(wǎng)。應(yīng)考慮蹌實(shí)現(xiàn)單側(cè)或雙側(cè)無(wú)壓合閘：傅在發(fā)電機(jī)啟機(jī)前的廠用電常墼需由起動(dòng)備用變壓器提供，貫因此同期裝置應(yīng)能在確認(rèn)無(wú)櫥壓合閘條件具備的條件下，鑼執(zhí)行無(wú)壓合閘。同期裝置錕的快速性及精確性：發(fā)電機(jī)噻的并網(wǎng)是基于系

10、統(tǒng)的需要，處常常這種需要是緊迫的。有仵時(shí)系統(tǒng)的狀況很脆弱，急需淹增加發(fā)電容量，因此要求發(fā)電機(jī)以“最快”的速度“平穩(wěn)”地并入電網(wǎng)。衡量并網(wǎng)諢快速及精確性的一個(gè)具體指蹼標(biāo)就是盡速將發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)壽的壓差與頻差控制在允許值卵內(nèi)，并且不失時(shí)機(jī)的捕獲“第一次”出現(xiàn)d0°的時(shí)蛑機(jī)，將發(fā)電機(jī)在無(wú)相角差情呼況下并入電網(wǎng)?？焖俨⒕W(wǎng)不嚼僅贏得了時(shí)間，還節(jié)約了大頇量的能源。5結(jié)束語(yǔ)同期裝置是發(fā)電廠的重要自動(dòng)裝置，其直接影響著發(fā)族電機(jī)的安全與壽命，對(duì)節(jié)約能源也是不可忽視的，不要魅小看每次并網(wǎng)的沖擊，這種塾沖擊的累積將會(huì)給發(fā)電機(jī)造鵪成致命的傷害?，F(xiàn)發(fā)電奏機(jī)的控制系統(tǒng)已納入熱控D倘CS系統(tǒng)，在發(fā)電廠同期裝置上，必須采用具有精確及參快速運(yùn)算功能