发电机的并列运行

 一、发电机并列运行的条件

 1.待并发电机的电压有效值Uf与电网的电压有效值U相等或接近相等，允许相差±5％的额定电压值。

待并发电机的电压有效值Uf，与电网的电压有效值U之间的压差ΔU，若在允许范围内，所引起的无功冲击电流是允许的。否则ΔU越大，冲击电流越大，这个过程相当于发电机的突然短路。因此，必须调整两者间的电压，使其接近相等后才可并列。

 2.待并发电机的周波ff应与电网的周波f相等，但允许相差±0.05～0.1周/秒以内。

    若两者周波不等，则会产生有功冲击电流，其结果使发电机转速增加或减小，导致发电机轴产生振动。如果周波相差超出允许值而且较大，将导致转子磁极和定子磁极间的相对速度过大，相互之间不易拉住，容易失步。因此，在待并发电机并列时，必须调整周波至允许范围内。通常是将待并发电机的周波略调高于电网的周波，这样发电机容易拉入同步，并列后可立即带上部分负荷。

    3.待并发电机电压的相位与电网电压的相位相同，即相角相同。

    在发电机并列时，如果两个电压的相位不一致，由此而产生的冲击电流可能达到额定电流的20～30倍，所以是非常危险的。冲击电流可分解为有功分量和无功分量，有功电流的冲击不仅要加重汽轮机的负担，还有可能使汽轮机受到很大的机械应力，这样非但不能把待并发电机拉入同步，而且可能使其它并列运行的发电机失去同步。

在采用准同期并列时，发电机的冲击电流很小。所以，一般应将相角差控制在10º以内，此时的冲击电流约为发电机额定电流的0.5倍。

    4.待并发电机电压的相序必须与电网电压的相序一致。

    5.待并发电机电压的波形应与电网电压的波形一致。

    以上条件中第4项关于相序的问题，要求在安装发电机的时候，根据发电机规定的转向，确定好发电机的相序而得到满足。所以在以后的并列过程中，相序问题就不必考虑了。第5项关于电压波形的问题，应在发电机生产制造过程中得以保证。

综上所述，在发电机并列时，主要满足1～3项的条件，否则将会造成严重事故。在并列合闸过程中，发电机与电网的电压、周波、相位角接近但并不相等时，由此而产生的较小冲击电流还是允许的。合闸后，在“自整步作用”下，能够将发电机拉入同步。

    二、发电机并列时的操作

发电机并列的方法有两种，即：准同期并列法和自同期并列法。目前广泛采用准同期并列法。准同期并列法分为手动、半自动及自动三种。一般采用手动或半自动这两种操作方法。目前，我们采用的的是手动准同期并列法，具体操作程序如下：

    1.发电机升压操作正常后，需要根据发电机及电力系统具体运行状况，将待并同期点的同期开关（控制屏5KP的“联络线同期开关”TK/或者是6KP的“发电机同期开关”TK）右转至“投”的位置，使同期母线带电。

    2.将发电机同期闭锁开关STK置于“闭锁”位置，其1、3接点断开。与此同时，同步检查继电器TJJ 进入闭锁状态。

    3.将6KP的“手动准同期开关”1STK左转至“粗调”位置，6KP的组合式三相同期表S就有了电压和周波的指示。此时，通过调整发电机的电压及频率，使之与电网的电压及频率相近或基本一致。

    4.当发电机周波与电网周波相差在1.0周/秒以内时，将“手动准同期开关”1STK右转至“细调”位置，则组合式三相同期表S的线圈得电，指针开始缓慢地顺时针方向转动。此时，应根据电压、频率的指示，更精细的调整待并发电机的频率。为了使待并发电机并列后可立即带上部分负荷，应使待并发电机的频率稍大于同期频率。同时，将待并开关（5KP的121或6KP的101）的操作把手置于“预备合闸”位置，做好并列合闸的准备，这时开关的绿色指示灯发出闪光。待指针快接近同期点时（考虑到开关操作机构有大约0.2秒的动作时间），迅速将待并开关（121或101）的操作把手右转至合闸位置，此时该开关的红色指示灯发平光，绿色指示灯熄灭，这表明待并发电机并列成功。

