田家庵電廠#6機(jī)同期回路改造之要點(diǎn)淺析

【摘要】近年來(lái)，隨著中國(guó)電力發(fā)展步伐不斷加快，中國(guó)電網(wǎng)也得到迅速發(fā)展，電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行電壓等級(jí)不斷提高，電網(wǎng)容量及規(guī)模也不斷擴(kuò)大，發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)正常并列，無(wú)非同期電流是電安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。同期系統(tǒng)是發(fā)電廠電氣二次部分的一個(gè)重要系統(tǒng)。若同期并列操作不當(dāng)，同期回路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，將可能引起非同期并列產(chǎn)生嚴(yán)重后果。根據(jù) 《防止電力生產(chǎn)事故二十五項(xiàng)反措》第10.9防止發(fā)電機(jī)非同期并列的第10.9.1條要求：微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置應(yīng)安裝獨(dú)立的同期鑒定閉鎖繼電器。因此，文章結(jié)合我廠#6機(jī)小修增設(shè)同期閉鎖繼電器的工作，對(duì)非同期并列的危害、同期閉鎖裝置的應(yīng)用以及同期系統(tǒng)的運(yùn)行操作進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)；發(fā)電機(jī)；同期閉鎖；電氣二次；反措

引言

發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列的條件是：待并電源的相序與系統(tǒng)電源的相序相同；待并電源的電壓與系統(tǒng)電源的電壓相等；待并電源的頻率與系統(tǒng)電源的頻率相等；待并電源電壓的相位與系統(tǒng)電源電壓的相位一致。如果不符合上述條件的并列，均會(huì)產(chǎn)生非同期并列。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量越來(lái)越大，發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)非同期并列將產(chǎn)生很大的沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩，嚴(yán)重危害到發(fā)電機(jī)定子線圈，使之變形、扭彎、絕緣崩裂、線圈接頭處熔化等，致使發(fā)電機(jī)損壞燒毀，端部變形。并且機(jī)組與系統(tǒng)間將產(chǎn)生功率振蕩，嚴(yán)重?cái)_亂整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至造成電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞。為此應(yīng)采取防止非同期并列的技術(shù)措施，使用同期閉鎖繼電器，自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置等。

1、加裝同期閉鎖繼電器的必要性

田家庵電廠#6機(jī)組于2005年建成投產(chǎn)，同期系統(tǒng)所使用的并列方式為自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，裝置為江蘇國(guó)瑞電氣有限公司的WX-98系列的自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)，由自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置根據(jù)設(shè)定的定值條件，自動(dòng)捕捉到同期點(diǎn)時(shí)行并列操作回路無(wú)其他防止非同期并列的閉鎖條件。此次結(jié)合#6機(jī)小修的機(jī)會(huì)，為同期回路增加一同期閉鎖繼電器，將其常閉接點(diǎn)串入發(fā)變組高壓側(cè)斷路器的操作回路中，角度整定為20度。當(dāng)同期閉鎖繼電器和自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置同時(shí)符合并列條件時(shí)，將發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。進(jìn)一步避免了非同期并網(wǎng)的沖擊電流的產(chǎn)生而造成危害。

2、同期閉鎖繼電器的原理

同期閉鎖繼電器的工作原理，其鐵心上嵌有兩個(gè)匝數(shù)相等，方向相反的線圈，線圈電源分別接系統(tǒng)側(cè)PT（電壓互感器）和待并側(cè)PT（發(fā)電機(jī)電壓互感器）。當(dāng)兩側(cè)PT二次相位角相差<15-20度時(shí)兩個(gè)線圈磁力相等就相互抵消，故鐵芯釋放常閉輔助觸點(diǎn)閉合，接通同期回路。反之相位角相差大于20度以上時(shí)總有一個(gè)線圈磁力過(guò)大，鐵心吸合常閉輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，閉鎖（即斷開(kāi)）同期回路。我廠發(fā)電機(jī)組為單元接線方式，發(fā)電機(jī)出口接 Y/D-11接線組別的主變壓器并經(jīng)主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)與系統(tǒng)母線連接。同期點(diǎn)選擇在主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)。

3、同期回路改造實(shí)現(xiàn)方法

同期回路增加同期閉鎖繼電器的改造原理圖與無(wú)同期閉鎖繼電器的原理圖對(duì)比如圖1所示：

由圖1可見(jiàn)，同期閉鎖繼電器的兩個(gè)電壓線圈從同期裝置的兩輸入電壓上分別并聯(lián)取得工作電壓。 故線圈的工作電壓為待并發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓U BN、系統(tǒng)電壓U BC，并整定同期閉鎖繼電器的同期合閘角度指示20度。這樣，當(dāng)待并發(fā)電機(jī)電壓U BN與系統(tǒng)電壓U BC大小及相位不滿足條件時(shí)，同期閉鎖繼電器的工作狀態(tài)為動(dòng)作狀態(tài)，常開(kāi)接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)打開(kāi)，從而斷開(kāi)待并發(fā)電機(jī)主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)的控制回路；當(dāng)待并發(fā)電機(jī)電壓U BN與系統(tǒng)電壓U BC大小相等，相位差小于20度時(shí)，同期閉鎖繼電器的工作狀態(tài)為返回狀態(tài)，其常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)，常閉接點(diǎn)閉合接通待并發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)的控制回路。圖2為同期閉鎖繼電器的閉鎖接點(diǎn)（常閉接點(diǎn)）串入出口斷路器的控制回路圖中。

這里需要注意的一點(diǎn)是，由于我廠同期回路選取的待并側(cè)電壓和系統(tǒng)電壓分別為機(jī)端相電壓U BN與系統(tǒng)電壓線U BC，是因?yàn)槲覐S220kV系統(tǒng)的電壓互感器二次側(cè)為B相接地的方式，故在同期電壓選擇了機(jī)端的相電壓與系統(tǒng)的線電壓進(jìn)行同期比較，這樣避免了兩個(gè)電壓由于主變的聯(lián)接級(jí)別為Y/D-11造成的轉(zhuǎn)角的問(wèn)題，只是在同期閉鎖繼電器的選擇上要選用具有線電壓和相電壓兩個(gè)電壓線圈的繼電器，才能保證繼電器的正常工作。

施工結(jié)束投入運(yùn)行時(shí)，還需要在發(fā)電機(jī)投入自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置時(shí)測(cè)量同期閉鎖繼電器上的電壓，根據(jù)相量圖核對(duì)所接電壓回路是否正確。相量圖如圖3所示。

4、結(jié)論

綜上所述，同期閉鎖繼電器在自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置二次回路中起著至關(guān)重要的作用，它對(duì)發(fā)電機(jī)非同期的閉鎖已納入了反措要求，

因此必須裝設(shè)，以保證發(fā)電機(jī)在同期并網(wǎng)時(shí)的安全性及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[2]宋平崗等.電氣工程基礎(chǔ)[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.

[3]國(guó)家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[4]曹娜.電力系統(tǒng)分析[M] . 北京：北京大學(xué)出版社，2009.

[5]防止電力生產(chǎn)事故二十五項(xiàng)反措[M].北京：中國(guó)電力出版社，2014.

作者簡(jiǎn)介：

陳靜（1979-），女，安徽淮南人，2007年畢業(yè)于安徽理工大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)，助理工程師。研究方向：同步檢定繼電器的應(yīng)用及B相接地系統(tǒng)下的同期電壓相量。