第十四章发电机的同期系统

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1、第十四章发电机的同期系统第一节同期系统综述发电厂屮，将发电机组投入运行的操作是经常进行的操作。在系统正常运行时，随着负荷的增加，要求备用发电机迅速投入电力系统，以满足用户用电量增t的要求；在系统发牛事故吋，会失去部分电源，也要求将备用机组快速投入电力系统以制止系统的频率崩溃。这些情况均要对发电机进行同步操作，将发电机组安全可靠、准确快速地投人系统参加并列运行。同期操作可以实现单台发电机与电力系统并列运行，也可解决系统中分开运行的线路断路器正确投入的问题，实现系统并列运行，从而提高电力系统的稳左性及线路负荷的合理、经济分配。同期(也称

2、同步)操作是发电厂、变电所中重要的操作。对同期操作的基本要求是:(1)合闸瞬问对发电机的冲击电流和冲击力矩不超过允许值。(2)并列后发电机能迅速被拉入同期。同步方法分为准同期法和自同期法。准同期方式是将待并发电机在投入系统前通过调速器调节原动机转速，使发电机转速接近同期转速，通过励磁调整装置调节发电机励磁电流，使发电机端电压接近系统电压，在频差及压差满足给定条件吋，选择在零相角差到来而的适当时刻向断路辭发出合闸脉冲，在相角差为零时完成并列操作。自同期并列的操作是将未加励磁电流的发电机的转速升到接近额定转速，首先投入断路器，然后立即合

3、上励磁开关供给励磁电流，随即将发电机拉入同步。准同期方式断路器合闸瞬间引起的冲击电流小于允许值，发电机能迅速被拉入同步。自同期并列方式的主要优点是操作简单，速度快。在系统发生故障、频率波动较大时，发电机组仍能并列操作并迅速投入电网运行，可避免故障扩大，有利于系统事故处理，但因合闸瞬间发电机定子吸收人量无功功率，导致合闸瞬间系统电压下降较多。因此，规程规定：“在正常运行情况下，同期发电机的并列应采用准同期方式；在故障情况下，水轮发电机可以采用自同期方式。”本章重点讨论自动准同期方式及其自动准同期装置。同期操作是电力系统的一项经常性的操

4、作，它关系到发电机和电力系统的安全，应充分认识它的重要性。第二节准同期条件及分类准同期并列的理想条件是：(1)待并发电机电压和系统电压的相序相同。(2)待并发电机电压和系统电压的幅值相等。(1)待并发电机频率和系统频率相等。(2)合闸瞬间，发电机电压和系统电压间的相角差为零。相序条件一般地认为在设备安装时，经过核相已得到满足。其余三个条件如果能同时满足，贝憶味着断路器两侧的电压相量重合无相对运动，并列时产生的冲击电流为零，发电机与系统立即同期运行，不发生任何扰动。然而，实际并列时以上三个条件很难同时得到满足。由于同期并列操作是一项经

5、常性的操作，按照保证发电机和电力系统安全的总体要求，规程规定，并列时引起的冲击电流应当限制在发电机机端短路时短路电流的5%・10%以内。依据这个原则，经过分析计算，可以得到准同期并列的实际条件,即(1)允许压差不超过额定电压的5%心10%。(2)允许频差不超过0.1^0.25Hzo(3)允许合闸相角差不超过10°。对于300MW以上的人机组，同期的实际条件要求则更加严格。准同期方法可分为口动准同期和手动准同期两种方式。口动准同期方式是通过口动准同期装宜检测同期条件白动实现合闸的。手动准同期是通过手动准同期装宜(同期农、同期转换开关等

6、)人工手动掌握合闸时机来实现的。由于手动准同期存在很人的缺点，故DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》规定发电厂应装设口动准同期装置。対于手动准同期装置不强求一定要装设。大型火力发电厂一般只装设白动准同期装置。第三节同期点的选择及同期电压的引入方式一、同期点的选择在发电厂屮，凡是有同期并列要求的断路器都是电厂的同期点。在电厂设计初期，主接线确定Z后，同期点也就随Z确定了。选择同期点的原则主要是考虑电厂主接线运行方式灵活、操作简单方便。大型火电机组一•般采用发电机变压器组单元接线，电气主接线采用3/2接线。3/2接线方式下，

7、为运行操作方便，连接电源和出线的全部断路器均为同期点。此外，对大容量发电机组的高压厂用电系统，启动/备用变压器由高压配电装置引接，或由联络变压器笫三绕组引接，各断路器均有非同期可能，故厂川高压工作变压器和启动/备用变压器的断路器，应能进行同期操作，为同期点。临沂发电公司2X350MW机组采用发电机变压器组单元接线如图14-1所示。发变组出口断路器为同期点,釆用同期调整方式。厂用电源备用进线601A、60113、602A、602B开关也是同期点，采用同期捕捉方式。高厂变引接于发电机机端，而高备变引接于110KV系统，601A、601B

8、、602A、602B开关都有非同期的可能。二、同期电压的引入方式■Mi只•99・■・II/八同期点确定了Z后，接着就是同期电压如何引入的问题。正确而简捷的引入同步电压，涉及到以下几个方面的问题：(1)电力系统的接地方式，电压互感器