如何進(jìn)行中小型水電站機(jī)組同期并網(wǎng)

蔡斌

【摘要】目前我國(guó)很多地區(qū)都已經(jīng)把中小型水電站機(jī)組投入電網(wǎng)中并列運(yùn)行。雖然這些中小型水電站的運(yùn)行狀態(tài)不如電網(wǎng)主力電廠穩(wěn)定，不如電網(wǎng)主力電廠的調(diào)峰和調(diào)頻能力強(qiáng)。但是中小型水電站同時(shí)具備發(fā)電功能和防汛功能，以及作為電網(wǎng)“黑啟動(dòng)”電源，可以在調(diào)度令下達(dá)后幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)帶上負(fù)荷，滿足系統(tǒng)負(fù)荷供需平衡及減少機(jī)組空轉(zhuǎn)能耗。所以本文主要針中小型水電站來(lái)分析如何進(jìn)行水電機(jī)組同期并網(wǎng)。

【關(guān)鍵詞】水電站；同期；并網(wǎng)；電網(wǎng)

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行操作過程中，水電機(jī)組的同期并網(wǎng)操作屬于非常重要的一項(xiàng)工作。一旦在同期并網(wǎng)操作中出現(xiàn)問題，就會(huì)使電網(wǎng)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生不可估計(jì)的損傷和損失。所以有必要通過水電機(jī)組并網(wǎng)試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行探索原因和方法，進(jìn)一步提升同期并網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性。

1、進(jìn)行機(jī)組同期并網(wǎng)試驗(yàn)的重要性

1.1中小型水電站的同期并網(wǎng)的影響

大多數(shù)情況下，中小型水電站屬于功率外送型電源，并且出力大于自用。如果主電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷就會(huì)由中小型水電站全部承擔(dān)，如果中小型水電站無(wú)法滿足這么大的負(fù)荷就會(huì)被拖垮，然后通過保護(hù)動(dòng)作自動(dòng)跳開并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的開關(guān)，和電網(wǎng)系統(tǒng)解列。所以中小型水電站無(wú)法形成獨(dú)立的系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

1.1.1對(duì)線路重合閘產(chǎn)生的影響

如果電網(wǎng)主網(wǎng)出現(xiàn)故障，或者并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線出現(xiàn)故障，低頻低壓解列裝置就會(huì)進(jìn)行動(dòng)作，跳開并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線出線開關(guān)，和主網(wǎng)系統(tǒng)解列，保護(hù)中小型水電站。而并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的兩側(cè)的開關(guān)重合閘都會(huì)處于停用狀態(tài)，避免非同期并網(wǎng)對(duì)主電網(wǎng)發(fā)生沖擊和對(duì)發(fā)電機(jī)組發(fā)生沖擊而造成無(wú)可挽回的損失。

1.1.2對(duì)電網(wǎng)的主變壓器的影響

有一些中小型水電站側(cè)的主變中性點(diǎn)沒有接地的系統(tǒng)，如果與主電網(wǎng)的連接的聯(lián)絡(luò)線出現(xiàn)故障，那么中小型水電站側(cè)的開關(guān)保護(hù)就會(huì)因?yàn)槠錄]有足夠的靈敏度而不發(fā)生動(dòng)作。或者停用中小型水電站側(cè)的開關(guān)保護(hù)的時(shí)候，就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，造成電網(wǎng)電壓升高，對(duì)主變壓器的絕緣材料造成損害，而這種情況在半絕緣變壓器的使用中尤其嚴(yán)重。

有一些中小型水電站側(cè)的主變中性點(diǎn)有接地的系統(tǒng)，那么該中小型水電站提供的短路電流就會(huì)產(chǎn)生作用，結(jié)合中性點(diǎn)分布的零序電流的共同作用，就會(huì)導(dǎo)致不帶電方向的閉鎖主變復(fù)合電壓出現(xiàn)閉鎖過流保護(hù)動(dòng)作。

而中小型水電站與電網(wǎng)系統(tǒng)解列就會(huì)使該地區(qū)少一個(gè)電源點(diǎn)，那么和中小型水電站相連的主變壓器的負(fù)荷就會(huì)升高，所以主變壓器在運(yùn)動(dòng)過程中都應(yīng)該預(yù)留一些容量作為備用，防止負(fù)荷過大產(chǎn)生損壞。

1.1.3故障解列點(diǎn)的問題

故障解列地安最正確的選擇應(yīng)該是中小型水電站和電網(wǎng)主網(wǎng)之間的功率平衡點(diǎn)上，這樣可以保證中小型水電站在于電網(wǎng)主網(wǎng)解列后可以繼續(xù)帶電運(yùn)行。然而因?yàn)楫a(chǎn)權(quán)限制和調(diào)度管轄范圍的不同，故障解列地安都會(huì)選擇在出口并網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線的開關(guān)上面，而且還進(jìn)行了低頻低壓解列裝置的安裝。

