簡易增設(shè)并網(wǎng)裝置 實現(xiàn)電站多臺機組自動并網(wǎng)

梁全明　黃海燕

摘 要：針對小水電站傳統(tǒng)并網(wǎng)方式存在的問題，介紹了增設(shè)一套自動并網(wǎng)裝置，實現(xiàn)多臺機組輪流自動并網(wǎng)，增加電站并網(wǎng)的可靠性，從而提高電站的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng) 發(fā)電機組 并網(wǎng) 電壓 頻率 調(diào)整

中圖分類號：U665 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0115-01

1 概述

1.1 發(fā)電機組并網(wǎng)

發(fā)電機組并網(wǎng)，是指發(fā)電機組的輸電線路與輸電網(wǎng)接通（開始向外送電）。發(fā)電機組要實現(xiàn)準(zhǔn)同期并網(wǎng)，必須滿足：發(fā)電機組與電網(wǎng)的相序一致、電壓相等、頻率相等、相位相同。發(fā)電機組并網(wǎng)是電站運行管理的一項重要工作，只有并網(wǎng)運行，才能大量、穩(wěn)定地向外輸送電能。

1.2 老舊小型水電站的并網(wǎng)形式

20世紀(jì)（特別是九十年代前）建成投入運行的小型農(nóng)村水電站，由于當(dāng)時資金及技術(shù)問題，發(fā)電機組的準(zhǔn)同期并網(wǎng)大都采用燈光法或整步表法。這些電站，在沒有進行技術(shù)改造之前，一直沿用這兩種并網(wǎng)方式。

這些并網(wǎng)方法具有設(shè)備簡單、投資少、操作簡便等優(yōu)點，但也存在一定的缺陷：并網(wǎng)操作容易受操作人員的經(jīng)驗和情緒，以及環(huán)境因素等的影響，時機把握不好，成功率就不大，同時極易造成強大的沖擊電流，輕者燒壞主開關(guān)觸頭，重者損壞發(fā)電機、甚至威脅電網(wǎng)安全。它要求操作人員必須具有較豐富的經(jīng)驗，同時要有輕松、平靜的心情，不能慌燥、忙亂。

欽州市青年水閘電站，其中的3臺單機200 kW的水輪發(fā)電機組，是1978年建成投產(chǎn)的，幾年前就開始，通過采用加裝一套自動并網(wǎng)裝置，改變了傳統(tǒng)并網(wǎng)方式，實現(xiàn)了3臺機組輪流自動并網(wǎng)，提高了運行的安全性和可靠性。

2 改造傳統(tǒng)并網(wǎng)裝置，實現(xiàn)機組自動并網(wǎng)

2.1 ZBZ自動并網(wǎng)裝置簡介

ZBZ自動并網(wǎng)裝置，用于小型水電站（機端電壓400 V）機組的自動并網(wǎng)裝置。它通過引入發(fā)電機組及電網(wǎng)的同一相序的電源（如同時引入A相），進行相位、電壓、頻率的比較，達到同期時，其內(nèi)部常開接點閉合，輸出發(fā)電機組接入相的電壓，使附加的并網(wǎng)接觸器線圈通電，吸合其主觸頭，接通一次回路，從而實現(xiàn)機組并網(wǎng)。

該裝置具有并網(wǎng)動作準(zhǔn)確快速、安全可靠、不誤動作、合閘沖擊電流小等優(yōu)點，能大大提高并網(wǎng)的速度和質(zhì)量，真正實現(xiàn)“傻瓜式”并網(wǎng)，使電站運行更安全可靠。

2.2 對傳統(tǒng)電站并網(wǎng)系統(tǒng)的改造

對于老舊的水輪發(fā)電機組，在保留原有并網(wǎng)裝置的基礎(chǔ)上，采用全站加裝一套ZBZ自動并網(wǎng)裝置，即可多機組切換使用，實現(xiàn)各機組輪流自動并網(wǎng)。

安裝接線：

（1）一次回路安裝接線。

在每臺機組開關(guān)柜的刀閘（隔離開關(guān)）旁，加裝一個AC380V、100A的三相交流接觸器，作同期并網(wǎng)開關(guān)，并用導(dǎo)線按相應(yīng)的相序跨接于刀閘兩端，實現(xiàn)與刀閘并聯(lián)。

（2）二次回路安裝接線。

在不改動原有同期系統(tǒng)接線的前提下（保留原有同期裝置，以作備用），在公用屏，或其他有空余位置且方便操作的屏面上，按該自動并網(wǎng)裝置的外型尺寸，割開屏面鋼板，得出相應(yīng)的孔位，然后安裝該裝置，同時按電站需同期并網(wǎng)的機組數(shù)量，安裝相應(yīng)數(shù)量的獨立式三孔插座，并在其下方標(biāo)注相應(yīng)的機組編號，待接同期電源引線。

