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1、发电机同期并网及其注意事项发电机同期并网及其注意事项发电机同期并网及其注意事项发电机同期并网及其注意事项主讲人：马良主讲人：马良电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理主要内容主要内容同期的相关概念同期的相关概念1.2.3.发电机同期并列的方法及其注意事项发电机同期并列的方法及其注意事项4.发电机建压的相关注意事项发电机建压的相关注意事项发电机同期并列的条件和步骤发电机同期并列的条件和步骤电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理v同期点的概念：v当某一开关断开后，其开关上下口电源为不同的两个系统（两个电源），这一开关就被看为同期点。v例如我厂：3351336233713382开关电力系统电力系
2、统自动装置原理自动装置原理同期的概念同期的概念 当当待待并并列列运运行行的的电电源源是是交交流流电电源源时时，由由于于交交流流电电源源存存在在三三要要素素：电电压压、频频率率、相相位位。所所以以待待并并列列的的电电源源，电电压压、频频率率、相相位位要要一一致致，称称为为同同期期操操作作。如如果果不不进进行行同同期期操操作作，合合闸闸的的瞬瞬间间会会造造成成强强大大的的冲冲击击电电流流，从从而而严重损害设备或影响系统的安全运行。严重损害设备或影响系统的安全运行。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机并列运行的优点发电机并列运行的优点电电网网容容量量大大负负载载影影响响小小稳稳定定系系数数
3、高高安安全全性性能能强强可可轮轮流流检检修修电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 同期并网的理想条件同期并网的理想条件同期并网的理想条件同期并网的理想条件电压相同电压相同电压相同电压相同频率相同频率相同频率相同频率相同相位相同相位相同相位相同相位相同电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机并网的实际条件发电机并网的实际条件1 1电压差不应超过电压差不应超过5%10%，我，我厂为厂为5%2 2相位差不应大于相位差不应大于10，我厂为，我厂为103 3频率差不应超过频率差不应超过0.2%0.5%，我厂，我厂为为0.15HZ电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理怎么实现并网的条件怎么实现
4、并网的条件安装正确可保证相序一致安装正确可保证相序一致调节励磁电流可使电压相等调节励磁电流可使电压相等调节发电机转速可使频率相同调节发电机转速可使频率相同发电机机满足发电机机满足发电机机满足发电机机满足条件可以并网条件可以并网条件可以并网条件可以并网调节发电机瞬时速度可使相位一致调节发电机瞬时速度可使相位一致电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理同步发电机的并网同步发电机的并网 v同期并网的条件同期并网的条件发电机的相序与电网一致，必须发电机的相序与电网一致，必须保证保证发电机的频率与电网一致（一般发电机的频率与电网一致（一般发电机频率略高于系统频率）发电机频率略高于系统频率）发电机的电压与
5、电网电压大小相发电机的电压与电网电压大小相等，相位相同等，相位相同v目的：并网时，发电机与目的：并网时，发电机与电网三相之间不允许出现电网三相之间不允许出现过大电压差，引起冲击电过大电压差，引起冲击电流流电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机并列的方法发电机并列的方法电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理建建 压压v1、自动、手动建压两种方式；v2、建压时的注意事项（调整）；v3、A、B两通道切换试验的注意事项（参数）；电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动自动/手动两种方式切换的注意事项手动两种方式切换的注意事项v装置电源采用双路供电，一路来自于直流电源，从直流屏引两路电源分
