内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司 呼伦贝尔 021025
摘要：发电机的并网过程是发电厂的重要操作之一，发电机与系统并列与否，是接待负荷的前提，非同期并列会导致发电机、主变压器损坏等恶性事故。本文针对一台特定的330MW汽轮发电机组，介绍了关于发电机一键并网的原理，功能，供兄弟单位电厂参考。有条件的单位，也可根据现场设备特点，将发电机并列操做技改为一键并网，从而简化了运行操作，并减少非同期并列事故的发生的可能性。
关键词：并网；同期；上位机；滑差
1 引言
在发电机与系统并列时，只需运行人员单击“升压并网投入按钮”，则相关系统自动调节并满足发电机与系统并列时所需要的各种条件，实现发电机与系统的并列。“一键并网”的成功实现，不但减少了运行人员的工作量和机组空转能耗，而且减轻了发电机并列时对系统的冲击。“一键并网”系统主要由ASS自动同期系统，DCS系统及发电机励磁系统组成，在并网过程中：SID-2CM准同期装置作为上位机，控制DCS系统进行调频、AVR系统进行调压，直至同期条件满足后，SID-2CM准同期装置发合闸脉冲，使#6主变220 KV侧7706开关合闸，7706开关合证实信号复位准同期装置及DCS系统由转速控制切换成流量控制方式。
2 发电机的并列条件
大型汽轮发电机组均采用准同期并列方式，准同期并列合闸后冲击电流很小，能很快被拉入同步，对系统的扰动也很小。发电机的并列条件：1.发电机电压与系统电压相等。2.发电机频率与系统频率相等。3.发电机相位与系统相位相等。4.发电机相序与系统相序相同。当上述条件已符合要求时，应提早一些时间给断路器发出合闸脉冲，这个时间包括开关固有合闸时间和继电器动作时间，以便在合闸瞬间，断路器两侧得电压相角的相角差恰好趋于零，这个时侯的冲击电流最小。假如待并电机与电力系统的频率、电压和相角完全相同，则并列操作所引起的冲击电流为零，但实际上差别总是存在的。如果两者间频率差别较大，即发电机在并列前的转速太慢或太快，则并列后很快地带上过多的负或正的有功负荷，甚至可能失去同步。如果两者间电压差别较大，则在合闸时会出现无功性质的冲击平衡电流。如果合闸时的相角差较大，则会出现有功性质的冲击平衡电流。
3 DCS系统
发电机与系统并列时，DCS系统主要由ECS1、DEH控制站来完成。ECS1电气控制系统气控制系统组态图如下：
“一键并网”实际上是有条件的顺序控制，运行人员投入“升压并网投入按钮“后，与门AND011输出1，触发器SR(—)011置位后输出1，单方波发生TDW011发3s脉冲去程控合上灭磁开关，灭磁开关在合位后延时4s使SR(—)012置位输出1，单方波发生器TDW012发3s脉冲向SAVR-2000型发电机励磁调节器发开机令（程控AVR）。励磁系统主要由励磁变压器，三相全控桥式整流装置，灭磁及转子过压保护装置，起励装置，双微机励磁调节器组成。微机励磁调节器开机后，初励电源投入约8s，加在发电机转子上的电压约15V，发电机定子电压在一系列强烈的电压正反馈的作用下很快升至20 KV（程控方式），当机端电压大于4KV时退出初励电源并投入整流柜风机，发电机零启升压时，调节时间不大于10s，电压控制精度不大于0.5%的额定电压。当发电机在升压过程中出现接地、短路、过压或绝缘击穿等故障时，发电机保护动作，跳开灭磁开关，单方波发生器TDW011、TDW012的作用是:在升压并网过程中只发出一次合灭磁开关的指令。同期电源投入条件：
1.发电机机端电压大于18KV；
2.主变220 KV侧7706开关在开位；
3.主变220 KV侧中性点7760刀闸在合位；
4.至少主变220 KV侧7706南或北刀闸有一个在合位；
5.发电机定子中性点PT刀闸在合位；
6.触发器SR(—)012置位。
同期电源投入条件全部满足后，触发器SR(—)013置位，SID-2CM准同期装置上电，同期装置上电后，先行自检，如正常，则在上电后4s时向DCS发出“同期装置准备就绪“信号。通过数据广播传来的DEH同期许可信号QDI002来自DEH控制站的同期转速偏置回路，其组态如下图：
DEH同期许可条件：
1.汽轮机转速在2970～3030 r/min之间；
2.主变220KV侧7706开关在开位；
