论文部分内容阅读
【摘 要】冶金，化工等行业的工厂中一般都有利用余热发电的小型发电机组，既使能源得到充分利用，又能节约电费，创造了较好的经济效益，所以，很多的工厂都有6kV，10kV的小型发电机组。对安装单位来说，对工厂小型发电机组进行安装，检修，调试，并网的工作就必不可少，因此，结合我6年的电气调试工作经验，对工厂小型发电机组并网发电中选择同期电压调试方法进行研究分析。
【关键词】小型发电机组；并网发电；同期电压；调试
1.背景
我公司在本省的工业安装市场上长期占有较高的市场份额，企业知名度较高，在平时的工作中大量接触小型发电机组。在对小型发电机组的进行电气调试试验时，除了常规的发电机直流电阻、绝缘电阻、交流耐压、直流泄露以及过流保护，差动保护、定子接地保护等试验项目外，最为关键的一点是同期并网试验。可靠的选择同期电压是关乎发电机组能否安全并网发电的基础保证。因此，调试人员必须对同期并网中选择同期电压的原理理解透彻，相关的校线核对工作必须仔细认真。
2.同期并网的基本原理
同期并网的基本原理是用同期装置对发电机发出的电与市电进行比较，然后通过对汽轮机，励磁机的控制，进而调节发电机的电源频率、电压、相序、相位角与电网相同，即与电网同步（同期）后迅速合闸并网。
3.同期电压的选择
3.1 二次电压接地系统
在晋宁云天化835项目，安宁草铺炼油厂项目，安宁宏祥化工项目，楚雄滇中冶炼厂项目，曲靖协联电厂项目，贵州赫章发电厂，贵州夜郎发电厂项目等的小型发电机组调试过程中，常见的发电机电压PT柜的二次电压接线方式为B点接地系统（发电机系统常用接线方式），高压配电室内的电压PT柜的二次电压为N点接地系统（常规配电室习惯接线方式）。因发电机PT柜与配电室电压PT柜二次电压接地方式不同，如何选取公共参考点作为同期电压进行判断就成了调试检查的重点。
3.2 为什么要选择同期电压
下面以其中一个110kV/10kV的变电所并自备一台10kV发电机组并网发电的实例进行分析讨论，变电所一次配电系统图如下。110kV 1#PT柜G1、110kV 2#PT柜G2、10kV 1#PT柜H2、10kV 2#PT柜H6的二次电压接线方式为N点接地系统。发电机PT柜F1的二次电压接线方式为B点接地系统。要求同期装置在不同运行情况下对H1、H3、H4、H7四个柜子均能实现同期合闸并网。
3.310kV并机柜H3同期并网时同期电压选择
当两路市电10kV母线分段运行，发电机发电需要并网，则通过同期回路旋钮选择对H3柜进行同期判断。此时同期装置对10kV 1#PT柜H2和10kV发电机PT柜F1的二次AB相线电压进行比较，因两个系统的二次电压接地方式不同，不能直接把两个系统的B相直接短接（两个系统的B相之间有电压差，直接短接导致短路故障）作为同期电压的公共参考点。通常采用100V/100V的单相变压器对H2柜N点接地系统的二次AB相线电压进行隔离，隔离后B点接地，即可将两个系统的二次电压B相直接并接在一起作为同期电压的公共参考点进行同期判断，接线方式见隔离变压器接线图。
3.410kV 1#进线柜H1、10kV 2#进线柜H7同期并网时同期电压的选择
当10kV发电机已经正常发电并和市电并网后稳定运行，如果发电机是和110kV 1#变压器并网运行，若此时进线柜H1偷跳，排除故障后需同期合闸H1柜，则通过同期回路旋钮选择对H1柜进行同期判断。此时同期装置对110kV 1#PT柜G1和10kV 1#PT柜H2的二次AB相线电压进行比较，两个系统的二次电压都是N点接地系统，但一次回路经过接线组别为YNd11的110kV 1#变压器变压后，10kV侧电压超前110kV侧电压30°角。通常采用一个接线组别为YNd11，变比为100V/100V的三相转角变压器反接，对10kV 1#PT柜H2的二次电压进行角度调整，调整后的电压滞后30°角，则恰好与110kV PT柜G1的二次电压角度一致。即可将两路二次电压直接接入同期装置进行同期判断，接线方式见转角变压器接线图。经过转角变压器调整后电压矢量见角度调整矢量图。
如果当10kV 1#进线柜H1断开，10kV 2#进线柜H7合闸，10kV母联柜H4合闸，10kV并机柜H3合闸，即10kV发电机已经正常发电并和110kV 2#变压器并网运行。若此时进线柜H7偷跳，排除故障后需同期合闸H7柜，操作方法和原理类同发电机和110kV 1#变压器并网运行时同期合闸H1柜的情况。