6、别供给A.B两通道。另一路来自起励电源输出交流电源。两路电源经二极管并联运行互为冗余，提高了装置的可靠性。v跟踪切换v手动运行方式时，自动通道实时跟踪发电机电压；自动运行时，手动通道经延时跟踪转子电流（或输出电流）。两种运行方式之间能进行无扰动切换。通道之间通过调整跟踪系数，使得两个通道显示的触发角大致相等，当进行切换时，就不会产生很大的波动。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动、手动建压两种方式自动、手动建压两种方式v 零起升压v1、试验前的设置和检查v发电机励磁系统接线为正常运行的励磁系统接线。通过“调试”“模式切换”将调节器置“电压闭环”控制方式v检查初励继电器在插入位置，初励电
7、源已送。检查所有主回路的开关已合。检查脉冲开关已合。检查电压给定值，应在10%-15%UFN。当机组残压过高，或者出现机端电压上升后又回到零，起励失败的情况，可以根据需要调高电压给定值。v2、试验过程v进入主界面，可关闭B套调节器电源，确保机组和设备的安全。v在灭磁开关前安排人员把守，当调节器给出开机令后，观察转子电流值超过正常值时(空载额定电流的50%)，直接分灭磁开关或者关闭A套调节器电源；v在具备开机条件的情况下，点调节器“就地建压”令。v当机端电压稳定后，通过调节器“现地增磁”令，升压至25%UFN。v打开B套调节器电源，在主界面观察，B套为从，B套等待，B套正常，“电压闭环”控制方式
8、。调节器无其他异常显示。逐步升高发电机出口电压至额定值附近电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动、手动建压两种方式自动、手动建压两种方式v自动建压v在主界面观察A套为主，A套等待，A套正常，控制方式在“电压闭环”。v注意：标准的自动升压方式为软起励升压方式。v设置软起励使能(通常为1)。在“监控”“参数设置”“附加控制”栏中，可以设置软起励初始值(通常为25%)，软起励终值(通常为80-100%，默认为100%，可以根据现场要求设置)，软起励步长(通常为1)。当软起励开始后，电压给定值由25%起，每20ms增一个步长，直到升到软起励终值(当投入“系统电压跟踪”功能时，升到系统电压值)，机
9、端电压在此过程中应跟随电压给定往上升。机端电压上升到最终值时，软起励完成。v当软起励过程中，有进行增磁或减磁操作时，软起励过程停止。v起励开始后，调节器输出角度为PID计算角度，此时输出角度最小受到空载最小角度的限制机端电压应以最快速度(3-10秒)到达起励电压给定值，自动升压试验完成。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理A/B套套励磁通道切换注意事项励磁通道切换注意事项v“电压闭环”下A/B套切换v 在主界面观察A套为主，B套为从，A/B套空载，A/B套正常，A/B套控制方式“在电压闭环”。v注意：在主界面观察两套电压给定值相同、触发角度相同、机端电压实际值差别小于0.2%，可以进行主从
10、切换。v在就地励磁屏内对发电机励磁A/B套进行切换（切换开关为点动，自动复位至竖直位置）v“电流闭环”下A/B套切换v在主界面观察A套为主，B套为从，A/B套空载，A/B套正常，A/B套控制方式在“电流闭环”。v注意：在主界面观察两套电流给定值相同、触发角度相同、转子电流值差别小于0.5%，可以进行“主从”切换。v操作“主从切换”旋钮。在主界面观察B套变为“主”。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理两种同期操作方式两种同期操作方式自同期自同期 采采用用此此种种方方式式时时，当当转转速速接接近近额额定定转转速速时时，直直接接合合出出口口断断路路器器，连连接接机机组组和和母母线线（系系统统），
11、再再加加励励磁磁，在在系系统统的的作作用用下下，使使机机组组进进入入同同步步运运行行状状态。态。自同期特点自同期特点1 1、操作简单，机组并、操作简单，机组并列快，不会造成非同列快，不会造成非同期合闸。期合闸。2 2、合闸瞬间，机组会、合闸瞬间，机组会产生很大的冲击电流，产生很大的冲击电流，对机组和系统会产生对机组和系统会产生强烈的冲击，所以一强烈的冲击，所以一般只适用于小机组。般只适用于小机组。而目前一般而目前一般不采用不采用自自动期方式。动期方式。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理两种同期操作方式两种同期操作方式准同期准同期 采采用用此此种种方方式式时时，当当转转速速满满足足条条件件
