發電機同期并網調試經驗談

肖玉明

摘 要：發電機與外部電網并網的問題，既是一個安全問題，也是一個技術問題。本文從技術的角度，論述如何通過調試保證發電機與外部電網安全并網-同期并網。

關鍵詞：發電機；同期并網；調試；同期控制系統；校驗；測試

發電機與我們的日常生活、生產息息相關。提到發電機，大家耳熟能詳。今天我與大家探討一個關系到發電機安全運行的技術問題-同期并網。

要實現發電機與電網同期并網，我們必須對其同期控制系統進行調試，保證并網時發電機與電網電壓相等、頻率一致、相角差為零，并列點兩側的電壓向量重合，無沖擊電流產生，從而發電機與電網同步無擾動運行。否則非同期并列將產生兩倍于發電機三相出口短路電流的沖擊電流，其后果非常可怕！在此我與同行交流同期并網的調試經驗。

1 嚴格檢查同期控制系統安裝接線和接地質量

1、在電氣一次回路安裝完畢，并檢查正確無誤后，從電氣一次回路施加電信號校核引入同期裝置用于檢查準同期條件的系統電壓的接線是否正確，杜絕電壓極性接反、電壓錯相等情況發生。否則在同期裝置判斷滿足同期條件合上斷路器并網的瞬間，一次回路兩側電壓相位差將分別達到180°和120°，將發生惡性電氣事故！

2、檢查同期系統監控回路使用的電纜是否為帶屏蔽的控制電纜。敷設時是否避開了高壓、大電流的電力和動力電纜，電纜屏蔽層是否按設計要求可靠接入每面屏的接地干線。所有監控保護屏的接地干線是否用10mm2以上銅芯軟導線連通并進行一點接地，并測試接地電阻是否達到設計要求。

2 認真校驗同期控制系統二次回路

1、斷開發電機母線其他電源后，開機建壓。母線由發電機供電。打開同期裝置參數檢查功能，檢查系統電壓Ua，Ub，Uc，Uab，Ubc，Uca，檢查發電機電壓Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca。此時因同期點兩側由同一電源供電，上述各對應相別電壓大小、極性應完全相同。若個別相電壓出現反極性，應在二次電壓的始發端處通過更正接線來改變極性，不宜通過同期裝置取樣裝置來更正極性！若相電壓中出現√3倍電壓，應檢查電壓互感器Y/△接線是否有誤，直至校核正確。

2、電壓檢查正確后，在同期裝置上點開準同期檢查窗口。此時因發電機斷路器已經合閘，同期點兩側是同一電源供電，且一次回路已經確認正確，必然滿足同期條件，同期參數壓差、頻差均應為零，相位差為0°或者360°，從而判定二次回路接線正確。若電壓差為2Ue，則同期點有—側電壓二次側接反；若相位差為120°，則待并機與系統電壓二次側錯相別；若相位差從0°到360°范圍不停變化則待并機與系統錯相序。這種檢查也可在手動準同期裝置上通過組合式整步表來觀察。

3、停機后拆開發電機出口三相連線，合上發電機斷路器，改由系統供電，重作上述試驗，結果應該完全相同。

3 準確測試同期參數和同期功能

3.1 調準系統時鐘，測試模擬輸入量

合上同期裝置電源，首先校準時鐘，然后向同期裝置系統側通道、機組側通道分別輸入標準交流電源信號（100V，50HZ）。進入同期裝置調試界面，以100V調準，直到電壓顯示值與實際值一致。合格后，進行系統側應轉角測試。一般設置超前300、00、滯后300三種，不論選取相電壓或是線電壓都可以。在轉角設置完畢后通過測試確認設置無誤。

3.2 測試并列點開關合閘時間

并列點開關的合閘時間為控制器發出合閘信號到開關閉合的時間。它的準確性直接關系到合閘相位角的準確性。常用方法是通過開入量的方式，通過接入斷路器的輔助接點，來計算發出合閘命令到該信號變位的時間。測試結束后，檢查斷路器合閘回路與同期裝置的相應參數設置是否配合。

3.3 確定理想提前合閘角

控制相角差主要通過斷路器合閘時間去整定準同期裝置的導前時間，而且要計及并網過程中頻差及其變化率的影響。理想提前合閘角由數學模型Φk=Δωs t k + 1/2 * dΔωs/d t * tk2確定。

其中：

Φk：理想提前合閘角；Δωs：角頻率之差；

tk：并列點開關的合閘時間（包括出口繼電器的動作時間）；

dΔωs/dt：角頻率差的一階導數。

3.4 測試同期功能

進行同期功能測試時，嚴格執行設計要求和供貨商出廠技術文件的要求，逐一進行以下項目的試驗：測試導前時間、雙側無壓合閘測試、單側無壓合閘測試、允許壓差校驗、允許頻差上限與允許頻差下限校驗、電壓閉鎖測試、頻率閉鎖測試、調壓脈寬校驗、調頻脈寬校驗、同期并網校驗、復位校驗。所有項目合格后，才能進行第一次自動準同期并列。

4 進行同期并列，修正同期參數

4.1 檢查同期點相序相別

進行同期并網前，必須檢查同期點相序相別。可用如下方法校核同期點兩側一次回路相序和相別：在發電機母線電壓互感器二次側接入一只相序指示儀，將系統電壓加于發電機母線上，仔細觀察相序指示儀在系統供電情況下旋轉方向，做好記錄。斷開系統電壓，合上發電機斷路器母線電壓，互感器二次側相序指示儀接線不變。開啟待并發電機，起勵升壓，仔細觀察由待并機供電時相序指示儀旋轉方向，并作記錄。若兩次試驗時相序指示儀旋轉方向完全一樣，則同期點兩側一次側相序、相別相同。若相序指示儀兩次試驗旋轉方向相反則系統與待并機相序相反，應對換發電機母線位置使相序、相別相同，并再次重復上述試驗進行驗證。一定要注意：當系統對母線供電時，發電機不能開機建壓，否則在發電機斷開的繞組和引出線上會產生危險的過電壓！

4.2 同期并列

第—次自動并列時可將并列壓差、頻差、相位差設置得小一些，在同期并列畫面上觀察并列合閘時壓差、頻差、相位差等參數顯示，觀察合閘并網時沖擊電流的大小和發電機組振動的情況，測試準同期并網過程所用的時間，然后在同期裝置上對同期參數作出合理的修正后即可正式將同期裝置投入使用。

5 結束語

以上是我在多年工作中積累的調試經驗，希望能給同行工作者提供有益的參考。其中欠妥之處，請各位專家多提寶貴意見！

參考文獻

[1]《發電機非同期并網事故分析及改進措施》 作者：唐基高 《電工技術》出版社