發(fā)電機并網(wǎng)過程中轉(zhuǎn)速突變的原因分析及預防措施

（太倉港協(xié)鑫發(fā)電有限公司，江蘇 太倉 215433）

概述：發(fā)電機并網(wǎng)過程中，如汽輪機轉(zhuǎn)速發(fā)生突變現(xiàn)象，使DEH 裝置目標控制值超出同期裝置允許差頻整定值，將導致發(fā)電機長時間不能并網(wǎng)；如微機同期裝置合閘脈沖已發(fā)出，此后若汽輪機轉(zhuǎn)速發(fā)生突變現(xiàn)象，則在發(fā)電機并網(wǎng)過程中有可能發(fā)生非同期并列現(xiàn)象，給機組和系統(tǒng)的安全運行構(gòu)成嚴重威脅。

1 發(fā)電機并網(wǎng)過程中轉(zhuǎn)速突變的現(xiàn)象

某公司兩臺135MW 發(fā)電機和四臺300MW 發(fā)電機均采用SID-2CM 型微機同期裝置，調(diào)速系統(tǒng)均為上汽廠配供、與DCS同步設計的DEH 電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，135MW 發(fā)電機在并網(wǎng)過程中汽輪機轉(zhuǎn)速比較平穩(wěn)，未發(fā)生轉(zhuǎn)速突然上升的現(xiàn)象；300MW 發(fā)電機在并網(wǎng)過程中汽輪機轉(zhuǎn)速有時會發(fā)生突然上升的現(xiàn)象，上升值最高達3018r/min，后逐步穩(wěn)定在3010 r/min，檢查DEH 目標控制值為3010 r/min，導致發(fā)電機轉(zhuǎn)速因超出允許頻差整定范圍（≦0.15Hz）不能并網(wǎng)，需退出自動準同期方式進行調(diào)速，然后再投入自動準同期方式進行調(diào)速，有時需反復多次，當DEH 目標控制值≦3009 r/min 時，同期裝置才允許發(fā)電機并網(wǎng)運行。

2 原因分析

根據(jù)上述現(xiàn)象分析，造成發(fā)電機并網(wǎng)過程中汽輪機轉(zhuǎn)速突變的可能原因為：

2.1 運行人員用SID-2CM 型微機同期裝置并網(wǎng)前該裝置處于“同頻”狀態(tài)，當運行人員復歸該裝置打破“同頻”時，DEH 裝置目標控制值設定為3005r/min，微機同期裝置短時間內(nèi)發(fā)出數(shù)個調(diào)頻增脈沖至DEH 裝置進行調(diào)速，使汽輪機轉(zhuǎn)速迅速上升至3005 r/min，由于汽輪機是一個大的軸系系統(tǒng)，慣性使汽輪機轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，DEH 裝置根據(jù)目標控制值發(fā)出調(diào)頻減脈沖，此時如DEH 裝置未收到或未全部收到微機同期裝置發(fā)出的調(diào)頻減脈沖，將使DEH 裝置目標控制值上升，可能上升為3010 r/min。當DEH 裝置目標控制值為3010 r/min 時，DEH 裝置繼續(xù)調(diào)節(jié)汽輪機轉(zhuǎn)速，使汽輪機轉(zhuǎn)速迅速上升至3010 r/min。由于汽輪機是一個大的軸系系統(tǒng)，慣性使汽輪機轉(zhuǎn)速上升到3018r/min，當汽輪機轉(zhuǎn)速短時穩(wěn)定在3018r/min 時，由于DEH 裝置目標控制值為3010 r/min，所以DEH 裝置繼續(xù)調(diào)節(jié)汽輪機轉(zhuǎn)速，使汽輪機轉(zhuǎn)速下降并最終維持在3010 r/min。

2 2SID-2CM 型微機同期裝置的允許頻差整定值為0.15Hz，因系統(tǒng)頻率fs 為50HZ，汽輪機轉(zhuǎn)速為3010 r/min，頻率fg=3010/60=50.17HZ，故頻差為 fg-fs=0.17Hz，顯然頻差超出整定值范圍，所以微機同期裝置應該發(fā)出減脈沖至DEH，繼續(xù)調(diào)節(jié)汽輪機轉(zhuǎn)速至允許頻差范圍內(nèi)，方可合上發(fā)電機出口開關，但汽輪機轉(zhuǎn)速并未下降，經(jīng)分析有三種可能性：①微機同期裝置故障，未發(fā)出減脈沖至DEH 裝置；②微機同期裝置雖發(fā)出減脈沖至DEH 裝置，但DEH 裝置未采樣到，可能線頭有松動現(xiàn)象；③因微機同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度為0.25 秒，而DEH 裝置的計算脈沖寬度為0.5 秒，故微機同期裝置雖發(fā)出減脈沖至DEH 裝置，但因DEH 裝置在每次計算脈沖寬度0.5 秒范圍內(nèi)只采集一次微機同期裝置發(fā)出的減脈沖，故不一定采樣到微機同期裝置發(fā)出的減脈沖。

