微機自動準同期裝置在天然氣凈化廠中的應用

陳忠培

【摘 要】天然氣凈化行業具有高溫、高壓、易燃、易爆及連續生產的特點，常采用雙電源供電，其負荷劃分為一級或者二級負荷。在正常生產期間檢修時，采用微機自動準同期裝置對兩回進線電源進行切換，保證了供電可靠性和連續性。

【關鍵詞】同期 變電站 電壓

【中圖分類號】 TM411+.4【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0448-01

0 引言

在正常生產期間，為配合上級電站檢修或自身設備檢修，為滿足天然氣凈化裝置生產連續性的要求，采用微機自動準同期裝置進行兩回進線電源相互之間的切換，能實現不間斷供電，保證了供電的連續性和可靠性。

1 問題的提出

天然氣凈化廠在生產過程中是不容許停電的，在實際運行中，許多分廠的變電所都是一個電源主供，另一個電源備用（熱備用）。主供電源一般是選擇電源點離廠近電源又可靠的上級電站。在生產過程中，由于配合上級電站檢修或自身設備的檢修，難免要進行電源的倒換，即由主供電源倒至備用電源運行或由備用電源倒回主供電源運行。這種預先知道或有計劃的倒閘操作，應當是不停電的操作，這與事故性停電后的操作不一樣。

由于雙電源供電，系統是不允許我們電站進行電源并列的操作，主要是怕不同期造成事故。所以設計時對電源側的三個開關正常情況下只允許合上二個，這是有閉鎖的，如下圖：

要合第三個開關時，必須先停下已合上的二個開關中之一，才能合上第三個開關。就造成倒閘操中短時失電，這樣會影響凈化廠的連續生產。我們應當是合上第三個開關后再停下另一個開關，即電源并列后再停一個電源（當然，這是要經過電力調度同意后才能進行的操作）。在正常運行時，必須處于“三合二”的狀態，閉鎖起作用。只有需要倒電操作時，經過電力調度同意后，才關閉閉鎖，進行操作。一旦操作結束應立即恢復閉鎖。

2 變電站實現同期的原理

2.1 兩個系統并列的條件

兩個獨立的交流電源系統，欲使它們通過斷路器并列起來，在電力系統中稱之為同期操作。

以萬州分廠為例，雙化線來至于雙河口發電廠，而相化線來至于相思110KV電站，它們兩個在某些時候就是兩個獨立的電源系統。（即相互間沒有電的聯系）

要將兩個獨立的電源系統連在一起受到的沖擊最小，理論上應滿足三個條件：

1、 電壓差為零：即△U=︱Ug-Us︱=0

2、 頻率差為零：即△f=︱fg-fs︱=0

3、 相角差為零：即△Φ=Φg-ΦS=0（見圖1）

上述三個條件稱為同期的三要素。在實際應用中，電壓差、頻率差兩個要素與相位差要素相比。對于系統和設備的影響要小得多。同時，電壓，頻率差較容易滿足要求。（在有發電機的地點，通過調整發電機的有功即可改變頻率，調整無功可改變電壓）因而，可以簡單地認為同期過程實際上就是捕捉△Φ=0的過程。而壓差，頻率差僅為同期的限定條件。

微機自動準同期裝置控制原理圖如上，對象1-3為同期操作對象，分別為斷路器DL1-DL3，若此時運行方式為DL1和DL3在合位，DL2為分位，要將電源從相化線倒至雙化線運行，操作對象選擇DL2（選擇需合的斷路器），同期裝置檢測DL2斷路器兩側（系統側和待并側）的電壓，若滿足： △U設定±5%的范圍，△f設定±0.2HZ，△Φ設定20°的要求，即滿足同期合閘三要素，微機自動準同期裝置發出合閘命令，DL2斷路器合閘。

2.2變電站自動準同期裝置的改造

根據萬州分廠供電系統的實際情況，對該該廠35kV變電站進行同期并列裝置改造。改造后的控制原理圖如圖2：

需要倒電操作時，經過電力調度同意后，將選擇開關SA1切至“倒電”，關閉閉鎖，進行操作。將對象選擇開關切至DL2，倒電跳閘選擇開關SA2切至“跳DL1”，啟動自動準同期裝置，滿足同期合閘跳閘時，發出合閘命令，DL2合閘，同時DL2的常開觸點閉合，接通DL1的跳閘回路，DL1跳閘，將電源從DL1倒至DL1，操作結束應立即將選擇開關SA1切至“運行”，恢復閉鎖。DL2先合，DL1后分，保證了供電的連續性，同時滿足同期合閘的要求，保證了供電的可靠性。

2.3準同期并網裝置有兩種操作方式

準同期并網裝置有兩種操作方式：

“自動準同期”：凡待并斷路器（即要合閘的斷路器）兩側均有電壓，這時合斷路器必須選擇“自準”。該裝置可以捕捉△Φ滿足整定條件下的時機，發出“合閘”命令。

“無壓合閘”：凡待并斷路器一側或兩側沒有電壓，同期裝置亦可完成斷路器合閘操作，這時必須選擇“無壓”。

裝置在運行過程中，無法實現同期合閘或出現故障，都會在LCD顯示屏上顯示出相應的中文信息，復歸后，可以再次啟動同期裝置。

在倒電操作時，同期裝置應同無停電倒閘操作配合起來使用。

3、該系統應用特點

（1）實現所有同期輸入/輸出信號的手動切換

（2）可支持16個同期對象，每個對象的2個PT信號可獨立輸入，并經可靠隔離

（3）控制輸出為無源空接點

（4）有完善的閉鎖功能

4 結束語

萬州分廠35kV電站的微機自動準同期裝置通過運行檢驗，達到了預期的效果。在正常生產期間檢修時，采用微機自動準同期裝置對兩回進線電源進行切換，保證了天然氣凈化裝置供電可靠性和連續性。

參考文獻

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[2]瞿云飛，付喜平.同期裝置在電網中的應用；西北電力技術，2005年01期

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