田家庵電廠#6機同期回路改造之要點淺析

【摘要】近年來，隨著中國電力發展步伐不斷加快，中國電網也得到迅速發展，電網系統運行電壓等級不斷提高，電網容量及規模也不斷擴大，發電機與系統正常并列，無非同期電流是電安全穩定運行的重要保障。同期系統是發電廠電氣二次部分的一個重要系統。若同期并列操作不當，同期回路設計簡單，將可能引起非同期并列產生嚴重后果。根據 《防止電力生產事故二十五項反措》第10.9防止發電機非同期并列的第10.9.1條要求：微機自動準同期裝置應安裝獨立的同期鑒定閉鎖繼電器。因此，文章結合我廠#6機小修增設同期閉鎖繼電器的工作，對非同期并列的危害、同期閉鎖裝置的應用以及同期系統的運行操作進行了簡要分析。

【關鍵詞】電網；發電機；同期閉鎖；電氣二次；反措

引言

發電機準同期并列的條件是：待并電源的相序與系統電源的相序相同；待并電源的電壓與系統電源的電壓相等；待并電源的頻率與系統電源的頻率相等；待并電源電壓的相位與系統電源電壓的相位一致。如果不符合上述條件的并列，均會產生非同期并列。隨著電力系統的發展，發電機的單機容量越來越大，發電機和電網非同期并列將產生很大的沖擊電流和沖擊轉矩，嚴重危害到發電機定子線圈，使之變形、扭彎、絕緣崩裂、線圈接頭處熔化等，致使發電機損壞燒毀，端部變形。并且機組與系統間將產生功率振蕩，嚴重擾亂整個系統的正常運行，甚至造成電力系統穩定破壞。為此應采取防止非同期并列的技術措施，使用同期閉鎖繼電器，自動準同期并列裝置等。

1、加裝同期閉鎖繼電器的必要性

田家庵電廠#6機組于2005年建成投產，同期系統所使用的并列方式為自動準同期裝置，裝置為江蘇國瑞電氣有限公司的WX-98系列的自動準同期裝置，發電機與電網并網時，由自動準同期裝置根據設定的定值條件，自動捕捉到同期點時行并列操作回路無其他防止非同期并列的閉鎖條件。此次結合#6機小修的機會，為同期回路增加一同期閉鎖繼電器，將其常閉接點串入發變組高壓側斷路器的操作回路中，角度整定為20度。當同期閉鎖繼電器和自動準同期裝置同時符合并列條件時，將發電機并網。進一步避免了非同期并網的沖擊電流的產生而造成危害。

2、同期閉鎖繼電器的原理

同期閉鎖繼電器的工作原理，其鐵心上嵌有兩個匝數相等，方向相反的線圈，線圈電源分別接系統側PT（電壓互感器）和待并側PT（發電機電壓互感器）。當兩側PT二次相位角相差<15-20度時兩個線圈磁力相等就相互抵消，故鐵芯釋放常閉輔助觸點閉合，接通同期回路。反之相位角相差大于20度以上時總有一個線圈磁力過大，鐵心吸合常閉輔助觸點斷開，閉鎖（即斷開）同期回路。我廠發電機組為單元接線方式，發電機出口接 Y/D-11接線組別的主變壓器并經主變高壓側開關與系統母線連接。同期點選擇在主變高壓側開關。

3、同期回路改造實現方法

同期回路增加同期閉鎖繼電器的改造原理圖與無同期閉鎖繼電器的原理圖對比如圖1所示：

由圖1可見，同期閉鎖繼電器的兩個電壓線圈從同期裝置的兩輸入電壓上分別并聯取得工作電壓。 故線圈的工作電壓為待并發電機機端電壓U BN、系統電壓U BC，并整定同期閉鎖繼電器的同期合閘角度指示20度。這樣，當待并發電機電壓U BN與系統電壓U BC大小及相位不滿足條件時，同期閉鎖繼電器的工作狀態為動作狀態，常開接點閉合，常閉接點打開，從而斷開待并發電機主變高壓側開關的控制回路；當待并發電機電壓U BN與系統電壓U BC大小相等，相位差小于20度時，同期閉鎖繼電器的工作狀態為返回狀態，其常開接點打開，常閉接點閉合接通待并發電機出口開關的控制回路。圖2為同期閉鎖繼電器的閉鎖接點（常閉接點）串入出口斷路器的控制回路圖中。

這里需要注意的一點是，由于我廠同期回路選取的待并側電壓和系統電壓分別為機端相電壓U BN與系統電壓線U BC，是因為我廠220kV系統的電壓互感器二次側為B相接地的方式，故在同期電壓選擇了機端的相電壓與系統的線電壓進行同期比較，這樣避免了兩個電壓由于主變的聯接級別為Y/D-11造成的轉角的問題，只是在同期閉鎖繼電器的選擇上要選用具有線電壓和相電壓兩個電壓線圈的繼電器，才能保證繼電器的正常工作。

施工結束投入運行時，還需要在發電機投入自動準同期裝置時測量同期閉鎖繼電器上的電壓，根據相量圖核對所接電壓回路是否正確。相量圖如圖3所示。

4、結論

綜上所述，同期閉鎖繼電器在自動準同期裝置二次回路中起著至關重要的作用，它對發電機非同期的閉鎖已納入了反措要求，

因此必須裝設，以保證發電機在同期并網時的安全性及系統的穩定性。

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作者簡介：

陳靜（1979-），女，安徽淮南人，2007年畢業于安徽理工大學電氣工程及自動化專業，助理工程師。研究方向：同步檢定繼電器的應用及B相接地系統下的同期電壓相量。