发电机的并列 王亚四 一、发电机并列运行的条件及分析 1、待并发电机的电压有效值Uf与电网的电压有效值U相等或接近相等，允许相差±5％的额定电压值。 待并发电机的电压有效值Uf，与电网的电压有效值U之间的压差ΔU，若在允许范围内，所引起的无功冲击电流是允许的。否则ΔU越大，冲击电流越大，这个过程相当于发电机的突然短路。因此，必须调整两者间的电压，使其接近相等后才可并列。 2、待并发电机的周波ff应与电网的周波f相等，但允许相差±0.05～0.1周/秒以内。 若两者周波不等，则会产生有功冲击电流，其结果使发电机转速增加或减小，导致发电机轴产生振动。如果周波相差超出允许值而且较大，将导致转子磁极和定子磁极间的相对速度过大，相互之间不易拉住，容易失步。因此，在待并发电机并列时，必须调整周波至允许范围内。通常是将待并发电机的周波略调高于电网的周波，这样发电机容易拉入同步，并列后可立即带上部分负荷。 3、待并发电机电压的相位与电网电压的相位相同，即相角相同。 在发电机并列时，如果两个电压的相位不一致，由此而产生的冲击电流可能达到额定电流的20～30倍，所以是非常危险的。冲击电流可分解为有功分量和无功分量，有功电流的冲击不仅要加重汽轮机的负担，还有可能使汽轮机受到很大的机械应力，这样非但不能把待并发电机拉入同步，而且可能使其它并列运行的发电机失去同步。在采用准同期并列时，发电机的冲击电流很小。所以，一般应将相角差控制在10o以内，此时的冲击电流约为发电机额定电流的0.5倍。 4、待并发电机电压的相序必须与电网电压的相序一致。 5、待并发电机电压的波形应与电网电压的波形一致。 以上条件中第4项关于相序的问题，要求在安装发电机的时候，根据发电机规定的转向，确定好发电机的相序而得到满足。所以在以后的并列过程中，相序问题就不必考虑了。第5项关于电压波形的问题，应在发电机生产制造过程中得以保证。 综上所述，在发电机并列时，主要满足1～3项的条件，否则将会造成严重事故。在并列合闸过程中，发电机与电网的电压、周波、相位角接近但并不相等时，由此而产生的较小冲击电流还是允许的。合闸后，在“自整步作用”下，能够将发电机拉入同步。 二、 同期系统的设备元件及其作用 1、同期系统的设备及元件 构成同期系统的设备元件有：1)电压互感器； 2)同期开关TK；3)新华同期卡装置； 4)同期闭锁开关STK； 5)组合式三相同期表S； 6)同期检定继电器TJJ； 2、设备元件的作用 由电压互感器回路及发电机同期开关TK，通过同期小母线、电压小母线和同期合闸母线的连接，组成了发电机同期并列点。该同期点在发电机空载运行状态下待并时，向同期检定继电器TJJ和组合式三相同期表S，分别输入电网及发电机的电压、频率、相位角等参量。 由组合式三相同期表S、新华同期卡装置、同步检查继电器TJJ和同期闭锁开关STK，通过同期小母线、同期合闸母线和配电装置信号电源线的连接，组成了具有对两个系统的参量，进行检测、比较、判断、盘面指示并发出执行命令及电气闭锁功能的手动准同期装置。 其元件的作用： 1) 组合式三相同期表S，能够分别指示出两个系统间的电压、频率及相位差的变化，为操作人员提供了发电机待并过程中动态的、直观的、准确的相关参数；为发电机安全、可*的并列运行提供了依据。 2) 同期检定继电器TJJ能够自动地分析、比较、判断两个系统间电压幅值及相位差的变化，并根据判断的结果，发出同期允许命令（其干簧继电器的常开、常闭接点断开或闭合）。其作用是，防止操作人员在非同期情况下将待并发电机并列。它是自动准同期装置的非同期闭锁部分。 3) 新华同期卡的作用就是，，并自动进行电压差、相位差、频率差的监测，发出调整脉冲至自动励磁或汽机DEH装置，进行电压及转速的调整，在满足同期条件时开放合闸回路。 4) 同期闭锁开关STK的接点和同期检定继电器TJJ的常闭接点并联，可以解除TJJ的闭锁作用。当开关进行不需要同期操作的合闸时，为了能将该开关合上，就需要利用STK的接点将TJJ的常闭接点短接，解除TJJ的闭锁作用。 5)发电机同同期开关TK，其作用为接入发电机及待并系统的判断用二次电压并接通组合式三相同期表S。 三、发电机并列时的操作 发电机并列的方法有两种，即：准同期并列法和自同期并列法。目前广泛采用准同期并列法。准同期并列法分为手动、半自动及自动三种。