3 檢查處理過程

3.1 檢查135MW 發(fā)電機微機同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度為0.25 秒，DEH 裝置的計算脈沖寬度也為0.25 秒。利用135MW 發(fā)電機停機后并網(wǎng)前做假同期試驗時，用錄波器錄到微機同期裝置向DEH裝置發(fā)出減脈沖，每次試驗DEH 裝置均能采樣到微機同期裝置發(fā)出“減脈沖”命令，且DEH 的目標控制值為3005 r/min，說明運行人員復歸微機同期裝置打破"同頻"時，微機同期裝置發(fā)出數(shù)個調(diào)頻增脈沖至DEH 裝置，DEH 裝置也收到微機同期裝置發(fā)出的調(diào)頻減脈沖，從而使DEH裝置目標控制值設定為3005 r/min。

3.2 檢查300MW 發(fā)電機微機同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度為0.25 秒，DEH 裝置的計算脈沖寬度為0.5 秒。利用300MW 發(fā)電機停機后并網(wǎng)前做假同期試驗時，用錄波器錄到微機同期裝置向DEH 裝置發(fā)出減脈沖，但DEH 裝置并未采樣到，檢查回路接線良好，線頭無松動現(xiàn)象，進一步分析認為原因為：因微機同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度為0.25 秒，而DEH 裝置的計算脈沖寬度為0.5 秒，故微機同期裝置雖發(fā)出減脈沖至DEH 裝置，但因DEH 裝置在每次計算脈沖寬度0.5 秒范圍內(nèi)只采集一次微機同期裝置發(fā)出的減脈沖，故不一定采樣到微機同期裝置發(fā)出的減脈沖。將DEH裝置的計算脈沖寬度由0.5 秒重新整定為0.25 秒后，多次試驗DEH 裝置均能采樣到微機同期裝置發(fā)出"減脈沖"命令，且DEH 的目標控制值也降至3005 r/min，說明運行人員復歸微機同期裝置打破"同頻"時，微機同期裝置發(fā)出數(shù)個調(diào)頻增脈沖至DEH 裝置，DEH 裝置也收到微機同期裝置發(fā)出的調(diào)頻減脈沖，從而使DEH裝置目標控制值設定為3005 r/min。經(jīng)多次并網(wǎng)試驗發(fā)電機轉(zhuǎn)速均正常，有效地防止了發(fā)電機并網(wǎng)時延誤并網(wǎng)時間及非同期并列事故的發(fā)生。

4 預防措施

4.1 將微機同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度與DEH 裝置的計算脈沖寬度整定為相同值，建議都整定為0.25 秒，確保DEH 裝置在每次計算脈沖寬度0.25 秒范圍內(nèi)都能采集到微機同期裝置發(fā)出的減脈沖，防止發(fā)電機并網(wǎng)過程中發(fā)生汽輪機轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象，同時確保并網(wǎng)過程中頻差在微機同期裝置整定值范圍內(nèi)，防止發(fā)電機并網(wǎng)過程中發(fā)生非同期并網(wǎng)事故。

4.2 利用機組檢修機會，對微機同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度與DEH 裝置的計算脈沖寬度整定值進行復查，確保整定值機同，同時利用假同期試驗機會，用錄波器實測每次DEH 裝置均能采樣到微機同期裝置發(fā)出的"減脈沖"命令，防止發(fā)電機并網(wǎng)過程中發(fā)生汽輪機轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象及非同期并網(wǎng)事故。

4.3 利用機組檢修機會，檢查微機同期裝置回路接線良好，線頭無松動現(xiàn)象，保證每次DEH 裝置均能采樣到微機同期裝置發(fā)出的“減脈沖”命令，防止發(fā)電機并網(wǎng)過程中發(fā)生汽輪機轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象及非同期并網(wǎng)事故。

結(jié)語

微機同期裝置是發(fā)電機與系統(tǒng)并列的重要裝置，如因裝置參數(shù)整定不當，在發(fā)電機并網(wǎng)過程中可能會發(fā)生汽輪機轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象，延誤發(fā)電機并網(wǎng)時間，甚至可能造成發(fā)電機與系統(tǒng)非同期并列的嚴重后果。建議按裝調(diào)試單位與使用單位充分考慮微機同期裝置參數(shù)與DEH 裝置參數(shù)的配合，將微機同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度與DEH 裝置的計算脈沖寬度整定為相同值，防止發(fā)電機并網(wǎng)過程中發(fā)生汽輪機轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象。

深圳市智能設備開發(fā)有限公司.SID-2CM型微機同期裝置說明書[Z].（7.091 版）.