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淺談發(fā)電機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)
在學(xué)習(xí)和工作的日常里，大家都不可避免地要接觸到論文吧，論文是我們對(duì)某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入研究的文章。怎么寫論文才能避免踩雷呢？下面是小編為大家收集的淺談發(fā)電機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)，歡迎閱讀與收藏。
摘要：發(fā)電廠發(fā)電機(jī)常常用作備用電源以應(yīng)付并到電網(wǎng)的機(jī)組、供電設(shè)備故障，設(shè)備檢修。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生機(jī)組故障時(shí)，備用發(fā)電機(jī)應(yīng)在最短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)，向電網(wǎng)輸送合格的電能，為用電設(shè)備提供電源，同時(shí)斷開故障機(jī)組與電網(wǎng)連接的主開關(guān)。并列是非常重要的操作，發(fā)電機(jī)的非同期并列，會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，不但會(huì)危及機(jī)組自身的安全，還會(huì)使電網(wǎng)產(chǎn)生波動(dòng)、破壞穩(wěn)定性。因此要求同期裝置和控制、保護(hù)裝置齊全可靠。
關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)，并網(wǎng)，解列
Abstract: The power plant generator serves as the emergency power supply to deal with frequently and to the electrical network unit, the generating plant breakdown, the equipment overhaul.When the electrical network breaks down unit, the emergency generator should start in the shortest time, transports the qualified electrical energy to the electrical network, provides the power source for the current collector, simultaneously separates the main switch which the breakdown unit and the electrical network connect.Compound is the extremely important operation, the generator non-same time compound, can produce the very big surge current, not only can endanger unit own security, but also can cause the electrical network to have the undulation, the destruction stability.Therefore request same time equipment and control, protective device complete reliable
一、發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的條件
�。ㄒ唬�、待并發(fā)電機(jī)的電壓有效值Uf與電網(wǎng)的電壓有效值U相等或接近相等，允許相差±5％的額定電壓值。
待并發(fā)電機(jī)的電壓有效值Uf，與電網(wǎng)的電壓有效值U之間的壓差ΔU，若在允許范圍內(nèi)，所引起的無(wú)功沖擊電流是允許的。否則ΔU越大，沖擊電流越大，這個(gè)過(guò)程相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的突然短路。因此，必須調(diào)整兩者間的電壓，使其接近相等后才可并列。
�。ǘ�、待并發(fā)電機(jī)的周波f1應(yīng)與電網(wǎng)的周波f相等，但允許相差±0.05～0.1周/秒以內(nèi)。
若兩者周波不等，則會(huì)產(chǎn)生有功沖擊電流，其結(jié)果使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加或減小，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)軸產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，造成機(jī)組損壞。如果周波相差超出允許值而且較大，將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子磁極和定子磁極間的相對(duì)速度過(guò)大，相互之間不易拉住，容易失步。因此，在待并發(fā)電機(jī)并列時(shí)，必須調(diào)整周波至允許范圍內(nèi)。通常是將待并發(fā)電機(jī)的周波略調(diào)高于電網(wǎng)的周波，這樣發(fā)電機(jī)容易拉入同步，并列后可立即帶上部分負(fù)荷。
（三）、待并發(fā)電機(jī)電壓的相位φf(shuō)與電網(wǎng)電壓的相位φ相同，即相角相同。
