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浅析发电厂的同期装置
(内蒙古丰镇发电厂，内蒙古 丰镇 012100)
摘 要：文章通过对同期装置的分析，提出了几个有关发 电机并网过程中值得高度重视的问题。
关键词：发电厂；并网；准同期；控制；冲击
中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(XX)13—0071—02
发电机并网无疑是发电厂的一项事关重大的操作，它直接涉及到系统运行的稳定及发电机的 安全。随着电力系统的发展，发电机的单机容量越来越大，人们已开始注意到对发电机和电 网产生重大危害的发电机组转子轴系扭振问题。扭振并不是单纯的机械问题，而是在某种特 定情况下电网与转子轴系机械系统发生的电磁共振，即所谓次同步谐振，导致定子的电磁力 矩和转子轴系的扭矩不断增长。它们相互间的这种能量交换最终引起转子轴系的严重损坏。 非同期并网就是诱发扭振的重要原因之一。因此，在提高同期装置的自动化水平、提高并网 操作的质量显得尤为重要。
1 对同期操作的认识误区
①认为只要能把发电机并上电网，不论是用手动还是用误差极大的同期装置，能并就行 。②认为把待并发电机对
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系统的电压差和频率差调节得越小，并网时的冲击就越小，因此，不 惜多花些时间去精心调节发电机频率和电压。③认为并网时发电机与系统电压间存在一定的相角差也无妨。只要在合闸回路中串进同期 检查继电器的闭锁接点就万事大吉了，在30°的相角差下就可实现并网。④认为并网仅是个操作，只算安全帐，不存在经济问题。⑤认为线路阻抗大，用简单带检同期的手动同期就可以对付线路并网。 这些认识误区带来了以下的严重后果,尽管这些后果频频地出现在人们眼前,但遗憾的是至今 并不是所有人都意识到这是不良同期操作酿成的。①对频率及电压的精心调节，浪费了大量时间，不仅不能及时的开出发电机去顶出力， 而且带来了极大的空转能耗的浪费。③屡屡发生的大相角差并网使发电机组的绕组、轴瓦、联轴器等受到严重的累积损伤。
2 同期装置实现并网的三个条件
发电机并网过程中对并列点两侧的压差、频差及相角差有一定的要求。在并网过程中出现的 压差将导致无功性质的冲击，频差将导致有功性质的冲击，而相角差则同时包含着这两类分 量的冲击。而对于“相角差”这一指标应严加控制，并网瞬间大的相角差将会引起机组大的 振动，发电机转子在这瞬间将会被定子的电磁力矩强行地迫使与系统同步，对发电机造成极 大的冲击。这种冲击性扭矩会导致
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线棒、联轴器与轴瓦的损坏。在这种情况下，控制相角差 变得特别重要，应使用通过实测精确断路器的合闸时间去整定准同期装置的导 前时间，而且要计出并网过程中频差及其变化率的影响。
3 发电厂同期装置的现状
现大部分发电厂在同期二次线设计中，仍在使用同期检查继电器来闭锁合环操作的 合闸回路，TJJ的定值一般设置为300。如果同期检查继电器TJJ的整定闭锁角为dT，并列点 断路器合闸时间为tk(秒)，同期装置的允许频差整定值为Df(赫)，这样同期装置将在同相点 到来前的dk角度时发出合闸脉冲。K＝2pDf·tk，
当dkdT时将产生人为制造的相角差Dd所引起的冲击 ，并网瞬间的相角差Dd＝dk－dT。这个相角差必然会引起对发电机和 系统的冲击，所以闭锁角dT的整定值必须和断路器合闸时间tk及允许频差Df综合考虑。在tk 较长时只有减小允许频差Df的整定值。这又将导致并网过程的拖延。这种手动 准同期并网方式在并网过程中会不可避免地造成危害：①这种并网方式对系统和发电机造成了不必要的冲击。②加大并网难度。通过联络线将两系统实现差频并网的成功率与频差有密切关系，当频差 很大时由TJJ接点提供的合闸回路接通时间非常短，使重合闸或手动合闸成为不可能，而恰 恰在一个不能自给自足的小系统和大系统解
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列后频差会非常大，这种情况下仅靠这300的检 同期是完全无法实现再并列的。③延长了并网时间。要知道，拖长并网时间在系统稳定储备不够时将带来严重后果，而且 空转损耗引起的能源浪费也不是一个小数。特别是在机组的调速器和励磁调节器不太稳定时 ，更是人为带来了并网困难。
4 同期装置在并网过程中必须高度重视的问题
现发电厂的控制方式大多采用的是分布式控制，这就要求同期装置必须要有较高的自动化水 平，来独立完成发电机的同期并网操作。由此，在实现并网操作过程中，必须引起高度重视的几个问题：①对频差变化率的考虑：发电机一般都不是 在恒速情况下进行并网的，也就是说在并网过程中不仅发电机对系统存在着频率差，而且还 存在着频差的变化。这就需要同期装置具 备计算频差及其一阶乃至二阶导数的能力，以保证发电机在相角差为零的瞬间并入电网。②应该知道断路器合闸回路的确切合闸时间：发电机并网瞬间是否正好落在d＝0°的点上 ，极大程度取决于准同期装置的导前时间整定值是否与实际相符。因此，即使准同期装置设 计得再严密，没有精确原始数据的支持，并网也不可能不发生出人意料的冲击。③应考虑并 网时系统电压过低或过高的闭锁以及TV断线的闭锁：一般自动准同期装置是检查发电机与系统电压的压差，如实际压差满足给定值即认
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