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淺談發(fā)電機并網(wǎng)系統
在學(xué)習和工作的日常里，大家都不可避免地要接觸到論文吧，論文是我們對某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入研究的文章。怎么寫(xiě)論文才能避免踩雷呢？下面是小編為大家收集的淺談發(fā)電機并網(wǎng)系統，歡迎閱讀與收藏。
摘要：發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電機常常用作備用電源以應付并到電網(wǎng)的機組、供電設備故障，設備檢修。當電網(wǎng)發(fā)生機組故障時(shí)，備用發(fā)電機應在最短時(shí)間內啟動(dòng)，向電網(wǎng)輸送合格的電能，為用電設備提供電源，同時(shí)斷開(kāi)故障機組與電網(wǎng)連接的主開(kāi)關(guān)。并列是非常重要的操作，發(fā)電機的非同期并列，會(huì )產(chǎn)生很大的沖擊電流，不但會(huì )危及機組自身的安全，還會(huì )使電網(wǎng)產(chǎn)生波動(dòng)、破壞穩定性。因此要求同期裝置和控制、保護裝置齊全可靠。
關(guān)鍵詞：發(fā)電機，并網(wǎng)，解列
Abstract: The power plant generator serves as the emergency power supply to deal with frequently and to the electrical network unit, the generating plant breakdown, the equipment overhaul.When the electrical network breaks down unit, the emergency generator should start in the shortest time, transports the qualified electrical energy to the electrical network, provides the power source for the current collector, simultaneously separates the main switch which the breakdown unit and the electrical network connect.Compound is the extremely important operation, the generator non-same time compound, can produce the very big surge current, not only can endanger unit own security, but also can cause the electrical network to have the undulation, the destruction stability.Therefore request same time equipment and control, protective device complete reliable
一、發(fā)電機并列運行的條件
�。ㄒ唬�、待并發(fā)電機的電壓有效值Uf與電網(wǎng)的電壓有效值U相等或接近相等，允許相差±5％的額定電壓值。
待并發(fā)電機的電壓有效值Uf，與電網(wǎng)的電壓有效值U之間的壓差ΔU，若在允許范圍內，所引起的無(wú)功沖擊電流是允許的。否則ΔU越大，沖擊電流越大，這個(gè)過(guò)程相當于發(fā)電機的突然短路。因此，必須調整兩者間的電壓，使其接近相等后才可并列。
�。ǘ�、待并發(fā)電機的周波f1應與電網(wǎng)的周波f相等，但允許相差±0.05～0.1周/秒以?xún)取?/p>
若兩者周波不等，則會(huì )產(chǎn)生有功沖擊電流，其結果使發(fā)電機轉速增加或減小，導致發(fā)電機軸產(chǎn)生機械振動(dòng)，造成機組損壞。如果周波相差超出允許值而且較大，將導致轉子磁極和定子磁極間的相對速度過(guò)大，相互之間不易拉住，容易失步。因此，在待并發(fā)電機并列時(shí)，必須調整周波至允許范圍內。通常是將待并發(fā)電機的周波略調高于電網(wǎng)的周波，這樣發(fā)電機容易拉入同步，并列后可立即帶上部分負荷。
�。ㄈ�、待并發(fā)電機電壓的相位φf(shuō)與電網(wǎng)電壓的相位φ相同，即相角相同。
