发电机非同期并列事故分析及对策研究论文_许永华,潘勇攀

发电机非同期并列事故分析及对策研究论文_许永华,潘勇攀

许永华 潘勇攀

(广西桂水电力股份有限公司大新发电分公司 广西崇左 532300)

摘要:发电机并网是发电厂的重大操作,本文从发电机并列条件出发,对非同期并列事故进行粗略分析,并重点提出了处理措施及预防措施,以确保发电厂的运行安全。

关键词:发电机;非同期并列;相位

发电机并列是通过发电机出口断路器进行合闸,把发电机和电网联接起来,让电能源源不断地输送出去。发电机并网必须满足三个条件:发电机频率、电压、相位必须与电网频率、电压、相位保持一致。不满足三个条件下的并列称为非同期并列,非同期并列对电网和发电机造成的危害很大,应尽量避免。

1发电机与系统并列方式

发电机与系统并列有准同期并列和自同期并列2种方式。准同期并列是经常采用的方式,在发电机正常并列时使用。准同期又分为自动准同期和手动准同期2种方式。大中型发电机现在都采用自动准同期方式,手动准同期只在自动准同期装置发生故障和检修时使用。自同期并列方式由于对机组本身和系统影响大, 一般只在一些小型发电机并列时使用。

1.1准同期并列方式

准同期并列方式是在发电机并列前已加励磁,当发电机的频率、电压、相位与运行系统的频率、电压、相位近似相等时,将发电机出口断路器合闸,完成并列操作。这种操作的优点是并列瞬间冲击电流小,对系统电压影响很小。缺点是并列操作较麻烦,并列时间较长,如果手动并列合闸时机不准确,容易发生非同期并列事故。目前设备的自动化程度有了很大的提高, 一般都采用自动准同期并列,发生非同期并列事故的几率很小。

1.2自同期并列方式

自同期并列是当发电机的转速接近系统同步转速,将发电机投入系统并列,然后再给发电机加励磁,由系统将发电机拖入同步。自同期并列是先并列,再同期, 并列时间快。特别是在系统事故需要紧急投入备用机组时,减少并列的时间更为重要。缺点是不加励磁的发电机并入系统时会产生较大的冲击电流,从系统吸收大量的无功,引起机组振动和系统电压下降。因此,自同期并列一般只在小容量的机组并列时使用。

2非同期并列的处理及预防措施分析

2.1处理措施

发电机一旦发生非同期并列事故,可适具体情况进行相应处理,具体如下:若发电机已并入电网且无剧烈振动及冲击,并呈渐趋平稳状况,应立即全面检查发电机,若不存在异常状况,则发电机可继续运行;若引起发变组跳闸,应立即对保护动作情况进行严格检查,对发变组进行全面检查及试验,视具体情况决定是否重新并网;若机组产生强大的冲击电流及振动,且情况无衰减态势,应立即停止发电机运作,并对机组进行全面检查。检查过程中,一般采用一定功率的摇表对三相绕组和对地绝缘进行测量,若两者之间的差值相差较大,则可判断并列局部存在部分受潮情况,此时需要对定子三相出现的位置做进一步的检查,若受潮问题却是存在,则需拆卸掉出线固定的木块并扩大出线孔,将出线用滤油纸擦拭干净,再用乙烯缠绕出线。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,还要检查发电机的中性点避雷器是否存在被击穿情况,若有则将避雷器进行更换,然后测量转子绕组和励磁电路绝缘电阻。解决好问题后,并网电动机和系统,根据发电机机组的声音及机组抖动情况判断其是否已恢复正常,若机组发出抽拉声并伴有短时抖动,则说明仍处于非同期并列状态,需立刻解列发电机及系统。

2.2预防措施

(1)同期电压的选择。发电机中性点一般采用中性点不接地系统,由于相电压与三相的绝缘及对地电容量有很大的关系,正常时发电机三相对地电容量相差不大,中性点电压为零,发电机三相相电压相等,如某一相绝缘低时,发电机的中性点电压会发生漂移,三相相电压不同,但线电压保持不变,因此,为预防并网时电压差引起的并网冲击两侧同期电压,同期电压以选用线电压为宜。

(2)防止同期装置两侧电压接错相引起的非同期合闸。同期装置的电压一般取自并列开关两侧的PT的二次电压回路,若在检修当中接错二次电压,则必然造成一次系统与二次系统存在一定的角度差,引发非同期事故。要预防此类失误,应在合闸回路中串入同期闭锁继电器,且将两者的电压应选用不同的PT,如此,若一个电压回路接错线,同期装置与闭锁继电器出现不同步,发电机就不能并网,从而有效避免因接线错误而引起的非同期合闸。

(3)强化核相试验。核相工作的原理是在同期的两个PT一次侧加相同的电压,确定同期PT二次电压进入同期装置和同期闭锁继电器的相位关系正确性,为预防非同期事故的发生,在新安装或大修的机组投入运行前要及时进行核相工作,有关的电压互感器二次回路检修后也要进行核相。

(4)优选发电机同期点。若发电机出口及变压器高压侧均有断路器,则同期点最好选在变压器高压侧,如此,即便有非同期并列事故发生,非同期电流为两侧电压差与发电机、变压器、系统阻抗三者之和的比值,短路电流相对较小,对发电机及变压器造成的冲击及损坏也相对较低。而且,同期电压选择在主变高压侧,在发电机未并网前,同期开关在合环时,对发电机同期开关两侧二次电压回路接线也比较容易进行检查。反之,同期点选择在发电机出口断路器处,发生非同期时电流为两侧电压差与发电机阻抗的比值,对变压器的冲击电流为两侧电压差与变压器、系统阻抗二者之和的比值,不断对发电机及变压器的损害较大,且进行核相工作也较为复杂,或是断开主变高压侧刀闸,发电机带主变进行零起升压,或是解开发电机出口与封闭母线的软连接,合上发电机出口断路器,由系统对主变和发电机出口断路器进行反送电以进行核相,两种操作都较为困难。

当同期条件相差不悬殊时,发电机无强烈的振动和轰鸣声,且表计摆动能很快区域缓和,则不必停机,机组会很快被系统拉入同步,进入稳定运行状态。若非同期并网对发电机产生很大的冲击和引起强烈的振动,表计摆动且不衰减时,应立即解列停机,待试验检查确认机组无损坏后,方可重新启动发电机并列。非同期并网,导致发电机或电网保护动作,应认真检查和试验,方可重新启动发电机。

参考文献:

[1]张炳达.注册电气工程师执业资格考试 专业基础考试复习教程[M].天津大学出版社,2010.

[2]湖南省老科技工作者协会电力分会.防止电力生产重大事故的要求与措施(第二册)电气部分[M].中国电力出版社,2005.

论文作者:许永华,潘勇攀

论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期

论文发表时间:2016/7/6

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