汽輪發電機微機同期裝置的應用

摘 要：電力能源在人們的生活以及工作中都發揮著重要的作用，隨著人們對電力能源需求的不斷增加，這對發電廠發電也提出了更高的要求。汽輪機發電機是發電廠重要的發電設備，在進行發電中需要發電機同期進行并網，而不同期的并網就會導致很大的危害，因此，這就需要做好發電機的同期并列，下面，本文就針對汽輪發電機微機同期裝置的應用進行分析，希望對發電機的同期并列提供一定的幫助。

關鍵詞：汽輪；發電機；微機同期；裝置應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.160

0 前言

汽機發電機是發電廠重要的發電設備，為了保證其具有良好的并網性，就需要注意發電機的同期并列，由于不同電源系統可能存在帶電情況，在并列中就可能存在非同期情況，這對發電設備就會產生很大的破壞，特別是對發電機來說，甚至會導致其不能使用，為了實現同期并列，就需要合理應用汽輪發電機微機同期裝置，而汽輪發電機微機同期裝置如何進行應用，就是本文主要研究的內容。

1 發電機非同期并列的危害

電力系統同期點斷路器實施合閘的操作中，由于斷路器兩端可能存在不同電源系統的供電帶電情況，這就會對其斷路器的合閘產生了影響，需要通過并列操作來實現斷路器的合閘。在對同期點進行并列操作中，由于斷路器兩端都存在電源，如果同期點中的斷路器進行合閘的時機是不合適的，則其兩端具有的參數就會存在很大的差別，進而導致非同期的并列操作，這種非同期性的并列操作會對發電機、變壓器以及斷路器等產生很大的破壞。若一大型的發電機和系統存在非同期性的并列操作，其造成的影響會更大，會造成發電機出現系統的振蕩，并對電力系統運行產生影響，嚴重的話還會導致電力系統的崩潰。這種發電機的非同期性并網操作，和電網短路故障情況比較類似，會造成很大的電流沖擊以及電磁轉矩等，其沖擊電流會對發電機的定子端位置繞組造成強應力的作用，而電磁轉矩會對軸系統造成強扭應力的作用，發電機的軸系出現扭振而產生疲勞，就會縮短其使的用壽命，甚至還會導致其大軸出現斷裂情況[1]。

2 發電機同期并列條件

等到發電機電壓的有效值和電網電壓的有效值相等或者比較接近時，一般要求其電壓在額定電壓5%為允許的相差，且等到發電機電壓的有效值和電網電壓的有效值壓差在允許的范圍中，其引起無功的電流沖擊就是允許的，要不然兩者的壓差很大，就會導致電流的沖擊很大，此過程就如同發電機突然發生了短路，就會對發電機產生很大的破壞，因此，這就需要對兩者壓差進行有效的調整和控制，讓她們比較接近的時候再進行并列。

等到發電機周波和電網周波相等的時候，同時其允許的相差在每秒0.1周內，就可以進行并列。如果兩者的周波是不相等的，就會出現很大的有功電流沖擊，進而導致發電機的轉速出現減小或者增加，造成發電機的軸劇烈震動；如果兩者的周波相差也超出了所允許的范圍，就會造成轉子的磁極以及電子的磁極間出現很大的相對速度，很容易就會導致失步情況的出現，因此，在進行發電機的并列中就需要將周波調整到允許的范圍。一般是把發電機周波調整到對電網周波略高的狀態，來便于發電機的同步拉入，在并列之后能夠迅速的帶上一定負荷。

3 發電機微機同期原理

3.1 兩種并網情況

通過斷路器進行兩側電源合閘操作就稱作并網，并網主要分成差頻并網和同頻并網兩種情況。差頻并網主要有發電機和系統并網、已經解列的兩系統之間聯絡線的并網等，在進行并網時要使并列點的兩側電壓以及頻率是相近的，同時相角差也要是0°，在能夠進行并網操作。同頻并網主要是指沒有解列兩個系統間的聯絡線進行并網，其并列點的兩側頻率是相同的，但是其兩側會出現一功角，其功角值和聯結的并列點其兩側系統聯絡線電抗以及有功功率是成比例關系的。此種并列條件要求并列點位置斷路器的兩側壓差和功角都在規定的范圍內，才能夠進行并網[2]。

3.2 差頻并網的合閘角數學模型

同期并網需要滿足三個條件，分別為頻差和壓差于允許的范圍內，同時相角差是0°時才能夠進行并網。由于頻差和壓差的存在，會造成并網瞬間出現并列點的兩側發生有功功率與無功功率的變化，對電力系統以及發電機等都會由于功率的轉換出現很大的承受力，為了實現有效快速的并網，就不需要對頻差和壓差整定值進行太嚴的限制，避免對并網的速度造成影響。

4 發電機微機同期試驗準備

想要有效防止發電機由于非同期的并網而導致事故出現，就需要在第一次的并網前后者是同期的回路進行改造后，進行試驗準備工作。首先需要進行同期回路的細致全面校核，需要對新投機組進行倒送電的試驗，或者對發電機和變壓器組實施空載母線的升壓試驗，同時需要對同期電壓進行校核，并對二次回路正確性進行檢測，對同期裝置的整定值實施核對。然后需要進行假同期的試驗，也就是對斷路器通過手動方式精細準同期或者自動性準同期的合閘操作試驗，并進行同期的閉鎖性試驗，后對整步表以及自動的準同期相關裝置一致性進行檢查，并保證斷路器控制的二次回路的電纜具有良好的絕緣情況，對發電機的電壓相序和系統的相序也進行一致性的核實。另外，在進行發電機的自動同期并網中，一定要先與試驗位置進行整步表以及同期裝置一致性的檢查，避免自動同期裝置出現故障情況，后再進行同期裝置的并網投入[3]。

5 結語

在微機同期裝置的使用后，其運行的情況十分好，其具有良好自動性以及智能性，能夠對電參數進行有效的收集和計算，進而發出相應指令來對發電機頻率和電壓實施有效的調節，在其滿足同期并網的條件后，使短路器能夠于最佳的時機進行合閘。

參考文獻：

[1]胡南，林禮清.仙游抽水蓄能電站同期系統應用與分析[J].福建水力發電，2016（01）：30-31.

[2]龍福海，李世昌，張坤.張河灣蓄能電站微機同期裝置的應用與校驗[J].水電站機電技術，2016，39（12）：32-33.

[3]辛魯，李廣晶.微機自動準同期裝置在石家莊市農村水電站的推廣應用[J].小水電，2017（02）：13-15.

作者簡介：馬家峰（1981-），男，遼寧鞍山人，學士，工程師，研究方向：自動化。