在發(fā)電機并列時(shí)，如果兩個(gè)電壓的相位不一致，由此而產(chǎn)生的沖擊電流可能達到額定電流的20～30倍，所以是非常危險的。沖擊電流可分解為有功分量和無(wú)功分量，有功電流的沖擊不僅要加重汽輪機的負擔，還有可能使汽輪機受到很大的機械應力，這樣非但不能把待并發(fā)電機拉入同步，而且可能使其它并列運行的發(fā)電機失去同步。
在采用準同期并列時(shí)，發(fā)電機的沖擊電流很小。所以，一般應將相角差控制在10以?xún)�，此時(shí)的沖擊電流約為發(fā)電機額定電流的0.5倍。
�。ㄋ模�、待并發(fā)電機電壓的相序必須與電網(wǎng)電壓的相序一致。
發(fā)電機發(fā)出電源的相序與電網(wǎng)相序相同。否則，不但發(fā)電機不能進(jìn)入同步，而且會(huì )產(chǎn)生很大的拍振電流，使發(fā)電機繞組承受過(guò)大的電動(dòng)力，使線(xiàn)圈變形絕緣短路，將發(fā)電機燒毀。
�。ㄎ澹�、待并發(fā)電機電壓的波形應與電網(wǎng)電壓的波形一致。
波形相同，發(fā)電機和電網(wǎng)同樣是正弦波波形。
以上條件中第4項關(guān)于相序的問(wèn)題，要求在安裝發(fā)電機的時(shí)候，根據發(fā)電機規定的轉向，確定好發(fā)電機的相序而得到滿(mǎn)足。所以在以后的并列過(guò)程中，相序問(wèn)題就不必考慮了。第5項關(guān)于電壓波形的問(wèn)題，應在發(fā)電機生產(chǎn)制造過(guò)程中得以保證。
綜上所述，在發(fā)電機并列時(shí)，主要滿(mǎn)足1～3項的條件，否則將會(huì )造成嚴重事故。在并列合閘過(guò)程中，發(fā)電機與電網(wǎng)的電壓、周波、相位角接近但并不相等時(shí)，由此而產(chǎn)生的較小沖擊電流還是允許的。合閘后，在“自整步作用”下，能夠將發(fā)電機拉入同步。發(fā)電機與電網(wǎng)并列運行時(shí)，由于電網(wǎng)的容量遠遠大于發(fā)電機的容量，所以發(fā)電機工作狀態(tài)的變化不會(huì )影響電網(wǎng)電壓和頻率，因此在發(fā)電機與電網(wǎng)并列時(shí)，可認為電網(wǎng)電壓和頻率是不變的。待并發(fā)電機以電網(wǎng)為基準，通過(guò)增減勵磁電流來(lái)調整發(fā)電機的輸出電壓，改變汽輪發(fā)動(dòng)機的轉速來(lái)調整頻率，調節瞬時(shí)速率來(lái)滿(mǎn)足相位差，在基本滿(mǎn)足并列條件的瞬間，閉合發(fā)電機的主斷路器使發(fā)電機投入系統，這就是發(fā)電機并列過(guò)程。
為了直觀(guān)判斷是否滿(mǎn)足并列條件，發(fā)電機的同期屏上安裝有電壓差表、兩組同期指示燈和同期表用以檢查和監視，同時(shí)配備有自動(dòng)準同期裝置。通過(guò)電壓差表可以測得待并發(fā)電機的端電壓與電網(wǎng)間的電壓差；通過(guò)同期指示燈的暗、亮可以檢查發(fā)電機與電網(wǎng)側的頻率和相序；當待并發(fā)電機的頻率高于電網(wǎng)的運行頻率時(shí)，同期表指針就順時(shí)針快速旋轉；反之，則逆時(shí)針?lè )较蛐D。頻率差得越大，同期表的指針轉得越快，頻率差減小時(shí)指針旋轉減慢，當兩側頻率差減小到一定程度后，頻率非常接近，指針位置與同期點(diǎn)的夾角即是兩側電壓的相位差。當上述儀表指示滿(mǎn)足并列條件時(shí)，即可進(jìn)行手動(dòng)和準同期自動(dòng)并列操作。
二、發(fā)電機并列時(shí)的操作
發(fā)電機并列的方法有兩種，即：準同期并列法和自同期并列法。目前廣泛采用準同期并列法。準同期并列法分為手動(dòng)、半自動(dòng)及自動(dòng)三種，一般采用半自動(dòng)或自動(dòng)這兩種操作方法，下面分別敘述三種操作方法。
�。ㄒ唬�、手動(dòng)并列操作辦法：
1、汽輪機定速后，檢查待并斷路器的出口隔離開(kāi)關(guān)合好、電力系統電壓正常，檢查待并斷路器氣壓、液壓機構正常、控制電源合好，檢查發(fā)電機滅磁開(kāi)關(guān)的控制電源及滅磁開(kāi)關(guān)合好。發(fā)電機手動(dòng)升壓操作正常，發(fā)電機升壓過(guò)程中應注意切換三相定子電流均等于零、三相定子電壓應平衡、零序電壓為零、轉子正負對地電壓等于零。
2、檢查圖四準同期并列操作盤(pán)“同步表投入開(kāi)關(guān)”（4-1）1STK在“停止”位置，其1、3接點(diǎn)斷開(kāi)。與此同時(shí)，同步檢查繼電器TJJ進(jìn)入閉鎖狀態(tài)。
