刘姝妮 周宇
(华能澜沧江水电股份有限公司漫湾水电厂 云南省临沧市 675805)
摘要：本文以漫湾电厂同期系统改造为例，详细介绍了SJ-12D自动准同期装置同频并网和差频并网的这两种常见模式的并网概念，以及简略介绍了SJ-12D自动准同期装置的工作原理和功能特点，并且与手动准同期装置进行了比较，从而得出微机型自动准同期装置的优越性。
关键词： 自动准同期；同频并网；差频并网；并列操作
1.引言
发电机并入系统，两个不同系统并列，或一个系统分解为两部分，通过输电线路再连接等，所实施的操作称之为同步并列操作。随着电力系统容量及发电机单机容量的不断增大，不符合同步并列条件的同步操作会带来极其严重的后果，可能引起发电机组损伤甚至系统的瓦解。在发电厂，发电机在并入系统前与其他发电机组和电力系统是不同步的，存在着频率差、电压差和相角差。通过同步操作，将发电机组安全、可靠、准确快速地投入，从而确保系统的可靠、经济运行和发电机组的安全。
2．电力系统并网的两种情况
目前，电力系统的并网方式按两并列系统之间的关系可分为两种情况: 差频并网方式和同频并网方式。
2.1 差频并网方式
差频并网是指在发电厂中，发电机与系统并网或已解列两系统间联络线的同步并网，它们是两个电气上没有联系的电力系统并网。其特征是在同步并列点处两侧电源的电压、频率均可能不同，且由于频率不相同，使得两电源之间的功角（电压相位差）在不断变化。进行差频并网是要按准同期条件实现并列点两侧的电压相近、频率相近时，捕获两侧电压相位差为零的时机来完成的平滑并网操作。
2.2同频并网方式
同频并网操作是实现系统中分开运行的线路断路器的正确投入，完成系统的并列运行，是发电厂和变电所中重要的操作。同频并网是指断路器两侧电源在电气上原已存在联系的两部分系统，通过并列点再连通的操作。未解列两系统间联络线并网属于同频并网，如线路断路器、母联断路器、单母分段断路器或３/２接线的中间串断路器等。这是因为并列点两侧频率相同，但在实现并网前并列点两侧电压幅值可能不同，而且两侧会出现一个功角δ，δ值大小与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时，即可实施并网操作。
3．SJ-12D自动准同期装置的原理
众所周知，电力系统中任一点的电压瞬时值可以表示为u=Umsin(t+φ)。可以看出，同期点断路器并列的理想条件就是断路器两侧电压的三个状态量全部相等，即待并系统电压UG和大系统电压UX两个相量完全重合并且同步旋转。用公式表示则为：
（1）ωG＝ωX或fG＝fX（即频率相等）
（2）UG＝UX（即电压幅值相等）
（3）δe＝0（即相角差为0）
此时，并列合闸的冲击电流等于零，并且并列后两个系统立即进入同步运行，不会产生任何扰动现象。
为了使并列操作满足条件，尽量使合闸时达到理想条件。自动准同期装置必须设置三个控制单元。
（1）频差控制单元。它的任务是检测待并系统（发电机）电压UG与大系统电压UX之间的滑差角频率ωS，且调节发电机转速，使发电机电压的频率接近系统频率。
（2）电压差控制单元。它的功能是检测UG和UX之间的电压差，且调节发电机电压UG，使之与UX之间的的差值小于规定允许值，促使并列条件的形成。
（3）合闸信号控制单元。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆检查并列条件，当待并机组的频率、电压都满足并联条件时，合闸控制单元就选择合适的时间发出合闸信号，使并列断路器的主触头接通时，相角差δ接近0或控制在允许范
4.SJ-12D装置在漫湾电厂的应用
漫湾电厂的同期点之多，方式也很多，下面以1号机主变高压侧断路器同期方式为例介绍SJ-12D自动准同期装置在漫湾电厂的应用。
漫湾电厂1号机组主接线采用的是3/2接线，而且同时与6号机组挂在C4串上， 1号机主变高压侧断路器就是5062和5063两个断路器，设计了三种同期方式：5062并网、5063并网、5063和环，这三个对象的同期合闸由一套SJ-12D自动准同期装置完成。除了这三个对象的同期合闸外，它还要完成5063断路器的无压合闸。
4.1同期电压的输入以及合闸输出切换
接入自动准同期装置的电压经外部继电器切换，切换回路中加入断路器5063、5062两侧的隔离开关辅助常开接点；同期合闸输出回路通过继电器切换实现断路器5063、5062的合闸控制输出。
4.2边断路器5063的合闸条件
4.2.1机组并网同期操作条件
断路器(Q03)5062处于断开位，1GCB处于合闸位，1号机高压侧隔离开关Q91（50634）处于合闸位，断路器(Q02)5063两侧隔离开关50631、50632处于合闸位。1号机组发电选择(Q02)5063作为同期点，1号机组LCU发电流程发(Q02)5063同期令到开关站同期装置，具有调节机组功能，实现机组自动准同期并网。同期电压采用1B高压侧PT电压及II母PT电压。
4.2.2合环操作条件
断路器(Q01)5061、(Q03)5062处于合闸位置，隔离开关50611、50612、50621、50622、50631、50632处于合闸位；选择(Q02)5063合环操作，启动自动准同期装置由同期装置输出实现对实现(Q02)5063的合环操作。同期电压采用II母、I母PT电压。由500kV开关站LCU流程对(Q02)5063发合环同期令。
4.2.3 “无压”合闸操作条件
断路器(Q02)5063任一侧隔离开关50631、50632处于断开位置。选择(Q02)5063无压合闸操作，启动自动准同期装置由同期装置输出实现对(Q02)5063的合闸操作。同期电压切换回路中加入断路器(Q02)5063两侧的隔离开关位置接点，目的就是实现断路器(Q02)5063的无压合闸功能。由500kV开关站LCU流程对(Q02)5063发合环同期令。
4.3中断路器5062的合闸条件
4.3.1机组并网同期操作条件
1号机组选择断路器(Q03)5062同期并网操作条件：断路器(Q01)5061、1GCB处于合闸位置，隔离开关50611、50612、50621、50622、Q91处于合闸位，断路器(Q02)5063处于断开位置，1号机组处于空载态，1号机组发电选择(Q03)5062作为同期点，由500kV开关站LCU流程发(Q03)5062同期令到开关站同期装置，具有调节机组功能，实现机组自动准同期并网。同期电压采用1B高压侧PT电压及I母PT电压。
5062断路器的无压合闸和合环方式由6号机组自动准同期装置完成，在这里就不需要在增加同期。
5．结论
随着计算机技术，通信技术和电力电子技术的发展，同期装置的微机化、智能化是发展趋势，加之现代控制理论在同期装置上的应用，新一代微机型自动准同期装置已经在电力系统得到了广泛的应用，积累了丰富的运行经验，并取得了良好的经济效益和社会效益。我们相信，随着同步过程中的理论研究的不断深入，一批先进的新型自动准同步装置将会不断地推出，它必将为高速发展的电力系统的并网操作提供更加高效、可靠、安全的有力保证。
参考文献
[1] 杨冠城主编. 电力系统自动装置原理. 北京：中国电力出版社，2007
[2] 何永华主编. 发电厂及变电站的二次回路. 北京：中国电力出版社，2007
[1] 南京南瑞自动化主编. SJ-12D双微机自动准同期装置说明书
论文作者:刘姝妮,周宇
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/2
标签：同期论文; 断路器论文; 电压论文; 装置论文; 机组论文; 操作论文; 系统论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;