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1、600MW机组同期装置简介培训教材河曲发电厂二期工程2600MW（级）机组，每台机组配置一台微机同期选线器及一台微机同期装置，均为深圳智能生产，满足发电机变压器组两个500kV侧开关的同期接线。输入信号：发电机变压器组两个500kV侧开关：1.待并机组电压互感器二次侧相电压或线电压；2.系统电压互感器二次侧相电压或线电压；3.待并机组断路器辅助常开接点一对；4.待并机组并列点选择信号；5.远方复位信号。输出信号：输出的控制信号有：加速、减速、升压、降压、合闸、同期装置远方复位、选线器远方复位等控制信号，输出的报警信号有：自检出错、失电、同期装置投入、同期装置准备就绪、功角越限、选线器故障等信号
2、。装置的主要功能：在进行准同期过程中，能有效的进行均频控制和均压控制，尽快促成准同期条件的到来；机组的各种控制参数均可设置和修改，参数包括：断路器合闸导前时间、合闸允许频差、允许压差、均频及均压控制系数，并列点两侧PT二次电压实际值、系统侧 PT转角、同频调速脉宽、并列点两侧低压闭锁值等；具备过压保护功能：机组电压出现115%额定电压的过压，立刻输出降压控制信号，并闭锁加速回路，直到机组电压恢复正常为止；为避免PT断线误动作，装置具有低压闭锁功能，即在PT二次电压低于65%额定值时控制器将停止工作并发出报警信号；每个控制器可提供多个并列点，供发电机变压器组500kV侧开关使用，并自动识别差频或
3、同频并网；有内置试验模块，静态试验时不需要辅助试验设备；除控制器面板上具有一个复位键可在面板上进行复位操作外，还提供与机组DCS硬接线及通讯的接口（RS485），满足由DCS对准同期控制器进行控制的要求；当失电时，也以接点形式输出失电信号；控制器自带试验模块可自行产生两路试验电压信号，分别模拟系统及发电机电压，且发电机模拟电压可任意改变幅值和频率；在使用机内模拟电压信号进行试验时，装置自动切断合闸回路，以免在试验状态下引起误合闸。工作原理简介一、电力系统并网的两种情况差频并网：发电机与系统并网和已解列两系统间联络线并网都属差频并网。同频并网：未解列两系统间联络线并网属同频并网（或合环）。这是因
4、并列点两侧频率相同，但两侧会出现一个功角d，d的值与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时即可实施并网操作。并网瞬间并列点断路器两侧的功角立即消失，系统潮流将重新分布。因此，同频并网的允许功角整定值取决于系统潮流重新分布后不致引起继电保护误动，或导致并列点两侧系统失步。二、发电机自动准同期并网 准同期并列的概念：待并发电机并列前，调整发电机转速与系统同步转速相等，然后合上发电机励磁开关，给转子加入励磁电流，并调整发电机电压与系统电压相等，发电机频率与系统频率相等时，在相位重合前一定时刻发出合闸脉冲，合上发电机
5、与系统之间的并列断路器。准同期并网的优点：在正常情况下，并列时产生的冲击电流较小，对系统和待并发电机均不会有什么危害，因而在电力系统中得到广泛采用。准同期并网的条件：（1）待并发电机和系统相序一致；（2）待并发电机的频率和系统的频率相等；（3）待并发电机的电压和并列点系统的电压相等； （4）待并发电机的电压和并列点系统电压相位角相等； 准同期名称的来由：如果待并发电机并列前的频率与系统频率完全相等，发电机与系统将永远也不可能捕捉到同期点，只有发电机与系统的频率略微有一点差别时，才能最终捕捉到同期点，实现并网，因此这种同期方式被称为准同期方式。如图（8-7）所示：A与B同时围绕同一圆形跑道运动，