3.510kV母联柜H4同期并网时同期电压的选择
当10kV 1#进线柜H1断开，10kV 2#进线柜H7合闸，10kV母联柜H4合闸，10kV并机柜H3合闸，即10kV发电机已经正常发电并和110kV 2#变压器并网运行。若此时母联柜H4偷跳，排除故障后需同期合闸H4柜，则通过同期回路旋钮选择对H4柜进行同期判断。此时同期装置对10kV 1#PT柜H2和10kV 2#PT柜H6的二次AB相线电压进行比较，因两个系统的二次电压接地方式均为N点接地系统，且相互之间无角度差，则直接短接两个系统的B相作为同期电压的公共参考点，两路二次电压直接接入同期装置进行同期判断即可，接线方式见直接同期比较接线图。
4.同期電压回路检查
理顺所有同期电压回路后从电压一次系统至电压二次系统进行逐一核查，核对一次侧与二次侧相序一致，检查所有电压互感器的变比和极性是否正确。 对电压一次回路，二次回路，隔离回路，转角回路，同期回路等全面检查确认无误。
5.倒送电检查
所有线路检查完毕，同期系统调试完成后，进一步采用倒送电操作再次对同期并网正确性进行复核。倒送电操作方式举例如下：
比如断开发电机本体与发电机PT柜F1之间一次回路的物理连接（防止对发电机本体倒送电，使发电机变成电动机从而造成损坏），然后对10kV并机柜H3合闸，市电倒送至10kV发电机PT柜F1，此时10kV 1#PT柜H2和10kV发电机PT柜F1的一次侧电压为同一个电源，则理论上二次电压应该同期，检查同期装置是否指示在同期位置，如果在同期位置则说明此选择同期电压回路是完全正确的。其它选择同期电压回路的倒送电检查方法类同。
6.核相
以上所有工作检查完毕后，还需用10kV高压核相器对系统侧和待并侧的一次电压进行核相，核对在同期装置判断同期并发出同期合闸命令的一瞬间，系统侧和待并侧的电压三相分别同相（电压同步），才能正式同期合闸并网。
7.结语
发电机同期并网发电控制是一个较为复杂的控制系统，一般都有一个专门的控制室摆放多台控制屏进行全面的控制和保护。此文只是针对同期并网中最为关键的同期电压选择进行了研究分析，给进行工厂小型发电机组同期并网调试的同仁们提供一个相互学习借鉴的参考。
参考文献：
[1] 胡航帆.同期并网存在的问题及对策.黑龙江电力.（2011.06）
[2] 刘巍； 齐国利； 石光 .机组准同期并网应注意的问题.河南电力（2008.02）
【关键词】小型发电机组；并网发电；同期电压；调试
1.背景
我公司在本省的工业安装市场上长期占有较高的市场份额，企业知名度较高，在平时的工作中大量接触小型发电机组。在对小型发电机组的进行电气调试试验时，除了常规的发电机直流电阻、绝缘电阻、交流耐压、直流泄露以及过流保护，差动保护、定子接地保护等试验项目外，最为关键的一点是同期并网试验。可靠的选择同期电压是关乎发电机组能否安全并网发电的基础保证。因此，调试人员必须对同期并网中选择同期电压的原理理解透彻，相关的校线核对工作必须仔细认真。
2.同期并网的基本原理
同期并网的基本原理是用同期装置对发电机发出的电与市电进行比较，然后通过对汽轮机，励磁机的控制，进而调节发电机的电源频率、电压、相序、相位角与电网相同，即与电网同步（同期）后迅速合闸并网。
3.同期电压的选择
3.1 二次电压接地系统
在晋宁云天化835项目，安宁草铺炼油厂项目，安宁宏祥化工项目，楚雄滇中冶炼厂项目，曲靖协联电厂项目，贵州赫章发电厂，贵州夜郎发电厂项目等的小型发电机组调试过程中，常见的发电机电压PT柜的二次电压接线方式为B点接地系统（发电机系统常用接线方式），高压配电室内的电压PT柜的二次电压为N点接地系统（常规配电室习惯接线方式）。因发电机PT柜与配电室电压PT柜二次电压接地方式不同，如何选取公共参考点作为同期电压进行判断就成了调试检查的重点。
3.2 为什么要选择同期电压
下面以其中一个110kV/10kV的变电所并自备一台10kV发电机组并网发电的实例进行分析讨论，变电所一次配电系统图如下。110kV 1#PT柜G1、110kV 2#PT柜G2、10kV 1#PT柜H2、10kV 2#PT柜H6的二次电压接线方式为N点接地系统。发电机PT柜F1的二次电压接线方式为B点接地系统。要求同期装置在不同运行情况下对H1、H3、H4、H7四个柜子均能实现同期合闸并网。
3.310kV并机柜H3同期并网时同期电压选择
