汽輪發(fā)電機(jī)微機(jī)同期裝置的應(yīng)用

摘 要：電力能源在人們的生活以及工作中都發(fā)揮著重要的作用，隨著人們對電力能源需求的不斷增加，這對發(fā)電廠發(fā)電也提出了更高的要求。汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)是發(fā)電廠重要的發(fā)電設(shè)備，在進(jìn)行發(fā)電中需要發(fā)電機(jī)同期進(jìn)行并網(wǎng)，而不同期的并網(wǎng)就會(huì)導(dǎo)致很大的危害，因此，這就需要做好發(fā)電機(jī)的同期并列，下面，本文就針對汽輪發(fā)電機(jī)微機(jī)同期裝置的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望對發(fā)電機(jī)的同期并列提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：汽輪；發(fā)電機(jī)；微機(jī)同期；裝置應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.160

0 前言

汽機(jī)發(fā)電機(jī)是發(fā)電廠重要的發(fā)電設(shè)備，為了保證其具有良好的并網(wǎng)性，就需要注意發(fā)電機(jī)的同期并列，由于不同電源系統(tǒng)可能存在帶電情況，在并列中就可能存在非同期情況，這對發(fā)電設(shè)備就會(huì)產(chǎn)生很大的破壞，特別是對發(fā)電機(jī)來說，甚至?xí)?dǎo)致其不能使用，為了實(shí)現(xiàn)同期并列，就需要合理應(yīng)用汽輪發(fā)電機(jī)微機(jī)同期裝置，而汽輪發(fā)電機(jī)微機(jī)同期裝置如何進(jìn)行應(yīng)用，就是本文主要研究的內(nèi)容。

1 發(fā)電機(jī)非同期并列的危害

電力系統(tǒng)同期點(diǎn)斷路器實(shí)施合閘的操作中，由于斷路器兩端可能存在不同電源系統(tǒng)的供電帶電情況，這就會(huì)對其斷路器的合閘產(chǎn)生了影響，需要通過并列操作來實(shí)現(xiàn)斷路器的合閘。在對同期點(diǎn)進(jìn)行并列操作中，由于斷路器兩端都存在電源，如果同期點(diǎn)中的斷路器進(jìn)行合閘的時(shí)機(jī)是不合適的，則其兩端具有的參數(shù)就會(huì)存在很大的差別，進(jìn)而導(dǎo)致非同期的并列操作，這種非同期性的并列操作會(huì)對發(fā)電機(jī)、變壓器以及斷路器等產(chǎn)生很大的破壞。若一大型的發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)存在非同期性的并列操作，其造成的影響會(huì)更大，會(huì)造成發(fā)電機(jī)出現(xiàn)系統(tǒng)的振蕩，并對電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的話還會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的崩潰。這種發(fā)電機(jī)的非同期性并網(wǎng)操作，和電網(wǎng)短路故障情況比較類似，會(huì)造成很大的電流沖擊以及電磁轉(zhuǎn)矩等，其沖擊電流會(huì)對發(fā)電機(jī)的定子端位置繞組造成強(qiáng)應(yīng)力的作用，而電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)對軸系統(tǒng)造成強(qiáng)扭應(yīng)力的作用，發(fā)電機(jī)的軸系出現(xiàn)扭振而產(chǎn)生疲勞，就會(huì)縮短其使的用壽命，甚至還會(huì)導(dǎo)致其大軸出現(xiàn)斷裂情況[1]。

2 發(fā)電機(jī)同期并列條件

等到發(fā)電機(jī)電壓的有效值和電網(wǎng)電壓的有效值相等或者比較接近時(shí)，一般要求其電壓在額定電壓5%為允許的相差，且等到發(fā)電機(jī)電壓的有效值和電網(wǎng)電壓的有效值壓差在允許的范圍中，其引起無功的電流沖擊就是允許的，要不然兩者的壓差很大，就會(huì)導(dǎo)致電流的沖擊很大，此過程就如同發(fā)電機(jī)突然發(fā)生了短路，就會(huì)對發(fā)電機(jī)產(chǎn)生很大的破壞，因此，這就需要對兩者壓差進(jìn)行有效的調(diào)整和控制，讓她們比較接近的時(shí)候再進(jìn)行并列。

等到發(fā)電機(jī)周波和電網(wǎng)周波相等的時(shí)候，同時(shí)其允許的相差在每秒0.1周內(nèi)，就可以進(jìn)行并列。如果兩者的周波是不相等的，就會(huì)出現(xiàn)很大的有功電流沖擊，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)減小或者增加，造成發(fā)電機(jī)的軸劇烈震動(dòng)；如果兩者的周波相差也超出了所允許的范圍，就會(huì)造成轉(zhuǎn)子的磁極以及電子的磁極間出現(xiàn)很大的相對速度，很容易就會(huì)導(dǎo)致失步情況的出現(xiàn)，因此，在進(jìn)行發(fā)電機(jī)的并列中就需要將周波調(diào)整到允許的范圍。一般是把發(fā)電機(jī)周波調(diào)整到對電網(wǎng)周波略高的狀態(tài)，來便于發(fā)電機(jī)的同步拉入，在并列之后能夠迅速的帶上一定負(fù)荷。

