发电机组自动启停装置_SID-2CM微机同期装置在30MW发电机组中的应用

时间：2019-05-06 03:26:53　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　一、概述　　在电力系统运行过程中，经常需要把发电机接入电力系统并列运行。因此发电机并网成为发电厂的一项重大操作，它直接关系到系统运行的稳定及发电机的安全。实现发电机并网的方式有两种，一种是准同期方式，一种是自同期方式。准同期方式是将已经励磁的发电机在达到同期条件后，并入电网；自同期方式是将未被励磁的发电机在达到额定转速时，并入电网，随即加上励磁，接着转子被拉入同步。自同期方式由于当发电机合闸时，冲击电流较大，母线电压降低较多，因此很少采用，现在发电机的主要并网方式为准同期方式。自动准同期装置就是为实现发电机快速准确并入电网而设计的专用仪器，它能控制发电机快速满足准同期条件，从而实现准确、安全并网。
　　二、发电机并网过程中应该重视的几个问题
　　（一）对准同期方式三个条件的理解
　　发电机投入并网运行，在相序一样时要满足三个条件：（1）发电机的端电压与电网的电压差不超过5%~10%；（2）发电机的频率与电网的频率差不超过0.1~0.2Hz；（3）发电机和电网的相位差一般不超过10°。这就是说发电机并网的准同期方式对并列点断路器两侧的压差、频差及相差有一定的要求。提出这些要求的目的是希望在不大的冲击下将发电机平稳地并入电网。如果这三项指标控制到不恰当的程度，将会导致不良后果，例如延缓并网时间或是引起较大的冲击。
　　在并网过程中出现的压差将导致无功性质的冲击，频差将导致有功性质的冲击，而相差则同时包含这两类性质的冲击。这里所指的冲击实质上指并网瞬间发电机与系统间的功率交换。而一台可满负荷持续运行的发电机组具有足够承受空载情况下功率交换的能力，因此没有必要把压差和频差控制在一个极小的数值上，因为这样做会大大延缓发电机并网的时间，特别是在机组的调速器和励磁调节器不太稳定时，更使并网困难。而相差这一指标要严格控制，并网瞬间大的相差将会引起机组很大的振动，因为这瞬间发电机转子被电磁力强行地迫使与系统同步，这种机械性冲击会导致线棒与轴承的损坏。控制相差主要使用实测的断路器合闸时间为整定同期装置的超前时间，而且要计及并网过程中频差及其变化率的影响。
　　发电厂同期合闸回路中一般串入同期检查继电器,TJJ接点，以限制合闸命令只能在整定的角度范围内才能发出。但是这个角度如果整定太小，反而会给并网带来一定困难，有时会不可避免地引起冲击。
　　（二）应考虑并网时系统或发电机电压过低或过高的闭锁
　　一般自动准同期装置检查发电机与系统电压的压差时，如果实际压差满足给定值，便认为电压条件符合要求。但事实上并网操作有时发生在系统或发电机不正常运行的时候，这时系统或发电机电压水平可能大大偏离额定值，不适于发电机并网操作。因此准同期装置应该具有对系统或发电机电压过高或过低的闭锁功能。
　　（三）应及时消除并网过程中出现的同频不同相状态
　　当发电机频率接近系统频率时，很容易出现相差停止变化的现象，发电机与系统电压间会出现一个固定的相差，若此固定的相差大于允许相位差10°，那么，在这种状态下是不允许并网的，因此应予以尽快消除。一般可采取同期装置对发电机发出一串控制量合适的加速或减速脉冲，以破坏同频不同相状态。而避免同频不同相现象的出现，最有效的办法是不要将同期装置的允许频差整定过小，以使发电机在进入同频不同相状态前并入电网。
　　（四）应该知道断路器的实际合闸时间
　　发电机并网瞬间是否落在δ=0°的点上，极大程度取决于准同期装置的导前时间整定值是否与断路器的实际合闸时间相符，导前时间过大或过小，会导致发电机非同期合闸或合不上，因此必须取得整个合闸回路（包括中间环节）准确的时间参数。否则，同期装置再精密，没有准确的原始数据，并网时不可预料的冲击在所难免。
　　（五）发电机并网应快速准确
　　发电机并网是基于系统的需要，因此要求发电机以最快的速度准确地并入电网。而衡量并网快速及准确的一个具体指标就是尽快将发电机与系统的压差与频差控制在允许值内，并且在δ=0°时将发电机在无相差的情况下并入电网。快速准确地将发电机并入电网不仅赢得了时间，而且节约了大量的能源。
　　三、SID-2CM主要功能
　　（一）有8个通道，可供8台、条发电机或线路并网复用，或多台同期装置互为备用，具有自动识别并网对象类别和并网性质的功能。
　　（二）设置参数有断路器合闸时间、允许压差、过电压保护值、允许频差、均压控制系数、允许功角、并列点两侧PT 二次电压实际额定值、系统侧PT转角、同频调速脉宽、并列点两侧低压闭锁值、单侧无压合闸、同步表、开入确认单侧无压操作等。
　　（三）控制器以精确的数学模型，确保差频并网时捕捉到第1次出现的零相差，进行无冲击并网。
　　（四）控制器在发电机并网过程中按模糊控制理论的算法，根据实测调速器及励磁调节器控制特性所决定的均频及均压控制系数，对机组频率和电压进行控制，确保最快最平稳地使频差和压差进入整定范围，实现更为快速的并网。
　　（五）控制器在进行线路同频并网（合环）时，如并列点两侧功角及压差小于整定值将立即实施并网操作，否则进入等待状态，并发出信号。
　　（六）控制器运行过程中定时自检，如出错，将报警，并文字提示。
　　（七）发电机并网过程中出现同频时，控制器将自动给出加速控制命令，消除同频状态。
　　（八）控制器完成并网操作后将自动显示断路器合闸回路实测时间，以供校核断路器合闸时间整定值的精确性。
　　四、结论
　　由于采用模糊控制算法对待并列发电机进行均压及均频控制，以最快的速度促成同期条件的出现。利用SID-2CM微机准同期控制器对30MW机组进行了并网，控制器参数整定为：合闸回路时间60ms；允许频差±0.15Hz；允许电压差±5%发电机额定电压；均频控制系数0.3；均压控制系数0.3。并网效果理想，大大缩短了并网时间，获得了显著的经济效益和节能效益。
　　参考文献：
　　[1]《微机型自动准同期装置原理及应用探讨》【J】杨定才、曹红丽《泸天化科技》2008.1
　　[2]《SID-2CM微机同期装置的应用》【J】董占旺等 2003.7 《内蒙古电力技术》
　　[3]《模糊控制技术》【M】席爱民西安电子科技大学出版社 2008.6。
　　

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