当两路市电10kV母线分段运行，发电机发电需要并网，则通过同期回路旋钮选择对H3柜进行同期判断。此时同期装置对10kV 1#PT柜H2和10kV发电机PT柜F1的二次AB相线电压进行比较，因两个系统的二次电压接地方式不同，不能直接把两个系统的B相直接短接（两个系统的B相之间有电压差，直接短接导致短路故障）作为同期电压的公共参考点。通常采用100V/100V的单相变压器对H2柜N点接地系统的二次AB相线电压进行隔离，隔离后B点接地，即可将两个系统的二次电压B相直接并接在一起作为同期电压的公共参考点进行同期判断，接线方式见隔离变压器接线图。
3.410kV 1#进线柜H1、10kV 2#进线柜H7同期并网时同期电压的选择
当10kV发电机已经正常发电并和市电并网后稳定运行，如果发电机是和110kV 1#变压器并网运行，若此时进线柜H1偷跳，排除故障后需同期合闸H1柜，则通过同期回路旋钮选择对H1柜进行同期判断。此时同期装置对110kV 1#PT柜G1和10kV 1#PT柜H2的二次AB相线电压进行比较，两个系统的二次电压都是N点接地系统，但一次回路经过接线组别为YNd11的110kV 1#变压器变压后，10kV侧电压超前110kV侧电压30°角。通常采用一个接线组别为YNd11，变比为100V/100V的三相转角变压器反接，对10kV 1#PT柜H2的二次电压进行角度调整，调整后的电压滞后30°角，则恰好与110kV PT柜G1的二次电压角度一致。即可将两路二次电压直接接入同期装置进行同期判断，接线方式见转角变压器接线图。经过转角变压器调整后电压矢量见角度调整矢量图。
如果当10kV 1#进线柜H1断开，10kV 2#进线柜H7合闸，10kV母联柜H4合闸，10kV并机柜H3合闸，即10kV发电机已经正常发电并和110kV 2#变压器并网运行。若此时进线柜H7偷跳，排除故障后需同期合闸H7柜，操作方法和原理类同发电机和110kV 1#变压器并网运行时同期合闸H1柜的情况。
3.510kV母联柜H4同期并网时同期电压的选择
当10kV 1#进线柜H1断开，10kV 2#进线柜H7合闸，10kV母联柜H4合闸，10kV并机柜H3合闸，即10kV发电机已经正常发电并和110kV 2#变压器并网运行。若此时母联柜H4偷跳，排除故障后需同期合闸H4柜，则通过同期回路旋钮选择对H4柜进行同期判断。此时同期装置对10kV 1#PT柜H2和10kV 2#PT柜H6的二次AB相线电压进行比较，因两个系统的二次电压接地方式均为N点接地系统，且相互之间无角度差，则直接短接两个系统的B相作为同期电压的公共参考点，两路二次电压直接接入同期装置进行同期判断即可，接线方式见直接同期比较接线图。
4.同期電压回路检查
理顺所有同期电压回路后从电压一次系统至电压二次系统进行逐一核查，核对一次侧与二次侧相序一致，检查所有电压互感器的变比和极性是否正确。 对电压一次回路，二次回路，隔离回路，转角回路，同期回路等全面检查确认无误。
5.倒送电检查
所有线路检查完毕，同期系统调试完成后，进一步采用倒送电操作再次对同期并网正确性进行复核。倒送电操作方式举例如下：
比如断开发电机本体与发电机PT柜F1之间一次回路的物理连接（防止对发电机本体倒送电，使发电机变成电动机从而造成损坏），然后对10kV并机柜H3合闸，市电倒送至10kV发电机PT柜F1，此时10kV 1#PT柜H2和10kV发电机PT柜F1的一次侧电压为同一个电源，则理论上二次电压应该同期，检查同期装置是否指示在同期位置，如果在同期位置则说明此选择同期电压回路是完全正确的。其它选择同期电压回路的倒送电检查方法类同。
6.核相
以上所有工作检查完毕后，还需用10kV高压核相器对系统侧和待并侧的一次电压进行核相，核对在同期装置判断同期并发出同期合闸命令的一瞬间，系统侧和待并侧的电压三相分别同相（电压同步），才能正式同期合闸并网。
7.结语
发电机同期并网发电控制是一个较为复杂的控制系统，一般都有一个专门的控制室摆放多台控制屏进行全面的控制和保护。此文只是针对同期并网中最为关键的同期电压选择进行了研究分析，给进行工厂小型发电机组同期并网调试的同仁们提供一个相互学习借鉴的参考。
参考文献：
[1] 胡航帆.同期并网存在的问题及对策.黑龙江电力.（2011.06）
[2] 刘巍； 齐国利； 石光 .机组准同期并网应注意的问题.河南电力（2008.02）