汽輪發(fā)電機微機同期裝置的應用

摘 要：電力能源在人們的生活以及工作中都發(fā)揮著重要的作用，隨著人們對電力能源需求的不斷增加，這對發(fā)電廠發(fā)電也提出了更高的要求。汽輪機發(fā)電機是發(fā)電廠重要的發(fā)電設備，在進行發(fā)電中需要發(fā)電機同期進行并網(wǎng)，而不同期的并網(wǎng)就會導致很大的危害，因此，這就需要做好發(fā)電機的同期并列，下面，本文就針對汽輪發(fā)電機微機同期裝置的應用進行分析，希望對發(fā)電機的同期并列提供一定的幫助。

關鍵詞：汽輪；發(fā)電機；微機同期；裝置應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.160

0 前言

汽機發(fā)電機是發(fā)電廠重要的發(fā)電設備，為了保證其具有良好的并網(wǎng)性，就需要注意發(fā)電機的同期并列，由于不同電源系統(tǒng)可能存在帶電情況，在并列中就可能存在非同期情況，這對發(fā)電設備就會產(chǎn)生很大的破壞，特別是對發(fā)電機來說，甚至會導致其不能使用，為了實現(xiàn)同期并列，就需要合理應用汽輪發(fā)電機微機同期裝置，而汽輪發(fā)電機微機同期裝置如何進行應用，就是本文主要研究的內(nèi)容。

1 發(fā)電機非同期并列的危害

電力系統(tǒng)同期點斷路器實施合閘的操作中，由于斷路器兩端可能存在不同電源系統(tǒng)的供電帶電情況，這就會對其斷路器的合閘產(chǎn)生了影響，需要通過并列操作來實現(xiàn)斷路器的合閘。在對同期點進行并列操作中，由于斷路器兩端都存在電源，如果同期點中的斷路器進行合閘的時機是不合適的，則其兩端具有的參數(shù)就會存在很大的差別，進而導致非同期的并列操作，這種非同期性的并列操作會對發(fā)電機、變壓器以及斷路器等產(chǎn)生很大的破壞。若一大型的發(fā)電機和系統(tǒng)存在非同期性的并列操作，其造成的影響會更大，會造成發(fā)電機出現(xiàn)系統(tǒng)的振蕩，并對電力系統(tǒng)運行產(chǎn)生影響，嚴重的話還會導致電力系統(tǒng)的崩潰。這種發(fā)電機的非同期性并網(wǎng)操作，和電網(wǎng)短路故障情況比較類似，會造成很大的電流沖擊以及電磁轉(zhuǎn)矩等，其沖擊電流會對發(fā)電機的定子端位置繞組造成強應力的作用，而電磁轉(zhuǎn)矩會對軸系統(tǒng)造成強扭應力的作用，發(fā)電機的軸系出現(xiàn)扭振而產(chǎn)生疲勞，就會縮短其使的用壽命，甚至還會導致其大軸出現(xiàn)斷裂情況[1]。

2 發(fā)電機同期并列條件

等到發(fā)電機電壓的有效值和電網(wǎng)電壓的有效值相等或者比較接近時，一般要求其電壓在額定電壓5%為允許的相差，且等到發(fā)電機電壓的有效值和電網(wǎng)電壓的有效值壓差在允許的范圍中，其引起無功的電流沖擊就是允許的，要不然兩者的壓差很大，就會導致電流的沖擊很大，此過程就如同發(fā)電機突然發(fā)生了短路，就會對發(fā)電機產(chǎn)生很大的破壞，因此，這就需要對兩者壓差進行有效的調(diào)整和控制，讓她們比較接近的時候再進行并列。

等到發(fā)電機周波和電網(wǎng)周波相等的時候，同時其允許的相差在每秒0.1周內(nèi)，就可以進行并列。如果兩者的周波是不相等的，就會出現(xiàn)很大的有功電流沖擊，進而導致發(fā)電機的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)減小或者增加，造成發(fā)電機的軸劇烈震動；如果兩者的周波相差也超出了所允許的范圍，就會造成轉(zhuǎn)子的磁極以及電子的磁極間出現(xiàn)很大的相對速度，很容易就會導致失步情況的出現(xiàn)，因此，在進行發(fā)電機的并列中就需要將周波調(diào)整到允許的范圍。一般是把發(fā)電機周波調(diào)整到對電網(wǎng)周波略高的狀態(tài)，來便于發(fā)電機的同步拉入，在并列之后能夠迅速的帶上一定負荷。