3、將圖四準同期并列操作盤(pán)“同期表投入開(kāi)關(guān)”（4-1）1STK右轉至“投入”位置，控制屏的組合式三相同期表S就有了電壓和周波的指示（圖一）。此時(shí)，通過(guò)調整發(fā)電機的電壓及頻率，使之與電網(wǎng)的電壓及頻率相近或基本一致。
4、當發(fā)電機電壓升至額定時(shí)，應該核對轉子空載參數。
5、當發(fā)電機周波與電網(wǎng)周波相差在1.0周/秒以?xún)葧r(shí)，將圖四中“分同期開(kāi)關(guān)”（4-2）左旋90取下，插入待并斷路器（109開(kāi)關(guān)）“分同期開(kāi)關(guān)”TK右轉至“投入”位置（圖三待并斷路器右側），使同期母線(xiàn)帶電，則組合式三相同期表S的線(xiàn)圈得電，指針開(kāi)始緩慢地順時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)。此時(shí)，應根據電壓、頻率的指示，更精細的調整待并發(fā)電機的頻率。為了使待并發(fā)電機并列后可立即帶上部分負荷，應使待并發(fā)電機的頻率稍大于同期頻率。
6、將圖四準同期并列操作盤(pán)手、自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)放在“手動(dòng)”位置（4-3右旋90），將操作直流開(kāi)關(guān)放“±1檢定”（4-4）位置。同時(shí)，將待并斷路器（109開(kāi)關(guān)）的操作把手置于“預備合閘”位置，做好并列合閘的準備，這時(shí)開(kāi)關(guān)的綠色指示燈發(fā)出閃光。待指針快接近同期點(diǎn)時(shí)（考慮到開(kāi)關(guān)操作機構有大約0.2秒的動(dòng)作時(shí)間、相位角接近10時(shí)），迅速將待并斷路器（109開(kāi)關(guān)）的操作把手右轉至合閘位置，此時(shí)該開(kāi)關(guān)的紅色指示燈發(fā)平光，綠色指示燈熄滅，這表明待并發(fā)電機并列成功。
7、發(fā)電機并列后，應將圖三“分同期開(kāi)關(guān)”TK（4-2）、圖四準同期并列操作盤(pán)上的同期表投入開(kāi)關(guān)（4-1）1STK、手、自動(dòng)準同期選擇開(kāi)關(guān)（4-3）及操作直流開(kāi)關(guān)的操作把手（4-4）恢復原位，然后接帶負荷，使發(fā)電機按正常運行方式運行。
圖一、ZZQ-3A型準同期裝置和組合式三相同期表
圖二、發(fā)電機和110KV線(xiàn)路單線(xiàn)圖
圖三、發(fā)電機表計盤(pán)
�。ǘ�、半自動(dòng)并列操作辦法：
1、汽輪機定速后，檢查待并斷路器的出口隔離開(kāi)關(guān)合好、電力系統電壓正常，檢查待并斷路器氣壓、液壓機構正常、控制電源合好，檢查發(fā)電機滅磁開(kāi)關(guān)的控制電源及滅磁開(kāi)關(guān)合好。發(fā)電機手動(dòng)升壓操作正常，發(fā)電機升壓過(guò)程中應注意切換三相定子電流均等于零、三相定子電壓應平衡、零序電壓為零、轉子正負對地電壓等于零。
2、檢查圖四準同期并列操作盤(pán)“同步表投入開(kāi)關(guān)”（4-1）1STK在“停止”位置，其1、3接點(diǎn)斷開(kāi)。與此同時(shí)，同步檢查繼電器TJJ進(jìn)入閉鎖狀態(tài)。
3、將圖四準同期并列操作盤(pán)“同期表投入開(kāi)關(guān)”（4-1）1STK右轉至“投入”位置，控制屏的組合式三相同期表S就有了電壓和周波的指示（圖一）。此時(shí)，通過(guò)調整發(fā)電機的電壓及頻率，使之與電網(wǎng)的電壓及頻率相近或基本一致。
4、當發(fā)電機電壓升至額定時(shí)，應該核對轉子空載參數。
5、當發(fā)電機周波與電網(wǎng)周波相差在1.0周/秒以?xún)葧r(shí)，將圖四中“分同期開(kāi)關(guān)”（4-2）左旋90取下，插入待并斷路器（109開(kāi)關(guān)）“分同期開(kāi)關(guān)”TK右轉至“投入”位置（圖三待并斷路器右側），使同期母線(xiàn)帶電，則組合式三相同期表S的線(xiàn)圈得電，指針開(kāi)始緩慢地順時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)。此時(shí)，應根據電壓、頻率的指示，更精細的調整待并發(fā)電機的頻率。為了使待并發(fā)電機并列后可立即帶上部分負荷，應使待并發(fā)電機的頻率稍大于同期頻率。
