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        基于螺桿膨脹機(jī)的同步發(fā)電機(jī)電氣實(shí)驗(yàn)淺析

        2018-11-20 09:28:50朱未峰
        機(jī)電信息 2018年33期
        關(guān)鍵詞:合閘互感器接線

        朱未峰 吳 剛

        (中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所,上海201108)

        1 發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)的條件

        (1)機(jī)端電壓與電網(wǎng)電壓差值在5%~10%范圍內(nèi);

        (2)機(jī)端頻率與電網(wǎng)頻率差值在0.2%~0.5%范圍內(nèi);

        (3)高壓斷路器開(kāi)關(guān)應(yīng)該在機(jī)端電壓與電網(wǎng)電壓的相位相差為0時(shí)閉合。

        在發(fā)電機(jī)并列時(shí),如果兩個(gè)電壓的相位不一致,因此而產(chǎn)生的沖擊電流可能達(dá)到額定電流的數(shù)十倍,所以是非常危險(xiǎn)的。即上述差值應(yīng)盡可能達(dá)到最小,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組、電網(wǎng)的無(wú)沖擊并網(wǎng)。

        2 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)接線校驗(yàn)方案

        (1)根據(jù)圖1中的一次回路來(lái)驗(yàn)證電壓互感器二次回路接線。抽出2QF開(kāi)關(guān),單獨(dú)使用發(fā)電機(jī)運(yùn)行,投入勵(lì)磁。用電壓表測(cè)量電壓互感器對(duì)應(yīng)二次回路各相電壓,如果為零表示正常;用相序表測(cè)量電壓互感器二次側(cè)相序,檢查是否相同,如不同,則表示電壓互感器二次側(cè)接線有問(wèn)題,需校驗(yàn)。

        圖1 主接線圖

        (2)檢查一次、二次電纜接線。抽出1QF,由系統(tǒng)來(lái)帶1YH電壓互感器,由發(fā)電機(jī)來(lái)帶3YH,最后使用相序表測(cè)量其相序是否相同。

        同期點(diǎn)的選擇也很重要,當(dāng)斷路器兩側(cè)可能出現(xiàn)非同一系統(tǒng)電源時(shí),此斷路器就稱為同期點(diǎn)。

        在此也簡(jiǎn)述一下如何利用“假同期”的方法實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)同期回路的正確性。

        既可以通過(guò)一次系統(tǒng)進(jìn)行假同期實(shí)驗(yàn),也可通過(guò)操作二次回路進(jìn)行假同期實(shí)驗(yàn)。如圖2所示,一次系統(tǒng)進(jìn)行假同期就是將發(fā)電機(jī)出線柜開(kāi)關(guān)搖至實(shí)驗(yàn)位置,合上聯(lián)絡(luò)柜QF2,正常投入勵(lì)磁和同期,當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與系統(tǒng)電壓滿足并網(wǎng)條件,且發(fā)電機(jī)機(jī)端頻率與電網(wǎng)頻率也在并網(wǎng)允許范圍內(nèi)時(shí),同期裝置等待電網(wǎng)側(cè)與系統(tǒng)側(cè)相位差為零時(shí),提前發(fā)出合閘指令。

        由于系統(tǒng)側(cè)PT和發(fā)電機(jī)機(jī)端PT加到同期采集回路的兩個(gè)電壓值,實(shí)際上都是發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓,故同期控制回路采集發(fā)電機(jī)電壓和電網(wǎng)電壓的兩個(gè)電壓表示數(shù)應(yīng)該一致,一體式同步表的指示燈也相應(yīng)指示在同期的點(diǎn)上不變,如不是如此,則同期裝置控制回路的接線可能有誤;如若是電纜連接的母線,根據(jù)實(shí)際情況也可將電纜直接接在同期點(diǎn)上。

        圖2 高壓發(fā)電系統(tǒng)一次圖

        發(fā)電機(jī)在準(zhǔn)備并網(wǎng)時(shí)假同期實(shí)驗(yàn)不能完全肯定同期的電壓采集回路正確與否,假設(shè)電網(wǎng)側(cè)取C相的電壓、發(fā)電機(jī)側(cè)也是取C相的電壓進(jìn)行相互比較,但如誤將待并側(cè)的電壓取為B相或A相,且在某一時(shí)刻,待并側(cè)正好與系統(tǒng)側(cè)的電壓相位相同,此時(shí)同期裝置依然會(huì)認(rèn)為同期條件符合要求,繼而發(fā)送合閘指令,雖然這種情況出現(xiàn)的概率較小,但也是有可能出現(xiàn)的,所以還得確認(rèn)電壓回路準(zhǔn)確無(wú)誤。

