發電機組手動準同期裝置的優化探討

陳建春

（中國水利水電第十六工程局有限公司，福建 福州 350000）

1 手動同期裝置正常運行操作方法與線路分析

機組正常并網運行采用自動準同期并網，且須滿足以下四項準同期條件時，操作同期點斷路器合閘，使發電機并網[1]。

（1）發電機電壓相序與系統電壓相序相同；

（2）發電機電壓與并列點系統電壓相等；

（3）發電機的頻率與系統的頻率基本相等；

（4）合閘瞬間發電機電壓相位與系統電壓相位相同。

但由于津巴布韋系統電壓、頻率不穩定，有時自動同期裝置無法完成斷路器同期合閘，造成并網失敗，為此需手動同期合閘并列，手動同期合閘控制回路圖如圖1、圖2所示。

圖1 原設計手動同期合閘控制回路1

圖2 原設計手動同期合閘控制回路2

手動同期裝置正常運行操作方法：

（1）首先將無壓選擇開關（K2-NV）切至有壓選擇位置；

（1）投同期選擇開關（K2-SYN）；

（2）此時將分別投入系統電壓小母線，機端電壓小母線，整步表（M2），同步檢查繼電器（TJJ2）；

（3）操作K2-V0進行增勵磁↑或減勵磁↓調節；

（4）觀察整步表（M2）的電壓差；

（5）操作K2-SP進行增速↑或減速↓調節；

（6）觀察整步表（M2）的頻率差以及相角差指示；

（7）條件滿足時將合閘選擇開關（K2-CE）解鎖并投入；

（8）在條件滿足時刻合7號-GCB合閘開關（K2-CL）；

（9）7號-GCB合閘成功。

以上手動同期裝置在調試過程發現該手動同期合閘控制回路存在著嚴重缺陷，一旦操作錯誤將會造成斷路器非同期合閘，后果非常嚴重，可能引起設備及人身事故，現分析如下：

（1）手動同期合閘控制回路中沒有串接同期選擇開關（K2-SYN）的常開閉鎖接點。在誤操作合閘選擇并合閘時將會造成非同期合閘事故。

（2）同期合閘控制回路中雖然串接了同步檢查繼電器（TJJ2）的閉鎖接點，但是該接點是常閉接點，若PT沒有切入或斷線時，或者是TJJ2線圈斷線時該常閉接點就起不到閉鎖的作用。因此只要操作合閘選擇并同時合閘，同樣造成非同期合閘事故。

（3）手動同期合閘控制回路中的無壓選擇過于簡單，完全依靠操作人員的個人主觀意識來決定是否無壓，安全可靠性不高。若當系統側有壓時，誤投入了無壓選擇開關（K2-NV），此時操作了合閘選擇并合閘，同樣會造成非同期合閘事故。

2 手動同期合閘線路優化分析與改造

根據以上分析可以判定本電站手動同期控制回路有重大事故隱患，必須優化改造，優化改造后的同期合閘控制回路圖如圖3、圖4所示。

圖3 優化改造后的同期合閘控制回路1

圖4 優化改造后的同期合閘控制回路2

控制回路的優化改造說明如下：

（1）在手動同期合閘控制回路中串接同期選擇開關（K2-SYN）的常開閉鎖接點。優點是操作人員如果忘記投入手動同期選擇開關（K2-SYN）而進行手動同期操作，則控制回路因為常開接點的閉鎖而造成合閘回路未接通，故而7號-GCB無法合閘，從而避免非同期合閘事故。

（2）因為國內的同步檢查繼電器（TJJ2）在使用中只能采用其常閉接點，為了安全，建議更換同步檢查繼電器（TJJ2），采用常開接點用于閉鎖回路，經與業主方商量，決定采用DEIF的Check synchroscope type CSQ-3同步檢查繼電器替換現有的同步檢查繼電器（TJJ2），該繼電器是采用常開接點用于閉鎖合閘回路的。優點是PT沒有切入或斷線時，或者即使是CSQ-3的電壓輸入回路損壞時，因為是常開接點閉鎖控制回路使得7號-GCB無法合閘，從而避免非同期合閘事故。

由于CSQ-3繼電器具有系統-機端電壓差整定和系統-機端相位角差整定的功能，因此將電壓差整定為5 V，相位角差整定為10°，這樣就增加了手動同期的穩定性和可靠性，再次避免非同期合閘發生事故的可能。

（3）在系統電壓小母線上固定并接一只低電壓繼電器（7YJ）。用于檢測系統側是否有壓，并采用其常開接點用于閉鎖無壓合閘。優點是即使錯誤合閘無壓選擇開關（K2-NV），當系統側有壓時控制回路被閉鎖使得7號-GCB無法合閘，從而避免非同期合閘斷路器，造成對機組的沖擊事故。此時若要合閘7號-GCB開關，必須經過CSQ-3繼電器支路，通過手動同期方式操作7號-GCB合閘，完全避免非同期合閘事故發生。

3 結束語

8號機組的手動準同期控制回路同樣做了優化改造，經過兩年的運行驗證，7號、8號機組的手動準同期控制回路的優化得到了業主、設計及運行人員的認可，針對津巴布韋卡里巴南岸擴建開關站手動同期裝置的優化改造，總結了安裝、調試分析探討的重要性，經過優化改造，進一步提高試驗人員及技術人員對手動同期裝置原理的認識，為今后同類產品設計、調試提供借鑒，為調試及運行技術人員分析類似問題提供參考。