3 發(fā)電機(jī)微機(jī)同期原理

3.1 兩種并網(wǎng)情況

通過斷路器進(jìn)行兩側(cè)電源合閘操作就稱作并網(wǎng)，并網(wǎng)主要分成差頻并網(wǎng)和同頻并網(wǎng)兩種情況。差頻并網(wǎng)主要有發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)并網(wǎng)、已經(jīng)解列的兩系統(tǒng)之間聯(lián)絡(luò)線的并網(wǎng)等，在進(jìn)行并網(wǎng)時(shí)要使并列點(diǎn)的兩側(cè)電壓以及頻率是相近的，同時(shí)相角差也要是0°，在能夠進(jìn)行并網(wǎng)操作。同頻并網(wǎng)主要是指沒有解列兩個(gè)系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行并網(wǎng)，其并列點(diǎn)的兩側(cè)頻率是相同的，但是其兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)一功角，其功角值和聯(lián)結(jié)的并列點(diǎn)其兩側(cè)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線電抗以及有功功率是成比例關(guān)系的。此種并列條件要求并列點(diǎn)位置斷路器的兩側(cè)壓差和功角都在規(guī)定的范圍內(nèi)，才能夠進(jìn)行并網(wǎng)[2]。

3.2 差頻并網(wǎng)的合閘角數(shù)學(xué)模型

同期并網(wǎng)需要滿足三個(gè)條件，分別為頻差和壓差于允許的范圍內(nèi)，同時(shí)相角差是0°時(shí)才能夠進(jìn)行并網(wǎng)。由于頻差和壓差的存在，會(huì)造成并網(wǎng)瞬間出現(xiàn)并列點(diǎn)的兩側(cè)發(fā)生有功功率與無功功率的變化，對電力系統(tǒng)以及發(fā)電機(jī)等都會(huì)由于功率的轉(zhuǎn)換出現(xiàn)很大的承受力，為了實(shí)現(xiàn)有效快速的并網(wǎng)，就不需要對頻差和壓差整定值進(jìn)行太嚴(yán)的限制，避免對并網(wǎng)的速度造成影響。

4 發(fā)電機(jī)微機(jī)同期試驗(yàn)準(zhǔn)備

想要有效防止發(fā)電機(jī)由于非同期的并網(wǎng)而導(dǎo)致事故出現(xiàn)，就需要在第一次的并網(wǎng)前后者是同期的回路進(jìn)行改造后，進(jìn)行試驗(yàn)準(zhǔn)備工作。首先需要進(jìn)行同期回路的細(xì)致全面校核，需要對新投機(jī)組進(jìn)行倒送電的試驗(yàn)，或者對發(fā)電機(jī)和變壓器組實(shí)施空載母線的升壓試驗(yàn)，同時(shí)需要對同期電壓進(jìn)行校核，并對二次回路正確性進(jìn)行檢測，對同期裝置的整定值實(shí)施核對。然后需要進(jìn)行假同期的試驗(yàn)，也就是對斷路器通過手動(dòng)方式精細(xì)準(zhǔn)同期或者自動(dòng)性準(zhǔn)同期的合閘操作試驗(yàn)，并進(jìn)行同期的閉鎖性試驗(yàn)，后對整步表以及自動(dòng)的準(zhǔn)同期相關(guān)裝置一致性進(jìn)行檢查，并保證斷路器控制的二次回路的電纜具有良好的絕緣情況，對發(fā)電機(jī)的電壓相序和系統(tǒng)的相序也進(jìn)行一致性的核實(shí)。另外，在進(jìn)行發(fā)電機(jī)的自動(dòng)同期并網(wǎng)中，一定要先與試驗(yàn)位置進(jìn)行整步表以及同期裝置一致性的檢查，避免自動(dòng)同期裝置出現(xiàn)故障情況，后再進(jìn)行同期裝置的并網(wǎng)投入[3]。

5 結(jié)語

在微機(jī)同期裝置的使用后，其運(yùn)行的情況十分好，其具有良好自動(dòng)性以及智能性，能夠?qū)﹄妳?shù)進(jìn)行有效的收集和計(jì)算，進(jìn)而發(fā)出相應(yīng)指令來對發(fā)電機(jī)頻率和電壓實(shí)施有效的調(diào)節(jié)，在其滿足同期并網(wǎng)的條件后，使短路器能夠于最佳的時(shí)機(jī)進(jìn)行合閘。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡南，林禮清.仙游抽水蓄能電站同期系統(tǒng)應(yīng)用與分析[J].福建水力發(fā)電，2016（01）：30-31.

[2]龍福海，李世昌，張坤.張河灣蓄能電站微機(jī)同期裝置的應(yīng)用與校驗(yàn)[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2016，39（12）：32-33.

[3]辛魯，李廣晶.微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置在石家莊市農(nóng)村水電站的推廣應(yīng)用[J].小水電，2017（02）：13-15.

作者簡介：馬家峰（1981-），男，遼寧鞍山人，學(xué)士，工程師，研究方向：自動(dòng)化。