1.2進(jìn)行水電機(jī)組同期并網(wǎng)試驗(yàn)的意義

通過以上分析，明確了中小型水電站實(shí)現(xiàn)同期并網(wǎng)的問題和不良影響，所以進(jìn)行水電機(jī)組同期并網(wǎng)試驗(yàn)具有重要的意義，對(duì)中小型水電發(fā)電機(jī)的同期并列操作更加清晰明確，提高在實(shí)際工作中同期并列操作的可靠性和準(zhǔn)確度。

2 、同期并網(wǎng)試驗(yàn)內(nèi)容和方法

中小型水電站的同期并網(wǎng)需要滿足三個(gè)條件。第一個(gè)條件是并列開關(guān)兩側(cè)的電壓要保持大小一致。第二個(gè)條件是并列開關(guān)兩側(cè)的頻率要保持一致。第三個(gè)條件是并列開關(guān)兩側(cè)的相序相位要保持一致。同期并網(wǎng)的方法有兩種，自同期并網(wǎng)和準(zhǔn)同期并網(wǎng)。而目前應(yīng)用比較普遍的是自動(dòng)準(zhǔn)同期并列方法。

2.1故障解列后進(jìn)行同期并網(wǎng)試驗(yàn)

一般情況下，故障解列有三種原因。第一種是主網(wǎng)出現(xiàn)故障。第二種是并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線出現(xiàn)故障。第三種是水電站機(jī)組出現(xiàn)故障。所以如果中小型水電站和電網(wǎng)系統(tǒng)解列，要先分析造成解列的原因，然后根據(jù)不同的愿意選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行同期并網(wǎng)操作。目前主要是通過保護(hù)動(dòng)作信息和運(yùn)行值班人員的工作匯報(bào)來(lái)判斷解列的原因。

第一種情況：主網(wǎng)發(fā)生故障的同期并網(wǎng)操作。如果判定是主網(wǎng)發(fā)生故障，那么就要先等到主網(wǎng)事故處理完畢恢復(fù)正常運(yùn)行之后做并網(wǎng)準(zhǔn)備，不能急于進(jìn)行并網(wǎng)操作。而且要在并網(wǎng)操作之前首先檢查并網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線兩側(cè)的開關(guān)是不是處于熱備用狀態(tài)，然后從主網(wǎng)側(cè)將并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的開關(guān)合上，確認(rèn)一切正常后再在中小型水電站側(cè)通過檢同期并列裝置實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。

第二種情況：聯(lián)絡(luò)線發(fā)生故障的同期并網(wǎng)操作。如果判定是聯(lián)絡(luò)線發(fā)生故障，那么要先排除發(fā)生故障的原因，首先排除主網(wǎng)的原因和機(jī)組的原因，等到并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線恢復(fù)正常運(yùn)行之后，從主網(wǎng)側(cè)試著合上并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的開關(guān)，確認(rèn)沖擊線路運(yùn)行正常，然后在中小型水電站側(cè)通過檢同期并列裝置實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。

第三種情況：中小型水電站機(jī)組發(fā)生故障的并網(wǎng)操作。如果判定是中小型水電站的機(jī)組發(fā)生故障，那么就要向調(diào)度匯報(bào)申請(qǐng)機(jī)組檢修。然后確認(rèn)水電機(jī)組的故障檢修工作結(jié)束之后再重新申請(qǐng)并網(wǎng)。這樣的故障并沒有使并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線發(fā)生跳閘故障，依然保持正常的運(yùn)行狀態(tài)，所以可以直接在水電站內(nèi)通過合上發(fā)電機(jī)并網(wǎng)開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。

2.2正常情況下的同期并網(wǎng)試驗(yàn)

正常情況下，中小型水電站的同期并網(wǎng)操作方法是主電網(wǎng)側(cè)送電，然后在中小型水電站側(cè)再通過檢同期并列裝置進(jìn)行并列。

2.3新投產(chǎn)、大修機(jī)組及同期回路發(fā)生改變或設(shè)備更換的機(jī)組，在第一次并網(wǎng)前必須完成反措要求的工作，防止發(fā)電機(jī)非同期并網(wǎng)。

結(jié)語(yǔ)：

因?yàn)楦鞯貐^(qū)的電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行有不同的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，每一種中小型水電站的同期并網(wǎng)方法可能會(huì)存在少許差異。但是都是要確定小電源在實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)之后不會(huì)影響主電網(wǎng)的安全運(yùn)行狀態(tài)才可以進(jìn)行并網(wǎng)操作，并且要確保并網(wǎng)的方法安全可靠。而且在實(shí)際工作中也要進(jìn)行不斷地分析總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，隨著不斷的優(yōu)化升級(jí)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，我們要不斷地完善中小型水電站的并網(wǎng)管理，使之更加方便安全快捷。

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