【摘要】本文結合自動準同期裝置在宣鋼的成功使用經(jīng)驗，對發(fā)電機自動準同期并網(wǎng)進行淺要的分析介紹。
【關鍵詞】發(fā)電機；同期并網(wǎng)；自動準同期；電壓；頻率
引言
發(fā)電機必須并入電力系統(tǒng)才能將所發(fā)出的電能上送至系統(tǒng)中，才能實現(xiàn)電能從發(fā)電機流向用電設備，對發(fā)電機與電力系統(tǒng)之間的并列操作就是同期并網(wǎng)操作，同期并網(wǎng)操作是發(fā)電機操作中的一項關鍵內(nèi)容，操作出現(xiàn)問題將直接導致發(fā)電機并網(wǎng)失敗。當前，企業(yè)電網(wǎng)的規(guī)模日益增大，同時發(fā)電機的數(shù)量和容量都在不斷增加，這就需要對同期并網(wǎng)技術進行深入的了解，最終實現(xiàn)能夠?qū)l(fā)電機準確、可靠、穩(wěn)定的并入系統(tǒng)目標。
1、發(fā)電機并網(wǎng)的條件手動準同期的缺點
1.1發(fā)電機并網(wǎng)的條件
（1）發(fā)電機機端母線的電壓與系統(tǒng)母線的電壓幅值相等并且波形一致。
（2）發(fā)電機所發(fā)出電的頻率與系統(tǒng)的頻率相同，均為50Hz。
（3）發(fā)電機側(cè)電壓與系統(tǒng)側(cè)電壓的相序相同。
（4）合閘的瞬間，發(fā)電機側(cè)電壓與系統(tǒng)側(cè)電壓相位相同。
在以上四個條件具備的基礎上，就能完成發(fā)電機的順利并網(wǎng)，在并網(wǎng)瞬間，發(fā)電機機端電壓與系統(tǒng)電壓的瞬時值越是差距越小，則發(fā)電機并網(wǎng)時受到的沖擊就越小，并網(wǎng)過程就越平穩(wěn)。
2、手動同期并網(wǎng)的缺點
老式發(fā)電機采用的手動準同期裝置，雖然可以通過人工觀察合閘前的發(fā)電機與系統(tǒng)兩側(cè)的電壓、頻率等數(shù)值，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機本體和勵磁裝置來調(diào)節(jié)發(fā)電機側(cè)的參數(shù)使其等于系統(tǒng)側(cè)參數(shù)，并在參數(shù)相同的時刻合上并網(wǎng)開關，實現(xiàn)發(fā)電機的并網(wǎng)操作，但是根據(jù)實際情況來看，其始終擺脫不了如下幾條缺點：
（1）不能自動選擇合閘的時機，對操作人員的專業(yè)素質(zhì)和操作熟練程度依賴性較大。
（2）老的手動準同期裝置的精度下降，雖然是在同期裝置所顯示的可以合閘的區(qū)間進行合閘并網(wǎng)工作，但是往往由于操作的延時和裝置的細小誤差而使實際合閘過程并不滿足發(fā)電機并網(wǎng)的條件，這種狀況就造成了非同期并網(wǎng)。
（3）過程完全需要人工進行干預，不能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。
3、微機自動準同期裝置的結構
我廠選用的微機自動準同期裝置屬于越前時間恒定的自動并列裝置，這種并列裝置對發(fā)電機側(cè)和系統(tǒng)側(cè)的電壓頻率進行檢測，當在設定的越前時刻檢測到兩側(cè)的電壓差和頻率差均在設定的允許范圍之內(nèi)，則迅速啟動合閘邏輯并輸出合閘信號驅(qū)動斷路器合閘，實現(xiàn)發(fā)電機的并網(wǎng)，這樣能夠最大程度上保證在經(jīng)過了斷路器固有的合閘延時之后，兩側(cè)電壓與頻率的差值仍然處于最小的范圍。如果在合閘邏輯啟動之前裝置判斷出電壓或者頻率的差值超出設定的允許范圍，則馬上閉鎖合閘出口，并在程序內(nèi)部將合閘邏輯閉鎖，通過檢測到的電壓頻率差值來對分別給出發(fā)電機轉(zhuǎn)速升高降低以及電壓升高降低指令。微機自動準同期裝置包括了以下五部分：
3.1導前時間設定部分，微機自動準同期裝置的導前時間是通過4位撥碼來進行設置的，四位撥碼代表了16進制的0000-1111共計16個數(shù)，對應時間為0.1-1.6秒，這個前導時間的設定需要對斷路器固有的合閘時間進行檢測，使前導的時間與斷路器合閘時間匹配。系統(tǒng)電壓與發(fā)電機機端電壓之差形成的以滑差周期脈動的電壓信號。其周期也可以通過撥碼進行設置。