        在做假同期實(shí)驗(yàn)時(shí),我們特別要確認(rèn)是否已經(jīng)斷開(kāi)并網(wǎng)柜斷路器并且有明顯的斷開(kāi)點(diǎn),且進(jìn)行掛牌操作防止誤操作,并斷開(kāi)斷路器的合閘狀態(tài)反饋信號(hào),防止控制系統(tǒng)收到信號(hào)切換為功率控制模式或背壓控制模式。同時(shí),可以通過(guò)同期裝置控制發(fā)電機(jī)的升頻、降頻、升壓、降壓操作,來(lái)驗(yàn)證同期裝置相應(yīng)控制回路是否正常。

        3 同期系統(tǒng)未按標(biāo)準(zhǔn)效驗(yàn)的處理

        如果發(fā)電機(jī)出現(xiàn)非同期并網(wǎng)事故,我們應(yīng)立刻檢查各個(gè)可能的因素和控制回路,逐個(gè)分析:

        (1)查看上位機(jī)各數(shù)據(jù)的歷史趨勢(shì),發(fā)電機(jī)側(cè)電流、電壓在并網(wǎng)瞬間是否存在突變、畸形;系統(tǒng)側(cè)電壓、電流是否受到影響;檢查并網(wǎng)瞬間勵(lì)磁電流、無(wú)功及有功的變化情況。

        (2)同期裝置的檢查:主要檢查其整定值和性能設(shè)置。我們使用的同期裝置型號(hào)為伍德沃德的easYgen-3200,整定值為:頻差0.15 Hz,壓差±5%,功角10°,導(dǎo)前時(shí)間54 ms,均頻控制系數(shù)0.3,均壓控制系數(shù)0.3??梢杂美^電保護(hù)裝置模擬發(fā)電機(jī)假并網(wǎng)的工況,對(duì)easYgen-3200施加電網(wǎng)電壓及發(fā)電機(jī)電壓,驗(yàn)證其性能。

        (3)如果系統(tǒng)側(cè)二次電壓是經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)角變壓器后再接至同期裝置,則還需測(cè)量轉(zhuǎn)角變壓器的變比和角度系數(shù):增加電壓對(duì)轉(zhuǎn)角變壓器進(jìn)行變比和角度的誤差測(cè)試,保證結(jié)果的精度滿足要求,并且次級(jí)電壓需滯后初級(jí)電壓30°(與銘牌上的接線組別保持一致)。

        (4)檢查同期裝置的相關(guān)實(shí)驗(yàn)記錄:easYgen-3200上電后,再次檢查發(fā)電機(jī)同期電壓檢測(cè)回路的現(xiàn)場(chǎng)接線、裝置功能、回路接線,保證與設(shè)計(jì)圖紙一致。

        (5)檢查同期裝置設(shè)計(jì)原理圖是否存在設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。

        4 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)情況

        某石化現(xiàn)場(chǎng)同期裝置使用繼電保護(hù)裝置實(shí)驗(yàn)、計(jì)算開(kāi)關(guān)及回路動(dòng)作時(shí)間。發(fā)電機(jī)運(yùn)行后,合上高壓開(kāi)關(guān)柜,保持聯(lián)絡(luò)柜斷開(kāi)狀態(tài),此時(shí)同期測(cè)量的對(duì)應(yīng)的電壓采集點(diǎn)應(yīng)是同頻同相的,故而,同期上可觀察這一現(xiàn)象,排除PT接線錯(cuò)誤,并測(cè)量此時(shí)發(fā)電機(jī)相序;斷開(kāi)高壓進(jìn)線柜,合上聯(lián)絡(luò)柜開(kāi)關(guān),觀察開(kāi)關(guān)柜上的帶電指示燈且測(cè)量此時(shí)的系統(tǒng)相序,發(fā)電機(jī)相序務(wù)必與系統(tǒng)側(cè)相序保持一致,如有條件,進(jìn)行一次電纜高壓核相。

        現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格按照以上實(shí)驗(yàn)順序完成,但遺漏了假并網(wǎng)實(shí)驗(yàn),在正式并網(wǎng)階段發(fā)生無(wú)法并網(wǎng)合閘的情況,且綜合保護(hù)器沒(méi)有任何提示,而上位機(jī)提示聯(lián)鎖。仔細(xì)檢查程序及同期回路、高壓開(kāi)關(guān)柜合閘與分閘回路,切掉相關(guān)影響判斷的聯(lián)鎖條件后,發(fā)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)的滅磁觸點(diǎn)誤將常閉點(diǎn)接為常開(kāi)點(diǎn),故投入勵(lì)磁后,開(kāi)關(guān)柜分閘回路一直得電,無(wú)法合閘成功,后對(duì)其進(jìn)行整改,并網(wǎng)成功。

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