3.汽轮机没有跳机；
4.系统转速没有故障；
5.所有调门正常。
同期装置准备就绪且DEH同期许可，AND016输出1，触发器SR(—)014置位，1DL同期请求信号发出，1DL同期请求信号灯亮，1DL同期请求信号发至DEH控制站的同期转速偏置回路，此时运行人员即可投入“同期转速自动”按钮，使触发器同期转速偏置回路的SR(—)380置位，SR(—)380置位后输出1，一方面使DEH启动同期信号变1后输出至ECS1控制站，另一方面使DEH转速控制接受来自ASS的转速增、减信号，LMT180是信号限制器，限制转速增、减在±15 r/min之内，同期转速偏置信号是叠加在汽轮机定速转速3000 r/min之上的。此时，ECS1控制站的与门AND016三个条件全部满足，AND016输出1，触发器SR(—)015置位，1DL同期投入，启动SID-2CM准同期装置，SID-2CM准同期装置复位后即作为上位机，通过比较发电机与系统的压差、频差，对DCS系统进行转速控制、对SAVR系统进行调压控制，直至同期条件满足后，SID-2CM准同期装置发合闸脉冲，7706开关合闸，7706开关合证实信号复位ECS1控制站的触发器SR(—)011～015、DEH控制站的触发器SR(—)380复位，1DL同期退出，同期装置掉电，升压并网过程结束。
通过以上的分析，可以看出“一键并网“是有条件的顺序控制：
1.投入“升压并网投入按钮”；
2.程控合上灭磁开关；
3.程控AVR建压；
4.同期装置上电，自检；
5.DCS系统、SAVR系统作为下位机，接受来自SID-2CM准同期装置的升、降压，加减速等指令；
6.同期条件满足，SID-2CM准同期装置发合闸脉冲；
7.7706开关合闸，合证实信号复归准同期装置。
升压并网过程中的注意事项：
1.“升压并网投入按钮”投入前，发电机保护必须全部投入；
2.“升压并网投入按钮”投入前，应使灭磁开关双位置继电器复位；
3.发电机程控AVR建压过程中，应密切注意发电机转子电流、电压、定子电压变化是否正常，是否超过空载额定值；发电机定子电流是否为0或约为0，若出现较大的发电机定子电流，应立即断开灭磁开关；
4.鉴于热控装置在理论上的迟滞响应，升压并网过程中，汽温、汽压宜保持稳定。
4 励磁系统
330MW汽轮发电机组采用机端自并励静态励磁方式。发电机的励磁电流直接由并接在发电机端的励磁变压器经可控硅整流后供给。励磁调节器采用南瑞公司的SAVR-2000型双微机数字式调节器，自动励磁调节器根据发电机出口的电压互感器TV和电流互感器TA的电压、电流信号以及其它输入信号，通过对三相全控整流桥可控硅的触发角控制，调节发电机的励磁电流，使得在单机运行时实现自动稳压，在并网时实现自动无功功率的调节。SAVR-2000型发电机励磁调节器两通道间互为备用，相互跟踪，故障后自动切换，切换无扰。SAVR-2000型发电机励磁调节器具有TV断线保护、过励磁限制、低励磁限制、V/F限制、强励限制、空载过压限制等功能，并设有电力系统稳定器（PSS）附加单元，还设有与其他计算机控制系统的连接口，能够与监控局域网方便连接，构成了多层次分布式的控制结构。
结束语
（1）“一键并网”不但可减少了运行人员的工作量和机组空转能耗，实现快速并网，而且并减少非同期并列事故的发生的可能性。
（2）有条件的公司，可对设备进行改造，增加“一键并网”功能。
（3）需要强调的是：正是北京华能新锐控制公司的DCS系统、深圳智能设备开发公司的SID-2CM准同期装置、南瑞电气控制公司的SAVR-2000双微机数字式调节器等产品近乎完美的组合，使得自2005年以来的#6发电机20余次的“一键并网”100%成功，“一键并网”的设计理念和与之相配套设备经受住了实践的检验，这些都凝聚着我国电气、电子工业战线的同志们的艰辛劳作，也从一个侧面反映出我国电力与电子技术达到了世界先进水平。
参考文献
[1]杨冠城.电力系统自动装置原理.北京，中国电力出版社，2010.
论文作者:李云江
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/18
标签：同期论文; 发电机论文; 系统论文; 装置论文; 转速论文; 励磁论文; 电压论文; 《基层建设》2018年第2期论文;