發電機非同期并列運行的危害及防范措施

摘 要:同期系統對于發電機組安全并網起著及其重要的作用。準同期是目前普遍采用的一種并網方式。同期裝置對待并兩例電源電壓的相序、頻率、相位等進行準確的檢測和判斷，當待并兩側電源電壓各參數基本相同時，自動或手動完成并網操作。但是，往往因系統接線有誤，運行人員誤操作，會造成非同期并列的嚴重后果。

關鍵詞:發電機非同期并列運行危害及防范

中圖分類號:TM623.3文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(b)-0085-01

發電機并入電網分為準同期并列和自同期并列。準同步期并列就是并列操作前，調節發電機勵磁，當發電機電壓的相位、頻率、幅值分別與并列點系統的電壓、相位、頻率、幅值相接近時，將發電機斷路器合閘，完成并列操作。

非同期并列，是在發電機并列時沒有滿足同期條件之一，或者幾個同期條件同時不滿足的情況下產生的。由此，本文對發電機非同期并列做以下分析。

1 發電機非同期并列問題的分析

發電機準同期并列，必須滿足電壓、頻率及相位相同三個條件。如果由于某種原因或操作不當使并列時未能滿足這三個條件，發電機便處于非同期并列運行。若待并發電機與系統電壓不同，在并列時將產生一定的沖擊電流。如果電壓差過大，遠遠低于系統電壓，除了產生很大的沖擊電流外，還會導致系統電壓嚴重下降，將事故波及到系統中的其他設備。通常情況下，要求并列時待并發電機的電壓略高于系統電壓。如圖(b)、(c)。

圖b為系統電壓與待并發電機電壓波形圖;圖c為滑差電壓波形圖。圖中系統電壓瞬時值為

待并發電機電壓瞬時值為式中Usm、Ugm——系統電壓、發電機電壓幅值;——系統電壓、發電機電壓的初相角。——系統電壓、發電機電壓的電角速度。系統電壓與發電機電壓瞬時值之差為滑差電壓瞬時值Ud，Ud=us-ug。設Usm=Ugm=Um，初相角均為零，即=0，=0。，則有Ud=us-ug==

=也可用幾何方法以Us瞬時值減Ug的瞬時值得到Ud的波形(如圖c)。滑差電壓Ud是有一個角速度為幅值為作正弦變化的電壓。

從圖中不難看出，正是由于待并發電機轉速不穩定，才能給同期并列創造條件。如果待并發電機轉速長時間保持恒定，使同期點兩側電壓的頻率保持絕對相等，那么Ug與Us之間相角差相對靜止，就不可能出現同期點，也就不可能實現準同期并列，即為非同期并列現象。

2 發電機非同期并列的原因及其帶來的危害

2.1 發電機非同期并列的原因

根據以往實際經驗總結出，非同期并列的原因主要有:(1)電壓不等。(2)電壓相位不一致。(3)頻率不等。(4)自動準同期并列時同期裝置故障。(5)自動準同期并列時操作人員未按操作票操作。(6)手動并網時操作人員未按操作票操作。(7)手動準同期并網時同步表故障。

2.2 發電機非同期并列的危害

非同期并列時，將會對發電機造成巨大影響，具體如下:

(1)電壓不等的情況:并列瞬間發電機內產生沖擊電流。如果電壓差很大，則沖擊電流過大，將會使發電機定子繞組發熱，或定子繞組端部在電動力的作用下受損。

(2)T電壓相位不一致的情況:相位不一致比電壓不一致的情況更為嚴重，此時從系統吸收有功功率。如果δ很大(在180°范圍內)，則沖擊電流很大，其有功分量在發電機軸上產生沖擊力矩，使設備燒毀，或使發電機大軸扭屈。特別是δ=180°時，近似等于機端三相短路電流的兩倍，損壞最嚴重。

(3)頻率不等的情況:發電機在頻率差較大的情況下并入系統，立即帶上較多正的(或負的)有功功率，對發電機轉子產生制動(或加速)的力矩，將使發電機產生機械振動，嚴重時導致失步，造成并列不成功。

3 發電機非同期并列的防范措施及解決方法

(1)在機組并網之前檢查表計的好壞，并網過程中多個表計進行比較以判斷正確性。(2)新安裝或大修的機組投入運行前一定要相序檢查和核相，有關的電壓互感器二次回路檢修后要進行核相。(3)自動同期裝置一定要完好。針對我廠實際，還要檢查同期保險已投入并且良好。(4)操作人員要熟悉本廠的一次系統和二次系統。(5)同步表指針停在零位不動或指針已指在零位時不準合閘。

另一種情況是電網的振蕩引起發電機與電網非同期運行，解決方法是增大勵磁電流使發電機無功增大，電壓增大(震蕩引起非同期一般電壓低)減小有功輸出。創造同期條件。如果在1分鐘內不能同期應該解列發電機。然后查發電機是否還能運行，如果可以應等待電網穩定后再并列。

4 結語

總之，如果發電機非同期并列了，首先發電機的電壓、有功、電流波動很大，可以是在全幅擺動，同時在并列時對發電機沖擊很大，發電機震動超出正常值。這時應解列發電機，查發電機受損情況特別是轉子和機座等，再視情況判斷是否投用，以實現工廠的持續、穩定、可靠運行，為提高企業的經濟效益創造必要的條件。

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