一般采用自动或半自动这两种操作方法。目前，我们采用的是自动准同期并列法，操作程序大致如下： 1、发电机升压操作至发电机额定值，检查发电机(转速)频率与系统频率相接近。要求汽机投入DEH装置“自动同步”开关。 2、投入新华同期卡装置。 3、将发电机同期闭锁开关STK切换至“投入”位置，其接点断开。与此同时，同步检查继电器TJJ 进入同期判定状态。 4、发电机同期开关TK切换至“投入”的位置，送入发电机及系统二次电压量至同期母线。组合式三相同期表S就有了电压差、频率差及相位差的指示。 5、投入同期启动按钮，新华同期卡将根据同期条件，发出调整脉冲至自动励磁或汽机DEH装置，进行电压及转速的调整，在满足同期条件时开放合闸回路，发电机主开关自动合上。 6、发电机并列后，检查或将发电机同期开关TK、新华同期卡及同期闭锁开关STK退出，然后接带负荷，使发电机按正常运行方式运行。 四、操作注意事项 为防止非同期并列，新装机组或同期回路检修后应对发电机自动准同期、发电机程序并网回路进行假并列试验以校验同期回路正常，在下列三种情况时不准投入发电机同期启动按钮 1、注意观察组合式三相同期表S动作情况，相位差指针转动缓慢均速，电压差表指针及频率差表指针指示相等或相近，若组合式三相同期表S的指针转动不平稳而且有跳动现象，不准合闸，因为这可能其内部的接点有卡阻现象。 2、 若组合式三相同期表S的指针在接近同期点时出现停滞现象，不准合闸。因为此时虽然满足并列条件，但由于开关操作机构动作需要约0.2秒的时间，若在此时间内发电机与电网之间的电压、周波及相角差有变化，则会使开关的合闸在不同期点上。 3、 若组合式三相同期表S的指针转动过快时，不准合闸。因为此时待并发电机与电网的周波相差很大，不易掌握开关合闸操作的时间，容易造成在不同期点上合闸。 4、严禁退出发电机同期闭锁开关STK进行同期并列。 五、对操作人员的要求 发电机的并列操作非常重要，在一定程度上关系到整个发电厂与电网的安危。因此，要求操作人员必须具有丰富的现场经验和实际工作的锻炼；要求在操作时注意力必须高度集中，密切监视有发电机机组及同期装置的表计变动情况；抓住机会稳、准地进行发电机的并列操作，确保待并发电机安全可*地并入电网运行。 六、非同期并列危害、现象及处理 1、危害 非同期并列时击电流可能达到额定电流的20～30倍，所以是非常危险的。冲击电流可分解为有功分量和无功分量，有功电流的冲击不仅要加重汽轮机的负担，还有可能使汽轮机受到很大的机械应力，发电机与系统将发生振荡或失步,将出现发电机的机械量和电气量与系统之间的振荡,这种持续的振荡将对发电机组和电力系统产生有破坏力的影响。 1) 单元接线的大型发变组电抗较大,而系统规模的增大使系统等产电抗减小,因此振荡中心往往落在发电机端附近或升压变压器范围内,使振荡过程对机组的影响大为加重。由于机端电压周期性的严重下降,使厂用辅机工作稳定性遭到破坏,甚至导致全厂停机、停炉、停电的重大事故。 2) 失步运行时,当发电机电势与系统等效电势的相位差为180°的瞬间,振荡电流的幅值接近机端三相短路时的电流。对于三相短路故障均有快速保护切除,而振荡电流则要在较长时间内反复出现,若无相应保护会使定子绕组遭受热损伤或端部遭受机械损伤。 3) 振荡过程中产生对轴系的周期性扭力,可能造成大轴严重机械损伤。 4) 振荡过程中由于周期性转差变化在转子绕组中引起感生电流,引起转子绕组发热。 5) 大型机组与系统失步,还可能导致电力系统解列甚至崩溃事故。 2、现象： 1) 在发电机开关合闸瞬间，定子电流有较大的冲击，系统电压降低，定子电流随之剧烈摆动，慢慢恢复稳定； 2) 机组产生强烈振动，发电机本身发出嗡嗡声； 3) 保护装置可能动作。 3、 处理： 1) 若发电机无强烈冲击和振动。则可不停机； 2) 若发电机冲击、振动、鸣声都是瞬间的并逐渐衰减至稳定状态时，经请示厂总工程师批准，可以不停机； 3) 若发电机组产生较大的冲击电流和强烈振动且不衰减时，应立即解列停机。 4)对发电机本体及其一/二次回路进行全面仔细的检查。 ----------------------------------------------

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