12、时时，加加励励磁磁。如如果果电电压压、相相位位、频频率率满满足足要要求求后后，发发合合闸闸命命令令，使机组并列上网发电。使机组并列上网发电。准同期特点准同期特点1 1、机组不会产生冲电流、机组不会产生冲电流（或很小），对系统影响（或很小），对系统影响小。小。2 2、操作要复杂些，手动准、操作要复杂些，手动准同期同期对运行人员要求较高对运行人员要求较高，可能造成非同期合闸，从可能造成非同期合闸，从而烧坏机组或造成系统故而烧坏机组或造成系统故障。障。3 3、可以用于线路同期操作。、可以用于线路同期操作。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理准同期并列操作方式准同期并列操作方式1.手手动动准准同同
13、期期：操操作作人人员员观观察察同同期期表表，根根据据经经验验发发合合闸闸命命令令。一一般般作作为为自自动动准准同同期期的的备备用用方方式。式。2.自自动动准准同同期期：当当发发出出合合闸闸命命令令时时，自自动动准准同同期期装装置置自自动动寻寻找找最最佳佳合合闸闸时时间间，发发出出合合闸闸命命令令。同同时时，在在不不满满足足同同期期合合闸闸时时，给给励励磁磁、调速器发出调整命令，加快合闸时间。调速器发出调整命令，加快合闸时间。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理同同 期期 表表 常常用用的的同同期期表表为为组组合合式式同同期期表表。如如图图所所示示，同同期期有有三三部部分分组组成成：频频差差
14、检检测测部部分分、电电压压检检测测部分同期检测部分。部分同期检测部分。 1、频频差差检检测测：同同期期表表左左侧侧的的指指针针指指出出系系统统和和机机组组的的频频率率差差的的大大小小。向向“”偏偏转转，表表示示系系统统频频率率大大于于机机组组频频率率，反反之之表表示示系系统统频频率率低低于于机机组组频频率率，偏偏差差越越大大，指指针针偏偏离离中中间间位位置置越大。越大。提示：同期表是以系统测位比较的基准。提示：同期表是以系统测位比较的基准。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理同同 期期 表表电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理同期表同期表、压压差差检检测测：同同期期表表右右侧侧的的指指
15、针针指指出出系系统统和和机机组组的的压压差差的的大大小小。向向“”偏偏转转，表表示示系系统统电电压压大大于于机机组组电电压压，反反之之表表示示系系统统电电压压低低于于电电压压频率。偏差越大，指针偏离中间位置越大。频率。偏差越大，指针偏离中间位置越大。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理同期表同期表3、同同期期检检测测：同同期期表表中中间间为为同同期期检检查查结结果果指指示示。当当同同期期表表指指针针顺顺时时针针方方向向旋旋转转时时，表表示示待待并并发发电电机机频频率率比比系系统统高高，应应减减低低待待并并发发电电机机转转速速；当当同同期期表表指指针针逆逆时时针针方方向向旋旋转转时时，表表示
16、示待待并并发发电电机机转转速速太太低低，应应加加快快待待并并发发电电机机的的转转速速。指指针针偏偏离离同同期期点点指指示示出出相相位位的的差差值值大大小小。同同时时，指针的转速反映相位差值变化的快慢。指针的转速反映相位差值变化的快慢。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理同期检查继电器（同期检查继电器（TJJ）作作用用：为为防防止止非非同同期期合合闸闸，一一般般在在同同期期的的自自动动、手手动动回回路路中中安安装装有有同同步步检检查查继继电电器器（整整定定在在20-40度）。度）。 如如果果同同步步点点两两侧侧电电压压相相角角差差超超过过同同步步检检测测继继电电器器整整定定的的动动作作角角度
17、度时时，继继电电器器动动作作，常常开开触触点点打开，断开合闸脉冲回路，断路器就无法合闸。打开，断开合闸脉冲回路，断路器就无法合闸。只只有有当当相相角角差差小小于于整整定定角角度度时时，常常开开触触点点才才会会闭闭合合，允允许许发发出出合合闸闸脉脉冲冲。这这样样就就防防止止了了非非同同期期合合闸，起到了闭锁作用。闸，起到了闭锁作用。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动准同期装置作用及工作原理自动准同期装置作用及工作原理 自自动动准准同同期期装装置置除除了了能能够够自自动动寻寻找找到到同同期期点点、发发同同期期合合闸闸令令以以外外，还还具具有有根根据据实实际际情情况况，发发出出增增加加频频
