发电机非同期并列运行的危害及防范措施

发电机非同期并列运行的危害及防范措施

作者：陈振威

来源：《科技创新导报》2011年第26期

摘 要:同期系统对于发电机组安全并网起着及其重要的作用。准同期是目前普遍采用的一种并网方式。同期装置对待并两例电源电压的相序、频率、相位等进行准确的检测和判断,当待并两侧电源电压各参数基本相同时,自动或手动完成并网操作。但是,往往因系统接线有误,运行人员误操作,会造成非同期并列的严重后果。 关键词:发电机非同期并列运行危害及防范

中图分类号:TM623.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(b)-0085-01

发电机并入电网分为准同期并列和自同期并列。准同步期并列就是并列操作前,调节发电机励磁,当发电机电压的相位、频率、幅值分别与并列点系统的电压、相位、频率、幅值相接近时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。

非同期并列,是在发电机并列时没有满足同期条件之一,或者几个同期条件同时不满足的情况下产生的。由此,本文对发电机非同期并列做以下分析。 1 发电机非同期并列问题的分析

发电机准同期并列,必须满足电压、频率及相位相同三个条件。如果由于某种原因或操作不当使并列时未能满足这三个条件,发电机便处于非同期并列运行。若待并发电机与系统电压不同,在并列时将产生一定的冲击电流。如果电压差过大,远远低于系统电压,除了产生很大的冲击电流外,还会导致系统电压严重下降,将事故波及到系统中的其他设备。通常情况下,要求并列时待并发电机的电压略高于系统电压。如图(b)、(c)。

图b为系统电压与待并发电机电压波形图;图c为滑差电压波形图。图中系统电压瞬时值为 待并发电机电压瞬时值为式中Usm、Ugm——系统电压、发电机电压幅值;——系统电压、发电机电压的初相角。——系统电压、发电机电压的电角速度。系统电压与发电机电压瞬时值之差为滑差电压瞬时值Ud,Ud=us-ug。设Usm=Ugm=Um,初相角均为零,即=0,=0。,则有Ud=us-ug==

=也可用几何方法以Us瞬时值减Ug的瞬时值得到Ud的波形(如图c)。滑差电压Ud是有一个角速度为幅值为作正弦变化的电压。

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从图中不难看出,正是由于待并发电机转速不稳定,才能给同期并列创造条件。如果待并发电机转速长时间保持恒定,使同期点两侧电压的频率保持绝对相等,那么Ug与Us之间相角差相对静止,就不可能出现同期点,也就不可能实现准同期并列,即为非同期并列现象。 2 发电机非同期并列的原因及其带来的危害 2.1 发电机非同期并列的原因

根据以往实际经验总结出,非同期并列的原因主要有:(1)电压不等。(2)电压相位不一致。(3)频率不等。(4)自动准同期并列时同期装置故障。(5)自动准同期并列时操作人员未按操作票操作。(6)手动并网时操作人员未按操作票操作。(7)手动准同期并网时同步表故障。 2.2 发电机非同期并列的危害

非同期并列时,将会对发电机造成巨大影响,具体如下:

(1)电压不等的情况:并列瞬间发电机内产生冲击电流。如果电压差很大,则冲击电流过大,将会使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。

(2)T电压相位不一致的情况:相位不一致比电压不一致的情况更为严重,此时从系统吸收有功功率。如果δ很大(在180°范围内),则冲击电流很大,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δ=180°时,近似等于机端三相短路电流的两倍,损坏最严重。

(3)频率不等的情况: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。

3 发电机非同期并列的防范措施及解决方法

(1)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。(2)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。(3)自动同期装置一定要完好。针对我厂实际,还要检查同期保险已投入并且良好。(4)操作人员要熟悉本厂的一次系统和二次系统。(5)同步表指针停在零位不动或指针已指在零位时不准合闸。

另一种情况是电网的振荡引起发电机与电网非同期运行,解决方法是增大励磁电流使发电机无功增大,电压增大(震荡引起非同期一般电压低)减小有功输出。创造同期条件。如果在1分钟内不能同期应该解列发电机。然后查发电机是否还能运行,如果可以应等待电网稳定后再并列。

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4 结语

总之,如果发电机非同期并列了,首先发电机的电压、有功、电流波动很大,可以是在全幅摆动,同时在并列时对发电机冲击很大,发电机震动超出正常值。这时应解列发电机,查发电机受损情况特别是转子和机座等,再视情况判断是否投用,以实现工厂的持续、稳定、可靠运行,为提高企业的经济效益创造必要的条件。 参考文献

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