    5.发电机并列后，应将控制屏上的同期开关、手动准同期开关及同期闭锁开关的操作把手恢复原位，然后接带负荷，使发电机按正常运行方式运行。

   三、为防止不同期并列，在下列三种情况时不准合闸：

 1.组合式三相同期表S的指针转动不平稳而且有跳动现象，不准合闸。因为这可能其

内部的接点有卡阻现象。

    2.若组合式三相同期表S的指针在接近同期点时出现停滞现象，不准合闸。因为此时虽然满足并列条件，但由于开关操作机构动作需要约0.2秒的时间，若在此时间内发电机与电网之间的电压、周波及相角差有变化，则会使开关的合闸在不同期点上。

    3.若组合式三相同期表S的指针转动过快时，不准合闸。因为此时待并发电机与电网的周波相差很大，不易掌握开关合闸操作的时间，容易造成在不同期点上合闸。

    四、对操作人员的要求

    发电机的并列操作非常重要，在一定程度上关系到整个发电厂与电网的安危。因此，要求操作人员必须具有丰富的现场经验和实际工作的锻炼；要求在操作时注意力必须高度集中，密切监视有关机组及联络线的表计变动情况；抓住机会稳、准地进行发电机的并列操作，确保待并发电机安全可靠地并入电网运行。       

第二章   同期系统的设备元件及其作用

    一、组成同期系统的设备及元件

   构成同期系统的设备元件有：1.电压互感器1YH、2YH、4YH；  2.同期开关TK/、TK；3.手动准同期开关1STK； 4.同期闭锁开关STK； 5.组合式三相同期表S； 6.真空开关101、121；  7.同期小母线TQMa、TQMc、TQMa/； 8.同期合闸小母线1THM721、2THM722；  9.同步检查继电器TJJ；  10.电压小母线1YMa、1YMc、YMb。

    二、同期系统的构成及设备元件的作用

    1.由1YH和4YH及联络线同期开关TK/，通过同期小母线、电压小母线和同期合闸母线的连接，组成了联络线同期并列点。该同期点在发电机脱网运行状态下待并时，向同步检查继电器TJJ和组合式三相同期表S，分别输入电网及发电机的电压、频率、相位角等参量。

    2.由1YH和2YH及发电机同期开关TK，通过同期小母线、电压小母线和同期合闸母线的连接，组成了发电机同期并列点。该同期点在发电机空载运行状态下待并时，向同步检查继电器TJJ和组合式三相同期表S，分别输入电网及发电机的电压、频率、相位角等参量。

   3.由组合式三相同期表S、手动准同期开关1STK、同步检查继电器TJJ和同期闭锁开关STK，通过同期小母线、同期合闸母线和配电装置信号电源线的连接，组成了具有对两个

系统的参量，进行检测、比较、判断、盘面指示并发出执行命令及电气闭锁功能的手动准同期装置。其元件的作用：

①组合式三相同期表S，能够分别指示出两个系统间的电压、频率及相位差的变化，为操作人员提供了发电机待并过程中动态的、直观的、准确的相关参数；为发电机安全、可靠的并列运行提供了依据。

②同步检查继电器TJJ能够自动地分析、比较、判断两个系统间电压幅值及相位差的变化，并根据判断的结果，发出执行命令（其干簧继电器的常开、常闭接点断开或闭合）。其作用是，防止操作人员在非同期情况下将待并发电机并列。它是手动准同期装置的非同期闭锁部分。

③手动准同期开关1STK的作用就是，通过其接点将同期小母线、同期合闸母线、配电装置信号电源线与同步检查继电器TJJ及组合式三相同期表S可靠的连接起来，并通过其接点的切换，使组合式三相同期表S和同步检查继电器TJJ实现上述功能。

④同期闭锁开关STK的1－3接点和TJJ的常闭接点并联，可以解除TJJ的闭锁作用。当开关进行不需要同期操作的合闸时，为了能将该开关合上，就需要利用STK的1－3接点将TJJ的常闭接点短接，解除TJJ的闭锁作用。