肖玉明

摘 要：發(fā)電機(jī)與外部電網(wǎng)并網(wǎng)的問題，既是一個(gè)安全問題，也是一個(gè)技術(shù)問題。本文從技術(shù)的角度，論述如何通過調(diào)試保證發(fā)電機(jī)與外部電網(wǎng)安全并網(wǎng)-同期并網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；同期并網(wǎng)；調(diào)試；同期控制系統(tǒng)；校驗(yàn)；測試

發(fā)電機(jī)與我們的日常生活、生產(chǎn)息息相關(guān)。提到發(fā)電機(jī)，大家耳熟能詳。今天我與大家探討一個(gè)關(guān)系到發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的技術(shù)問題-同期并網(wǎng)。

要實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)同期并網(wǎng)，我們必須對其同期控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，保證并網(wǎng)時(shí)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)電壓相等、頻率一致、相角差為零，并列點(diǎn)兩側(cè)的電壓向量重合，無沖擊電流產(chǎn)生，從而發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)同步無擾動(dòng)運(yùn)行。否則非同期并列將產(chǎn)生兩倍于發(fā)電機(jī)三相出口短路電流的沖擊電流，其后果非?？膳?！在此我與同行交流同期并網(wǎng)的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。

1 嚴(yán)格檢查同期控制系統(tǒng)安裝接線和接地質(zhì)量

1、在電氣一次回路安裝完畢，并檢查正確無誤后，從電氣一次回路施加電信號(hào)校核引入同期裝置用于檢查準(zhǔn)同期條件的系統(tǒng)電壓的接線是否正確，杜絕電壓極性接反、電壓錯(cuò)相等情況發(fā)生。否則在同期裝置判斷滿足同期條件合上斷路器并網(wǎng)的瞬間，一次回路兩側(cè)電壓相位差將分別達(dá)到180°和120°，將發(fā)生惡性電氣事故！

2、檢查同期系統(tǒng)監(jiān)控回路使用的電纜是否為帶屏蔽的控制電纜。敷設(shè)時(shí)是否避開了高壓、大電流的電力和動(dòng)力電纜，電纜屏蔽層是否按設(shè)計(jì)要求可靠接入每面屏的接地干線。所有監(jiān)控保護(hù)屏的接地干線是否用10mm2以上銅芯軟導(dǎo)線連通并進(jìn)行一點(diǎn)接地，并測試接地電阻是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2 認(rèn)真校驗(yàn)同期控制系統(tǒng)二次回路

1、斷開發(fā)電機(jī)母線其他電源后，開機(jī)建壓。母線由發(fā)電機(jī)供電。打開同期裝置參數(shù)檢查功能，檢查系統(tǒng)電壓Ua，Ub，Uc，Uab，Ubc，Uca，檢查發(fā)電機(jī)電壓Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca。此時(shí)因同期點(diǎn)兩側(cè)由同一電源供電，上述各對應(yīng)相別電壓大小、極性應(yīng)完全相同。若個(gè)別相電壓出現(xiàn)反極性，應(yīng)在二次電壓的始發(fā)端處通過更正接線來改變極性，不宜通過同期裝置取樣裝置來更正極性！若相電壓中出現(xiàn)√3倍電壓，應(yīng)檢查電壓互感器Y/△接線是否有誤，直至校核正確。

2、電壓檢查正確后，在同期裝置上點(diǎn)開準(zhǔn)同期檢查窗口。此時(shí)因發(fā)電機(jī)斷路器已經(jīng)合閘，同期點(diǎn)兩側(cè)是同一電源供電，且一次回路已經(jīng)確認(rèn)正確，必然滿足同期條件，同期參數(shù)壓差、頻差均應(yīng)為零，相位差為0°或者360°，從而判定二次回路接線正確。若電壓差為2Ue，則同期點(diǎn)有—側(cè)電壓二次側(cè)接反；若相位差為120°，則待并機(jī)與系統(tǒng)電壓二次側(cè)錯(cuò)相別；若相位差從0°到360°范圍不停變化則待并機(jī)與系統(tǒng)錯(cuò)相序。這種檢查也可在手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置上通過組合式整步表來觀察。

3、停機(jī)后拆開發(fā)電機(jī)出口三相連線，合上發(fā)電機(jī)斷路器，改由系統(tǒng)供電，重作上述試驗(yàn)，結(jié)果應(yīng)該完全相同。

3 準(zhǔn)確測試同期參數(shù)和同期功能

3.1 調(diào)準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)鐘，測試模擬輸入量

合上同期裝置電源，首先校準(zhǔn)時(shí)鐘，然后向同期裝置系統(tǒng)側(cè)通道、機(jī)組側(cè)通道分別輸入標(biāo)準(zhǔn)交流電源信號(hào)（100V，50HZ）。進(jìn)入同期裝置調(diào)試界面，以100V調(diào)準(zhǔn)，直到電壓顯示值與實(shí)際值一致。合格后，進(jìn)行系統(tǒng)側(cè)應(yīng)轉(zhuǎn)角測試。一般設(shè)置超前300、00、滯后300三種，不論選取相電壓或是線電壓都可以。在轉(zhuǎn)角設(shè)置完畢后通過測試確認(rèn)設(shè)置無誤。