6、將圖四準同期并列操作盤(pán)手、自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)放在“自動(dòng)”位置（4-3左旋90），將操作直流開(kāi)關(guān)放“±1檢定”（4-4）位置，按下并列按鈕（4-5）。當同步檢查繼電器TJJ鑒定壓差、頻差、相位角均合格時(shí)，根據整定的導前時(shí)間，發(fā)出合閘脈沖，這時(shí)開(kāi)關(guān)的綠色指示燈發(fā)出閃光。迅速將待并斷路器（109開(kāi)關(guān)）的操作把手右轉至合閘位置，此時(shí)該開(kāi)關(guān)的紅色指示燈發(fā)平光，綠色指示燈熄滅，這表明待并發(fā)電機自動(dòng)并列成功。
7、發(fā)電機并列后，應將圖三“分同期開(kāi)關(guān)”TK（4-2）、圖四準同期并列操作盤(pán)上的同期表投入開(kāi)關(guān)（4-1）1STK、手、自動(dòng)準同期選擇開(kāi)關(guān)及（4-3）操作直流開(kāi)關(guān)的操作把手（4-4）恢復原位，然后接帶負荷，使發(fā)電機按正常運行方式運行。
圖四、準同期并列操作盤(pán)
�。ㄈ�、自動(dòng)并列操作辦法：
1、汽輪機定速后，檢查發(fā)變組待并斷路器的出口隔離開(kāi)關(guān)合好、電力系統電壓正常，檢查發(fā)變組待并斷路器氣壓、液壓機構正常、控制電源合好，檢查發(fā)電機滅磁開(kāi)關(guān)的控制電源及滅磁開(kāi)關(guān)合好。
2、在圖五勵磁系統畫(huà)面選擇“自動(dòng)方式”（5-1）、“勵磁投入”（5-2），投入發(fā)電機啟勵裝置給發(fā)電機充磁。檢查發(fā)電機電壓已經(jīng)建立，當發(fā)電機電壓升至額定時(shí)，應該核對轉子空載參數。
3、檢查同期裝置完好，合上同期裝置電源。
4、調整發(fā)電機電壓，使其略高于額定電壓（自動(dòng)調整）。調整發(fā)電機電壓、轉速使得發(fā)電機電壓、頻率、相角符合并網(wǎng)條件。
5、在圖八DEH自動(dòng)控制畫(huà)面選擇“自動(dòng)同期”。檢查DEH允許同期并網(wǎng)，按下“自動(dòng)同期投入”按鈕，視指示燈亮，由自動(dòng)同步裝置自動(dòng)調節同步轉速，此時(shí)操作人員無(wú)法改變目標值。
6、在圖五勵磁系統畫(huà)面選擇“同期投入”（5-3），檢查“同期投入”燈滅，發(fā)電機已自動(dòng)并入系統，DEH以閥位自動(dòng)控制方式，使機組帶負荷至控制值。
7、退出同期裝置，斷開(kāi)同期裝置的電源。
圖五、勵磁系統簡(jiǎn)圖
圖六、發(fā)-變-線(xiàn)系統圖
圖七、發(fā)電機并列同期表
圖八、DEH自動(dòng)控制
圖九、發(fā)電機并列裝置同期屏
三、為防止不同期并列，在下列三種情況時(shí)不準合閘：
1.組合式三相同期表S的指針轉動(dòng)不平穩而且有跳動(dòng)現象，不準合閘。因為這可能其內部的接點(diǎn)有卡阻現象。
2.若組合式三相同期表S的指針在接近同期點(diǎn)時(shí)出現停滯現象，不準合閘。因為此時(shí)雖然滿(mǎn)足并列條件，但由于開(kāi)關(guān)操作機構動(dòng)作需要約0.2秒的時(shí)間，若在此時(shí)間內發(fā)電機與電網(wǎng)之間的電壓、周波及相角差有變化，則會(huì )使開(kāi)關(guān)的合閘在不同期點(diǎn)上。
3.若組合式三相同期表S的指針轉動(dòng)過(guò)快時(shí)，不準合閘。因為此時(shí)待并發(fā)電機與電網(wǎng)的周波相差很大，不易掌握開(kāi)關(guān)合閘操作的時(shí)間，容易造成在不同期點(diǎn)上合閘。
四、對操作人員的要求
發(fā)電機的并列操作非常重要，在一定程度上關(guān)系到整個(gè)發(fā)電廠(chǎng)與電網(wǎng)的安危。因此，要求操作人員必須具有豐富的現場(chǎng)經(jīng)驗和實(shí)際工作的鍛煉；要求在操作時(shí)注意力必須高度集中，密切監視有關(guān)機組及聯(lián)絡(luò )線(xiàn)的表計變動(dòng)情況；抓住機會(huì )穩、準地進(jìn)行發(fā)電機的并列操作，確保待并發(fā)電機安全可靠地并入電網(wǎng)運行。
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