6、A的速度为V1，B的速度为V2，如果V1与V2完全相等，则A与B永远都不可能重合；为了达到A与B能重合这一目的，有两种方法，一是V1V2，因此A与B之间就存在一定的速度差，于是两者就可以在某一时刻重合了。 同理，如图（8-8）所示，US为系统侧电压，UF为发电机侧电压，UC为两侧电压差，为UF与US之间的相位角。假如系统电压US大小和频率均固定，而发电机侧的电压UF大小与系统电压US大小相等，而UF与US之间存在频率差（或者说是转差），UF将沿着顺时针或逆时针转动。当为UF与US之间的相位角为1800时，两者的压差UC最大，为2倍UF（或US）；当两者间的相位角为00时，两者的压差为0，此时发
7、电机端电压UF与系统电压US正好大小相等，方向相同，即同期。 事实上，发电机与系统并网时，总是要求发电机电压UF略大于系统电压US，发电机频率略大于系统频率（即UF沿顺时针方向旋转），以利于发电机并网后能被系统顺利拖入同步。并列时应在频率差达到零之前一定角度（200）时发出合闸脉冲，这是考虑装置和开关动作都有一定时间，提前发合闸脉冲，开关合闸时正好是相位差为零。三、自动准同期装置的构成（一）合闸部分该部分由以下环节构成：1.线性整步电压环节：作用是产生能够检查同期条件的脉动电压。2.恒定越前时间环节：作用是在于在脉动电压的每一个周期产生一个与频率差大小无关的恒定越前时间信号；在越前时间信号产生
8、的同时，发出合闸信号。并列点断路器是否合闸，还要检测当时的频率差、电压差是否满足允许条件。若二者均在允许范围内，则允许断路器合闸，否则就应对合闸信号进行闭锁，阻止合闸。3.频差闭锁环节：作用是用来检查频率差是否小于允许频差。当频差大于允许频差时闭锁出口合闸回路，不发合闸脉冲；反之，在频差小于允许频差且压差也小于允许压差时，允许越前时间信号通过，发合闸脉冲。4.压差闭锁环节：用来检查待并发电机与系统电压的幅值差是否超过允许值。若超过，则闭锁出口合闸，不发合闸脉冲；反之，当频差也同时满足时，允许越前时间信号通过，发合闸脉冲。合闸部分逻辑如图（8-9）所示，图中Ug、U分别为并列断路器两侧引入装置的
9、待并发电机电压和系统电压。（二）频率差调节部分频率差调节部分的作用是：当待并发电机的频率与系统频率之间的差值大于设定值时，给汽轮机DEH发出增减速脉冲信号，使待并发电机频率与系统频率一致，满足同期并列条件。该部分由以下环节构成：1.频差方向测量环节：作用是判断待并发电机的频率是高于还是低于系统频率，从而确定对待并发电机是发加速还是减速脉冲信号。2.频差调整执行环节：作用是对待并发电机发出按比例调节的加速或减速脉冲，使待并发电机的频率向系统频率接近。3.脉冲宽度调节环节：作用是，为适应不同机组所配调速器调速特性的需要，对调速脉冲的宽度即一个脉动电压周期之内调速时间的长短能够进行调整。发电机非同期
10、并列危害在不符合并列的条件情况下，合上被并发电机断路器的瞬间，将会产生巨大的冲击电流，机组发生强烈的震动。此时，定子电流表指示突然升高，系统电压降低，发电机本体由于冲击力矩的作用而发出“吼”的声音，然后定子电流表剧烈摆动，发电机母线电压也来回摆动，这些现象都说明发电机是非同期并列。发电机非同期并列时危害很大，它对发电机及与之相串联的变压器、断路器等电气设备破坏极大，严重时，会将发电机绕组烧坏，端部变形。另外，如果一台大型发电机发生此类事故，则该机与系统间产生功率振荡，将影响系统的稳定运行。非同期并列时，冲击电流很大，会使发电机、变压器受到巨大的电动力作用和引起强烈发热。如果当待并发电机与系统既有相角差又有频率不等的情况下合闸时，就产生功率振荡，即功角时大时小，时正时负，发电机有时送出功率，有时吸收功率，造成系统振荡，严重时会使整个系统崩溃，同时，发电机还可能产生强烈的机械振动。根据上述分析，当被并发电机发生非同期并列时，应根据事故现象进行迅速而正确的处理，应立即把发电机断路器、灭磁开关断开，解列并停止发电机，待转动停止后，测量定子绕组绝缘电阻，并打开发电机端盖，检查定子绕组端部有无变形情况，对发电机全面检查，并经电气试验全部合格后方可再次启动。