18、率率、增增加加电电压压、降降低低频频率率、降降低低电电压压的的脉脉冲冲控控制制信信号号控控制励磁和调速器，从而加快同期合闸的时间。制励磁和调速器，从而加快同期合闸的时间。 自自动动准准同同期期为为保保证证合合闸闸瞬瞬间间冲冲击击电电流流最最小小，采采用用恒恒定导前时间或导前相角定导前时间或导前相角的方法发出合闸令。的方法发出合闸令。 通通常常所所使使用用的的同同期期装装置置一一般般采采用用恒恒定定导导前前时时间间的方法发出合闸脉冲。的方法发出合闸脉冲。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动准同期并列装置自动准同期并列装置 (1) 检检测测电电压压间间的的滑滑差差角角频频率率, , 且且调
19、调节节发发电电机机的的转转速速, , 使使发发电电机的频率接近于系统频率。机的频率接近于系统频率。(2) 检检测测电电压压值值差差, , 且且调调节节发发电电机机的的电电压压, , 使使两两电电压压的的差值小于规定允许值。差值小于规定允许值。(3)检检查查并并列列条条件件, 条条件件满满足足时时发发出出合闸信号。合闸信号。 三个控制单元三个控制单元电源电源G升速升速 减速减速升压升压 降压降压并列断并列断路器路器合闸合闸频率频率差控差控制单元制单元电压电压差控差控制单元制单元合闸信号合闸信号控制单元控制单元与与门门提前量信号形成提前量信号形成电压电压差允许差允许频率频率差允许差允许合闸合闸信号
20、信号电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理同期闭锁电路同期闭锁电路: :防止误操作造成的非同期并列防止误操作造成的非同期并列同期点之间同期点之间应相互闭锁应相互闭锁 为了避免同期电压回路混乱而引起非同期并列，在并为了避免同期电压回路混乱而引起非同期并列，在并列操作的时间内，同期电压小母线只能存在待并断路器列操作的时间内，同期电压小母线只能存在待并断路器两侧的同期电压。为此，每个同期点断路器均装有同期两侧的同期电压。为此，每个同期点断路器均装有同期开关，开关，并公用一个可抽出的钥匙，并公用一个可抽出的钥匙，此钥匙只有在此钥匙只有在“断开断开”位置时才能抽出。以保证在同一时间内，只允许对一位置时
21、才能抽出。以保证在同一时间内，只允许对一台同期点断路器进行并列操作。台同期点断路器进行并列操作。 同期系统的同期检测装置及闭锁回路同期系统的同期检测装置及闭锁回路电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理手动同期操作注意事项手动同期操作注意事项p 电压、频率差过大时不能发合闸令；电压、频率差过大时不能发合闸令；p 同期表快速旋转时不能发合闸令；同期表快速旋转时不能发合闸令；p 同期表不动时不能发合闸令；同期表不动时不能发合闸令；p 同期表转速不均匀时不能发合闸令；同期表转速不均匀时不能发合闸令；p 同期表指针开始反向旋转时不能发合闸令；同期表指针开始反向旋转时不能发合闸令；p 同同期期表表指指针
22、针向向远远离离同同期期点点方方向向旋旋转转时时不不能能发发同同期令；期令；p 指指针针转转速速均均匀匀、接接近近同同期期点点、向向同同期期点点靠靠近近时时才能发合闸令。才能发合闸令。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 并联运行的条件并联运行的条件 同期并列的条件同期并列的条件1.1.待并发电机的电压与电网电压大小相等；待并发电机的电压与电网电压大小相等；2.2.待并发电机电压相位相同与电网电压相位相同；待并发电机电压相位相同与电网电压相位相同；3.3.待并发电机电压频率与电网电压频率相同；待并发电机电压频率与电网电压频率相同； 4.4.待并发电机的相序与电网的相序相同。待并发电机的相序与
23、电网的相序相同。 不满足任一条件的并列称为非同期并列，将对电机产生严不满足任一条件的并列称为非同期并列，将对电机产生严重的危害。重的危害。重点重点内容内容电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机非同期并列的现象发电机非同期并列的现象发电机非同期并列时。发电机定子产生巨大的电流冲击。定子电流表剧烈摆动。定子电压表也随之摆动。发电机发生剧烈振动，发出轰鸣声，其节奏与表计摆动相同。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机非同期并列的处理发电机非同期并列的处理v发电机的非同期并列应根据事故现象正确判断处理。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