3.2自動調(diào)壓單元，微機系統(tǒng)通過模擬轉(zhuǎn)數(shù)字模塊對高壓設備二次側(cè)的電壓信號進行采集，采集周期通常系統(tǒng)固定為10ms，經(jīng)過采集器的電壓信號為一個0～5V的直流信號，微機通過內(nèi)部的比較器對系統(tǒng)電壓與發(fā)電機機端電壓進行比較，根據(jù)兩側(cè)電壓的差值給出發(fā)電機電壓升高或者降低信號，直至調(diào)節(jié)后兩側(cè)的電壓差值保持在5%以內(nèi)。
3.3自動調(diào)頻單元，調(diào)頻單元配置高速頻率采集通道，分別對發(fā)電機側(cè)和系統(tǒng)側(cè)的頻率進行快速采集比較，當發(fā)電機頻率低于系統(tǒng)側(cè)頻率時就對應的升高發(fā)電機轉(zhuǎn)速，反之則降低發(fā)電機轉(zhuǎn)速，直到達到并網(wǎng)要求的頻率之差控制在0.33Hz以內(nèi)。
3.4自動同期合閘單元，當發(fā)電機機端與系統(tǒng)側(cè)的電壓和頻率均在規(guī)定的范圍之內(nèi)時，自動同期合閘單元則投入并密切監(jiān)視兩側(cè)的電壓和頻率值，如果在設定的保持時間之內(nèi)電壓和頻率差值均未越過規(guī)定的范圍，這就表示發(fā)電機當前的運行狀態(tài)十分平穩(wěn)，下一個滑差時間內(nèi)必然會出現(xiàn)最佳的同期合閘時間點。此時立即投入自動同期合閘準備邏輯，等待下一個滑差時間周期內(nèi)同步點的到來，一旦檢測的該同步點則邏輯輸出斷路器合閘，發(fā)電機成功并網(wǎng)，若此周期內(nèi)未檢測到最佳的同步點，則程序繼續(xù)等待同步點的出現(xiàn)。在自動合閘單元中需要設置合閘動作的時間提前量，這個提前量應該能與斷路器的合閘時間相匹配。
3.5出口執(zhí)行和信號指示單元，出口執(zhí)行單元包括了輸入輸出接口芯片，光電隔離電路以及大功率驅(qū)動電路和出口繼電器，根據(jù)功能一般采用了五出口繼電器的結構，五個出口繼電器分別完成發(fā)電機升轉(zhuǎn)速、降轉(zhuǎn)速、發(fā)電機電壓升高、降低、同期合閘五個功能，其中可以通過內(nèi)部邏輯分別對五個出口進行功能連鎖或者閉鎖，出口繼電器分別對應了不同的信號指示燈，可以通過指示燈來觀察自動準同期裝置的運行狀態(tài)。
4、微機自動準同期裝置的應用優(yōu)勢
4.1微機自動準同期裝置的操作比老式準同期裝置便捷簡單，操作人員只要按下啟動按鈕就能完成發(fā)電機同期并網(wǎng)的復雜操作，消除了發(fā)電機并網(wǎng)對操作人員素質(zhì)的依賴性。
4.2能夠適時的選擇最佳時機進行合閘，客服了傳統(tǒng)手動準同期裝置在合閘瞬間其內(nèi)部需要進行的角度檢測，將同期并網(wǎng)的沖擊降到最小。
4.3由于其前導時間和滑差時間可以通過外部的撥碼進行調(diào)節(jié)，這就可以使自動準同期裝置適應不同的發(fā)電機出口斷路器，使得合閘時間的提前量總能夠與斷路器固有的合閘時間保持一致，確保在最佳的時間內(nèi)完成合閘。
4.4微機自動檢同期裝置運行可靠，能夠適應較頻繁的發(fā)電機并網(wǎng)操作，且其不受外部環(huán)境的影響，對于復雜的工廠現(xiàn)場，其能夠切實的保障發(fā)電機同期并網(wǎng)操作的長期可靠性，提高整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
5、結束語
自動準同期裝置在宣鋼發(fā)電機系統(tǒng)中得以成功運用，時間證明了其在可靠性、快速性、穩(wěn)定性等多方面均遠遠的超過了傳統(tǒng)依靠手動準同期的操作方法，保障了發(fā)電機并網(wǎng)操作的成功率，直接增加了企業(yè)發(fā)電機運行的經(jīng)濟效益。
參考文獻
[1]粟梅，郭旭東，官詩軍.一種新型的微機自動準同期裝置.電力設備網(wǎng)
[2]彭曉濤，王少榮，程時杰.高性能微機自動準同期裝置.電力系統(tǒng)自動化，2002.09
400-666-9137???????028-85087827???????85087127
QQ在線咨詢
85254093@qq.com 
400-666-9137