3 發(fā)電機微機同期原理

3.1 兩種并網(wǎng)情況

通過斷路器進行兩側(cè)電源合閘操作就稱作并網(wǎng)，并網(wǎng)主要分成差頻并網(wǎng)和同頻并網(wǎng)兩種情況。差頻并網(wǎng)主要有發(fā)電機和系統(tǒng)并網(wǎng)、已經(jīng)解列的兩系統(tǒng)之間聯(lián)絡線的并網(wǎng)等，在進行并網(wǎng)時要使并列點的兩側(cè)電壓以及頻率是相近的，同時相角差也要是0°，在能夠進行并網(wǎng)操作。同頻并網(wǎng)主要是指沒有解列兩個系統(tǒng)間的聯(lián)絡線進行并網(wǎng)，其并列點的兩側(cè)頻率是相同的，但是其兩側(cè)會出現(xiàn)一功角，其功角值和聯(lián)結(jié)的并列點其兩側(cè)系統(tǒng)聯(lián)絡線電抗以及有功功率是成比例關系的。此種并列條件要求并列點位置斷路器的兩側(cè)壓差和功角都在規(guī)定的范圍內(nèi)，才能夠進行并網(wǎng)[2]。

3.2 差頻并網(wǎng)的合閘角數(shù)學模型

同期并網(wǎng)需要滿足三個條件，分別為頻差和壓差于允許的范圍內(nèi)，同時相角差是0°時才能夠進行并網(wǎng)。由于頻差和壓差的存在，會造成并網(wǎng)瞬間出現(xiàn)并列點的兩側(cè)發(fā)生有功功率與無功功率的變化，對電力系統(tǒng)以及發(fā)電機等都會由于功率的轉(zhuǎn)換出現(xiàn)很大的承受力，為了實現(xiàn)有效快速的并網(wǎng)，就不需要對頻差和壓差整定值進行太嚴的限制，避免對并網(wǎng)的速度造成影響。

4 發(fā)電機微機同期試驗準備

想要有效防止發(fā)電機由于非同期的并網(wǎng)而導致事故出現(xiàn)，就需要在第一次的并網(wǎng)前后者是同期的回路進行改造后，進行試驗準備工作。首先需要進行同期回路的細致全面校核，需要對新投機組進行倒送電的試驗，或者對發(fā)電機和變壓器組實施空載母線的升壓試驗，同時需要對同期電壓進行校核，并對二次回路正確性進行檢測，對同期裝置的整定值實施核對。然后需要進行假同期的試驗，也就是對斷路器通過手動方式精細準同期或者自動性準同期的合閘操作試驗，并進行同期的閉鎖性試驗，后對整步表以及自動的準同期相關裝置一致性進行檢查，并保證斷路器控制的二次回路的電纜具有良好的絕緣情況，對發(fā)電機的電壓相序和系統(tǒng)的相序也進行一致性的核實。另外，在進行發(fā)電機的自動同期并網(wǎng)中，一定要先與試驗位置進行整步表以及同期裝置一致性的檢查，避免自動同期裝置出現(xiàn)故障情況，后再進行同期裝置的并網(wǎng)投入[3]。

5 結(jié)語

在微機同期裝置的使用后，其運行的情況十分好，其具有良好自動性以及智能性，能夠?qū)﹄妳?shù)進行有效的收集和計算，進而發(fā)出相應指令來對發(fā)電機頻率和電壓實施有效的調(diào)節(jié)，在其滿足同期并網(wǎng)的條件后，使短路器能夠于最佳的時機進行合閘。

參考文獻：

[1]胡南，林禮清.仙游抽水蓄能電站同期系統(tǒng)應用與分析[J].福建水力發(fā)電，2016（01）：30-31.

[2]龍福海，李世昌，張坤.張河灣蓄能電站微機同期裝置的應用與校驗[J].水電站機電技術(shù)，2016，39（12）：32-33.

[3]辛魯，李廣晶.微機自動準同期裝置在石家莊市農(nóng)村水電站的推廣應用[J].小水電，2017（02）：13-15.

作者簡介：馬家峰（1981-），男，遼寧鞍山人，學士，工程師，研究方向：自動化。