在發(fā)電機(jī)并列時(shí)，如果兩個(gè)電壓的相位不一致，由此而產(chǎn)生的沖擊電流可能達(dá)到額定電流的20～30倍，所以是非常危險(xiǎn)的。沖擊電流可分解為有功分量和無(wú)功分量，有功電流的沖擊不僅要加重汽輪機(jī)的負(fù)擔(dān)，還有可能使汽輪機(jī)受到很大的機(jī)械應(yīng)力，這樣非但不能把待并發(fā)電機(jī)拉入同步，而且可能使其它并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步。
在采用準(zhǔn)同期并列時(shí)，發(fā)電機(jī)的沖擊電流很小。所以，一般應(yīng)將相角差控制在10以內(nèi)，此時(shí)的沖擊電流約為發(fā)電機(jī)額定電流的0.5倍。
�。ㄋ模⒋l(fā)電機(jī)電壓的相序必須與電網(wǎng)電壓的相序一致。
發(fā)電機(jī)發(fā)出電源的相序與電網(wǎng)相序相同。否則，不但發(fā)電機(jī)不能進(jìn)入同步，而且會(huì)產(chǎn)生很大的拍振電流，使發(fā)電機(jī)繞組承受過(guò)大的電動(dòng)力，使線圈變形絕緣短路，將發(fā)電機(jī)燒毀。
（五）、待并發(fā)電機(jī)電壓的波形應(yīng)與電網(wǎng)電壓的波形一致。
波形相同，發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)同樣是正弦波波形。
以上條件中第4項(xiàng)關(guān)于相序的問(wèn)題，要求在安裝發(fā)電機(jī)的時(shí)候，根據(jù)發(fā)電機(jī)規(guī)定的轉(zhuǎn)向，確定好發(fā)電機(jī)的相序而得到滿足。所以在以后的并列過(guò)程中，相序問(wèn)題就不必考慮了。第5項(xiàng)關(guān)于電壓波形的問(wèn)題，應(yīng)在發(fā)電機(jī)生產(chǎn)制造過(guò)程中得以保證。
綜上所述，在發(fā)電機(jī)并列時(shí)，主要滿足1～3項(xiàng)的條件，否則將會(huì)造成嚴(yán)重事故。在并列合閘過(guò)程中，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的電壓、周波、相位角接近但并不相等時(shí)，由此而產(chǎn)生的較小沖擊電流還是允許的。合閘后，在“自整步作用”下，能夠?qū)l(fā)電機(jī)拉入同步。發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并列運(yùn)行時(shí)，由于電網(wǎng)的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)電機(jī)的容量，所以發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)的變化不會(huì)影響電網(wǎng)電壓和頻率，因此在發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并列時(shí)，可認(rèn)為電網(wǎng)電壓和頻率是不變的。待并發(fā)電機(jī)以電網(wǎng)為基準(zhǔn)，通過(guò)增減勵(lì)磁電流來(lái)調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出電壓，改變汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整頻率，調(diào)節(jié)瞬時(shí)速率來(lái)滿足相位差，在基本滿足并列條件的瞬間，閉合發(fā)電機(jī)的主斷路器使發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)，這就是發(fā)電機(jī)并列過(guò)程。
為了直觀判斷是否滿足并列條件，發(fā)電機(jī)的同期屏上安裝有電壓差表、兩組同期指示燈和同期表用以檢查和監(jiān)視，同時(shí)配備有自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置。通過(guò)電壓差表可以測(cè)得待并發(fā)電機(jī)的端電壓與電網(wǎng)間的電壓差；通過(guò)同期指示燈的暗、亮可以檢查發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)側(cè)的頻率和相序；當(dāng)待并發(fā)電機(jī)的頻率高于電網(wǎng)的運(yùn)行頻率時(shí)，同期表指針就順時(shí)針快速旋轉(zhuǎn)；反之，則逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。頻率差得越大，同期表的指針轉(zhuǎn)得越快，頻率差減小時(shí)指針旋轉(zhuǎn)減慢，當(dāng)兩側(cè)頻率差減小到一定程度后，頻率非常接近，指針位置與同期點(diǎn)的夾角即是兩側(cè)電壓的相位差。當(dāng)上述儀表指示滿足并列條件時(shí)，即可進(jìn)行手動(dòng)和準(zhǔn)同期自動(dòng)并列操作。
二、發(fā)電機(jī)并列時(shí)的操作
發(fā)電機(jī)并列的方法有兩種，即：準(zhǔn)同期并列法和自同期并列法。目前廣泛采用準(zhǔn)同期并列法。準(zhǔn)同期并列法分為手動(dòng)、半自動(dòng)及自動(dòng)三種，一般采用半自動(dòng)或自動(dòng)這兩種操作方法，下面分別敘述三種操作方法。
（一）、手動(dòng)并列操作辦法：
1、汽輪機(jī)定速后，檢查待并斷路器的出口隔離開關(guān)合好、電力系統(tǒng)電壓正常，檢查待并斷路器氣壓、液壓機(jī)構(gòu)正常、控制電源合好，檢查發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)的控制電源及滅磁開關(guān)合好。發(fā)電機(jī)手動(dòng)升壓操作正常，發(fā)電機(jī)升壓過(guò)程中應(yīng)注意切換三相定子電流均等于零、三相定子電壓應(yīng)平衡、零序電壓為零、轉(zhuǎn)子正負(fù)對(duì)地電壓等于零。