從發(fā)電機組（開關(guān)柜的空氣開關(guān)以下）和電網(wǎng)中，選擇相同的一相（這里選擇A相，即發(fā)電機A相電壓UFA、電網(wǎng)A相電壓UWA）作為同期電源，分別引至相應(yīng)機組同期電源的三極插座接線柱上接好（如UFA接至插座的L極，UWA接至插座的E極）；并網(wǎng)接觸器線圈的1號接線端子，用導(dǎo)線與相應(yīng)機組的非同期相（如B相）相接，線圈的2號接線端子，與相應(yīng)的三極插座的一個接線拄（如N極）相接。這樣插座的接線為：E—UWA、L—UFA、N—接觸器線圈2號接線端子。

同期裝置的接線為：N與發(fā)電機及電網(wǎng)的零線相接；W1接至與插座E對應(yīng)的插頭的接線柱；兩個F1相連，后接至與插座L對應(yīng)的插頭的接線柱；B1接至與插座N對應(yīng)的插頭的接線柱。

3 增設(shè)自動并網(wǎng)裝置后的使用

3.1 測試、檢查裝置是否正常

確認(rèn)接線正確無誤后，按裝置的使用說明要求，將發(fā)電機建壓，把自動并網(wǎng)裝置的輸出開關(guān)扳向在“測量”位置，再把電源開關(guān)合上，這時左燈閃亮，先檢測環(huán)節(jié)狀況，中間開關(guān)向上在“快速”位置檢測閉鎖環(huán)節(jié)，向下“精確”位置檢測相位環(huán)節(jié)。當(dāng)左燈最暗時，輸出右紅燈點亮，說明環(huán)節(jié)動作正常。

3.2 并網(wǎng)操作

把待并網(wǎng)的發(fā)電機組建壓，并調(diào)整其電壓、頻率與電網(wǎng)的電壓、頻率分別相等，將同期裝置的插頭插到對應(yīng)的待并機組同期電源插座上，將自動并網(wǎng)裝置的電源開關(guān)合上，這時其左燈閃爍，閃爍越慢，說明同期條件越接近，并網(wǎng)機會越適合，將中間開關(guān)投至“精確”位置，合上配電屏的空氣開關(guān)（主開關(guān)）等待并網(wǎng)，合上自動并網(wǎng)裝置的輸出開關(guān)，右燈熄滅即為動作并網(wǎng)（即并網(wǎng)接觸器吸合），確認(rèn)接觸器吸合后，合上配電屏閘刀開關(guān)（隔離開關(guān)），斷開自動并網(wǎng)裝置的“電源”和“輸出”開關(guān)，并網(wǎng)成功！然后再根據(jù)實際情況，合理調(diào)整機組的有功、無功功率。

4 注意事項

4.1 安裝時注意

安裝該自動并網(wǎng)裝置時，一次回路的接觸器和閘刀開關(guān)（隔離開關(guān)）的相序必須一致，否則會造成嚴(yán)重的相間短路事故；二次線路的三極插座中的接線，各臺機組都要接線一致，同時與引入自動并網(wǎng)裝置的接線相對應(yīng)，這樣才能確保正常使用。

4.2 并網(wǎng)操作時注意

開關(guān)柜開關(guān)的操作順序為：先合空氣開關(guān)，再合閘刀開關(guān)（隔離開關(guān)），與傳統(tǒng)并網(wǎng)的順序正好相反。在合閘刀開關(guān)（隔離開關(guān)）前，必須明確并網(wǎng)接觸器在吸合狀態(tài)，否則，出現(xiàn)非同期合閘，造成嚴(yán)重短路事故。

4.3 維修保養(yǎng)時注意

每年定期對該裝置的檢查維修。特別是對并網(wǎng)接觸器動、靜觸頭的檢查，發(fā)現(xiàn)燒傷嚴(yán)重時，要及時修復(fù)或更換，確保其可靠動作。

5 結(jié)語

并網(wǎng)是電站的重要操作，發(fā)電機組只有并網(wǎng)，才能把源源不斷的電能向外輸送，簡易加裝一套自動并網(wǎng)裝置，代替?zhèn)鹘y(tǒng)并網(wǎng)裝置，實現(xiàn)多臺機組輪流自動并網(wǎng)，既避免了傳統(tǒng)并網(wǎng)方式中出現(xiàn)的人為因素影響所造成的同期偏差對發(fā)電機、配電裝置及電網(wǎng)的損害，也提高了并網(wǎng)的可靠性，實現(xiàn)了少花錢，辦好事的目的，值得還在沿用老舊并網(wǎng)操作系統(tǒng)的小型水電站借鑒，以實現(xiàn)電站各機組自動并網(wǎng)。