24、停机，机组会很快被系统拉入同步，进入稳定运行状态。若非同期并列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，方可重新启机并列。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理非同期并列的危害非同期并列的危害v非同期并列时，由于合闸冲击电流很大，巨大的冲击电流对发电机、变压器及对系统造成严重冲击。机组将发生强烈的振动，使待并发电机绕组变形、扭弯、绝缘崩裂、定子绕组并头套熔化，甚至将绕组烧毁。即使当时没有损坏，也会造成严重的隐患。就整个电力系统来讲，如果一台大型机组发生非同期并列，这台发电机将与系统发生功率的震荡，严重扰乱整个系统的正常运行，甚至造
25、成整个电力系统的崩溃。具体如下：v1)电压不等的情况：v并列瞬间发电机内产生冲击电流,其周期分量有效值为Iim=U/Xd当发电机电压UG系统电压UX时,Iim滞后UG90o对发电机起去磁作用发电机并列后立即带无功功率；当UGUX时，Iim超前UG90o对发电机起助磁作用，发电机并列后立即从系统吸收无功功率。如果电压差U很大，则Iim过大（因为次暂态电抗Xd很小），将会发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力的作用下受损。v。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理非同期并列的危害非同期并列的危害v2)电压相位不一致的情况：在并列瞬间发电机内产生冲击电流,其周期分量有效值为Iim=U/Xd=2
26、U/Xdsin（/2）当发电机电压UG超前系统电压UX时,Iim主要成分为UG同相位的有功分量（注意在并列时不能太大），发电机并入系统时立即带有功功率，对发电机有制动作用，有助于将发电机电压拉到与系统电压同相位；当UG滞后UX时，Iim的主要成分为与UG反向的有功分量，发电机并入系统时立即从系统吸收有功功率，对发电机有加速作用，同样有助于将发电机电压拉到与系统电压同相位。相位不一致比电压不一致的情况更为严重，如果很大（在180o范围内），则冲击电流Iim很大，其有功分量在发电机轴上产生冲击力矩，使设备烧毁,或使发电机大轴扭屈。特别是=180o时,Iim近似等于机端三相短路电流的两倍,损坏最严重
27、。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理非同期并列的危害非同期并列的危害v3）频率不等的情况：v发电机电压UG与与系统电压UX之间具有相对运动，如果这个相对运动比较较小,则发电机与系统之间的自整步作用,使发电机拉入同步；如果频率差较大，则并列合闸后在0o到360o之间周期性变化，当=0o时，U=0，Iim=0；当=180o时，U=2UG=2UX，则Iim最大；当=360o时，U=0，则Iim=0。发电机在频率差较大的情况下并入系统，立即带上较多正的（或负的）有功功率，对发电机转子产生制动（或加速）的力矩,将使发电机产生机械振动，严重时导致失步，造成并列不成功。频率相差较大,因转子惯性冲力过大
28、而不起作用.如果发电机频率低于系统频率，并列后发电机将会吸收电网有功，其逆功率对汽轮机末级叶片造成损坏，严重时使汽轮机末级叶片疲劳端裂电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理非同期并列的预防非同期并列的预防v1)在机组并网之前检查表计的好坏，并网过程中多个表计进行比较以判断正确性v2)一定严格按操作票来操作，监护人要监护到位。v3)新安装或大修的机组投入运行前一定要相序检查和核相，有关的电压互感器二次回路检修后要进行核相v4)自动同期装置一定要完好v5)并网之前，发电机要确认在热备用状态，发电机出口开关和PT一定要摇到工作位。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理非同期并列的预防非同期并列的预防v6)操作人员要熟悉本厂的一次系统和二次系统v7）同步表指针停在零位不动或指针已指在零位时不准合闸。待并发电机在未并入系统前，与系统达到同期只是暂时的，同步表停在零位不动，可能是表内断线或其他原因所致，不能合闸v8）同步表指向零位移动过快时，表明待并发电机与系统频率相差太大，不易掌握断路器的合闸操作时间，容易造成非同期，故不准合闸。v9）同步表指针过零位不稳定而有跳动现象时，可能是因为同步继电器的内部触点有卡住现象，故不准合闸。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理v谢谢！v讲课完毕