2、檢查圖四準(zhǔn)同期并列操作盤“同步表投入開關(guān)”（4-1）1STK在“停止”位置，其1、3接點(diǎn)斷開。與此同時(shí)，同步檢查繼電器TJJ進(jìn)入閉鎖狀態(tài)。
3、將圖四準(zhǔn)同期并列操作盤“同期表投入開關(guān)”（4-1）1STK右轉(zhuǎn)至“投入”位置，控制屏的組合式三相同期表S就有了電壓和周波的指示（圖一）。此時(shí)，通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)的電壓及頻率，使之與電網(wǎng)的電壓及頻率相近或基本一致。
4、當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升至額定時(shí)，應(yīng)該核對(duì)轉(zhuǎn)子空載參數(shù)。
5、當(dāng)發(fā)電機(jī)周波與電網(wǎng)周波相差在1.0周/秒以內(nèi)時(shí)，將圖四中“分同期開關(guān)”（4-2）左旋90取下，插入待并斷路器（109開關(guān)）“分同期開關(guān)”TK右轉(zhuǎn)至“投入”位置（圖三待并斷路器右側(cè)），使同期母線帶電，則組合式三相同期表S的線圈得電，指針開始緩慢地順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，應(yīng)根據(jù)電壓、頻率的指示，更精細(xì)的調(diào)整待并發(fā)電機(jī)的頻率。為了使待并發(fā)電機(jī)并列后可立即帶上部分負(fù)荷，應(yīng)使待并發(fā)電機(jī)的頻率稍大于同期頻率。
6、將圖四準(zhǔn)同期并列操作盤手、自動(dòng)選擇開關(guān)放在“手動(dòng)”位置（4-3右旋90），將操作直流開關(guān)放“±1檢定”（4-4）位置。同時(shí)，將待并斷路器（109開關(guān)）的操作把手置于“預(yù)備合閘”位置，做好并列合閘的準(zhǔn)備，這時(shí)開關(guān)的綠色指示燈發(fā)出閃光。待指針快接近同期點(diǎn)時(shí)（考慮到開關(guān)操作機(jī)構(gòu)有大約0.2秒的動(dòng)作時(shí)間、相位角接近10時(shí)），迅速將待并斷路器（109開關(guān)）的操作把手右轉(zhuǎn)至合閘位置，此時(shí)該開關(guān)的紅色指示燈發(fā)平光，綠色指示燈熄滅，這表明待并發(fā)電機(jī)并列成功。
7、發(fā)電機(jī)并列后，應(yīng)將圖三“分同期開關(guān)”TK（4-2）、圖四準(zhǔn)同期并列操作盤上的同期表投入開關(guān)（4-1）1STK、手、自動(dòng)準(zhǔn)同期選擇開關(guān)（4-3）及操作直流開關(guān)的操作把手（4-4）恢復(fù)原位，然后接帶負(fù)荷，使發(fā)電機(jī)按正常運(yùn)行方式運(yùn)行。
圖一、ZZQ-3A型準(zhǔn)同期裝置和組合式三相同期表
圖二、發(fā)電機(jī)和110KV線路單線圖
圖三、發(fā)電機(jī)表計(jì)盤
�。ǘ�、半自動(dòng)并列操作辦法：
1、汽輪機(jī)定速后，檢查待并斷路器的出口隔離開關(guān)合好、電力系統(tǒng)電壓正常，檢查待并斷路器氣壓、液壓機(jī)構(gòu)正常、控制電源合好，檢查發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)的控制電源及滅磁開關(guān)合好。發(fā)電機(jī)手動(dòng)升壓操作正常，發(fā)電機(jī)升壓過(guò)程中應(yīng)注意切換三相定子電流均等于零、三相定子電壓應(yīng)平衡、零序電壓為零、轉(zhuǎn)子正負(fù)對(duì)地電壓等于零。
2、檢查圖四準(zhǔn)同期并列操作盤“同步表投入開關(guān)”（4-1）1STK在“停止”位置，其1、3接點(diǎn)斷開。與此同時(shí)，同步檢查繼電器TJJ進(jìn)入閉鎖狀態(tài)。
3、將圖四準(zhǔn)同期并列操作盤“同期表投入開關(guān)”（4-1）1STK右轉(zhuǎn)至“投入”位置，控制屏的組合式三相同期表S就有了電壓和周波的指示（圖一）。此時(shí)，通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)的電壓及頻率，使之與電網(wǎng)的電壓及頻率相近或基本一致。
4、當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升至額定時(shí)，應(yīng)該核對(duì)轉(zhuǎn)子空載參數(shù)。
5、當(dāng)發(fā)電機(jī)周波與電網(wǎng)周波相差在1.0周/秒以內(nèi)時(shí)，將圖四中“分同期開關(guān)”（4-2）左旋90取下，插入待并斷路器（109開關(guān)）“分同期開關(guān)”TK右轉(zhuǎn)至“投入”位置（圖三待并斷路器右側(cè)），使同期母線帶電，則組合式三相同期表S的線圈得電，指針開始緩慢地順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，應(yīng)根據(jù)電壓、頻率的指示，更精細(xì)的調(diào)整待并發(fā)電機(jī)的頻率。為了使待并發(fā)電機(jī)并列后可立即帶上部分負(fù)荷，應(yīng)使待并發(fā)電機(jī)的頻率稍大于同期頻率。