3.2 測試并列點(diǎn)開關(guān)合閘時(shí)間

并列點(diǎn)開關(guān)的合閘時(shí)間為控制器發(fā)出合閘信號(hào)到開關(guān)閉合的時(shí)間。它的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到合閘相位角的準(zhǔn)確性。常用方法是通過開入量的方式，通過接入斷路器的輔助接點(diǎn)，來計(jì)算發(fā)出合閘命令到該信號(hào)變位的時(shí)間。測試結(jié)束后，檢查斷路器合閘回路與同期裝置的相應(yīng)參數(shù)設(shè)置是否配合。

3.3 確定理想提前合閘角

控制相角差主要通過斷路器合閘時(shí)間去整定準(zhǔn)同期裝置的導(dǎo)前時(shí)間，而且要計(jì)及并網(wǎng)過程中頻差及其變化率的影響。理想提前合閘角由數(shù)學(xué)模型Φk=Δωs t k + 1/2 * dΔωs/d t * tk2確定。

其中：

Φk：理想提前合閘角；Δωs：角頻率之差；

tk：并列點(diǎn)開關(guān)的合閘時(shí)間（包括出口繼電器的動(dòng)作時(shí)間）；

dΔωs/dt：角頻率差的一階導(dǎo)數(shù)。

3.4 測試同期功能

進(jìn)行同期功能測試時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)要求和供貨商出廠技術(shù)文件的要求，逐一進(jìn)行以下項(xiàng)目的試驗(yàn)：測試導(dǎo)前時(shí)間、雙側(cè)無壓合閘測試、單側(cè)無壓合閘測試、允許壓差校驗(yàn)、允許頻差上限與允許頻差下限校驗(yàn)、電壓閉鎖測試、頻率閉鎖測試、調(diào)壓脈寬校驗(yàn)、調(diào)頻脈寬校驗(yàn)、同期并網(wǎng)校驗(yàn)、復(fù)位校驗(yàn)。所有項(xiàng)目合格后，才能進(jìn)行第一次自動(dòng)準(zhǔn)同期并列。

4 進(jìn)行同期并列，修正同期參數(shù)

4.1 檢查同期點(diǎn)相序相別

進(jìn)行同期并網(wǎng)前，必須檢查同期點(diǎn)相序相別?？捎萌缦路椒ㄐ：送邳c(diǎn)兩側(cè)一次回路相序和相別：在發(fā)電機(jī)母線電壓互感器二次側(cè)接入一只相序指示儀，將系統(tǒng)電壓加于發(fā)電機(jī)母線上，仔細(xì)觀察相序指示儀在系統(tǒng)供電情況下旋轉(zhuǎn)方向，做好記錄。斷開系統(tǒng)電壓，合上發(fā)電機(jī)斷路器母線電壓，互感器二次側(cè)相序指示儀接線不變。開啟待并發(fā)電機(jī)，起勵(lì)升壓，仔細(xì)觀察由待并機(jī)供電時(shí)相序指示儀旋轉(zhuǎn)方向，并作記錄。若兩次試驗(yàn)時(shí)相序指示儀旋轉(zhuǎn)方向完全一樣，則同期點(diǎn)兩側(cè)一次側(cè)相序、相別相同。若相序指示儀兩次試驗(yàn)旋轉(zhuǎn)方向相反則系統(tǒng)與待并機(jī)相序相反，應(yīng)對換發(fā)電機(jī)母線位置使相序、相別相同，并再次重復(fù)上述試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。一定要注意：當(dāng)系統(tǒng)對母線供電時(shí)，發(fā)電機(jī)不能開機(jī)建壓，否則在發(fā)電機(jī)斷開的繞組和引出線上會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓！

4.2 同期并列

第—次自動(dòng)并列時(shí)可將并列壓差、頻差、相位差設(shè)置得小一些，在同期并列畫面上觀察并列合閘時(shí)壓差、頻差、相位差等參數(shù)顯示，觀察合閘并網(wǎng)時(shí)沖擊電流的大小和發(fā)電機(jī)組振動(dòng)的情況，測試準(zhǔn)同期并網(wǎng)過程所用的時(shí)間，然后在同期裝置上對同期參數(shù)作出合理的修正后即可正式將同期裝置投入使用。

5 結(jié)束語

以上是我在多年工作中積累的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，希望能給同行工作者提供有益的參考。其中欠妥之處，請各位專家多提寶貴意見！

參考文獻(xiàn)

[1]《發(fā)電機(jī)非同期并網(wǎng)事故分析及改進(jìn)措施》 作者：唐基高 《電工技術(shù)》出版社