6、將圖四準(zhǔn)同期并列操作盤手、自動(dòng)選擇開關(guān)放在“自動(dòng)”位置（4-3左旋90），將操作直流開關(guān)放“±1檢定”（4-4）位置，按下并列按鈕（4-5）。當(dāng)同步檢查繼電器TJJ鑒定壓差、頻差、相位角均合格時(shí)，根據(jù)整定的導(dǎo)前時(shí)間，發(fā)出合閘脈沖，這時(shí)開關(guān)的綠色指示燈發(fā)出閃光。迅速將待并斷路器（109開關(guān)）的操作把手右轉(zhuǎn)至合閘位置，此時(shí)該開關(guān)的紅色指示燈發(fā)平光，綠色指示燈熄滅，這表明待并發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列成功。
7、發(fā)電機(jī)并列后，應(yīng)將圖三“分同期開關(guān)”TK（4-2）、圖四準(zhǔn)同期并列操作盤上的同期表投入開關(guān)（4-1）1STK、手、自動(dòng)準(zhǔn)同期選擇開關(guān)及（4-3）操作直流開關(guān)的操作把手（4-4）恢復(fù)原位，然后接帶負(fù)荷，使發(fā)電機(jī)按正常運(yùn)行方式運(yùn)行。
圖四、準(zhǔn)同期并列操作盤
（三）、自動(dòng)并列操作辦法：
1、汽輪機(jī)定速后，檢查發(fā)變組待并斷路器的出口隔離開關(guān)合好、電力系統(tǒng)電壓正常，檢查發(fā)變組待并斷路器氣壓、液壓機(jī)構(gòu)正常、控制電源合好，檢查發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)的控制電源及滅磁開關(guān)合好。
2、在圖五勵(lì)磁系統(tǒng)畫面選擇“自動(dòng)方式”（5-1）、“勵(lì)磁投入”（5-2），投入發(fā)電機(jī)啟勵(lì)裝置給發(fā)電機(jī)充磁。檢查發(fā)電機(jī)電壓已經(jīng)建立，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升至額定時(shí)，應(yīng)該核對(duì)轉(zhuǎn)子空載參數(shù)。
3、檢查同期裝置完好，合上同期裝置電源。
4、調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓，使其略高于額定電壓（自動(dòng)調(diào)整）。調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓、轉(zhuǎn)速使得發(fā)電機(jī)電壓、頻率、相角符合并網(wǎng)條件。
5、在圖八DEH自動(dòng)控制畫面選擇“自動(dòng)同期”。檢查DEH允許同期并網(wǎng)，按下“自動(dòng)同期投入”按鈕，視指示燈亮，由自動(dòng)同步裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)同步轉(zhuǎn)速，此時(shí)操作人員無(wú)法改變目標(biāo)值。
6、在圖五勵(lì)磁系統(tǒng)畫面選擇“同期投入”（5-3），檢查“同期投入”燈滅，發(fā)電機(jī)已自動(dòng)并入系統(tǒng)，DEH以閥位自動(dòng)控制方式，使機(jī)組帶負(fù)荷至控制值。
7、退出同期裝置，斷開同期裝置的電源。
圖五、勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
圖六、發(fā)-變-線系統(tǒng)圖
圖七、發(fā)電機(jī)并列同期表
圖八、DEH自動(dòng)控制
圖九、發(fā)電機(jī)并列裝置同期屏
三、為防止不同期并列，在下列三種情況時(shí)不準(zhǔn)合閘：
1.組合式三相同期表S的指針轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)而且有跳動(dòng)現(xiàn)象，不準(zhǔn)合閘。因?yàn)檫@可能其內(nèi)部的接點(diǎn)有卡阻現(xiàn)象。
2.若組合式三相同期表S的指針在接近同期點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)停滯現(xiàn)象，不準(zhǔn)合閘。因?yàn)榇藭r(shí)雖然滿足并列條件，但由于開關(guān)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作需要約0.2秒的時(shí)間，若在此時(shí)間內(nèi)發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間的電壓、周波及相角差有變化，則會(huì)使開關(guān)的合閘在不同期點(diǎn)上。
3.若組合式三相同期表S的指針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)快時(shí)，不準(zhǔn)合閘。因?yàn)榇藭r(shí)待并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的周波相差很大，不易掌握開關(guān)合閘操作的時(shí)間，容易造成在不同期點(diǎn)上合閘。
四、對(duì)操作人員的要求
發(fā)電機(jī)的并列操作非常重要，在一定程度上關(guān)系到整個(gè)發(fā)電廠與電網(wǎng)的安危。因此，要求操作人員必須具有豐富的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際工作的鍛煉；要求在操作時(shí)注意力必須高度集中，密切監(jiān)視有關(guān)機(jī)組及聯(lián)絡(luò)線的表計(jì)變動(dòng)情況；抓住機(jī)會(huì)穩(wěn)、準(zhǔn)地進(jìn)行發(fā)電機(jī)的并列操作，確保待并發(fā)電機(jī)安全可靠地并入電網(wǎng)運(yùn)行。
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