发电机的并列运行

发电机的并列运行及防止非同期措施

同步发电机投人电力系统并列运行的操作，或者，电力系统解列的两部分进行并列运行的操作，被称为并列或同期操作。随着负荷的波动，电力系统中发电机运行的台数也经常要变化。因此，同步发电机的并列操作是电厂的一项重要操作，另外，当系统发生事故时，也常要求将备用发电机组迅速投入电网运行。可见，在电力系统运行中并列操作是较为频繁的。电力系统的容量在不断增大，同发电机的单机容量也越来越大，大型机组不恰当的并列操作将导致严重后果。因此，对同步发电机的并列操作进行研究，提高并列操作的准确度和可靠性，对于系统的可靠运行具有很大的现实意义。

1电力系统并网的两种情况和发电机并列方法分类

2 发电机并列运行的条件

3 发电机手动准同期并列时的操作

4 发电机并列时不准合闸情况

5非同期并列的原因及其带来的危害

6防止非同期并列的措施

7结语

参考文献

发电机非同期并列运行的危害及防范措施

摘要:同期系统对于发电机组安全并网起着及其重要的作用。准同期是目前普遍采用的一种并网方式。同期装置对待并两例电源电压的相序、频率、相位等进行准确的检测和判断,当待并两侧电源电压各参数基本相同时,自动或手动完成并网操作。但是,往往因系统接线有误,运行人员误操作,会造成非同期并列的严重后果。

关键词:发电机 非同期 并列运行 危害及防范

发电机并入电网分为准同期并列和自同期并列。准同步期并列就是并列操作前,调节发电机励磁,当发电机电压的相位、频率、幅值分别与并列点系统的电压、相位、频率、幅值相接近时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。

非同期并列,是在发电机并列时没有满足同期条件之一,或者几个同期条件同时不满足的情况下产生的。由此,本文对发电机非同期并列做以下分析。

1 发电机非同期并列问题的分析

发电机准同期并列,必须满足电压、频率及相位相同三个条件。如果由于某种原因或操作不当使并列时未能满足这三个条件,发电机便处于非同期并列运行。若待并发电机与系统电压不同,在并列时将产生一定的冲击电流。如果电压差过大,远远低于系统电压,除了产生很大的冲击电流外,还会导致系统电压严重下降,将事故波及到系统中的其他设备。通常情况下,要求并列时待并发电机的电压略高于系统电压。如图(b)、(c)。

从图中不难看出,正是由于待并发电机转速不稳定,才能给同期并列创造条件。如果待并发电机转速长时间保持恒定,使同期点两侧电压的频率保持绝对相等,那么Ug与Us之间相角差相对静止,就不可能出现同期点,也就不可能实现准同期并列,即为非同期并列现象。

2 发电机非同期并列的原因及其带来的危害

2.1 发电机非同期并列的原因

根据以往实际经验总结出,非同期并列的原因主要有:(1)电压不等。(2)电压相位不一致。(3)频率不等。(4)自动准同期并列时同期装置故障。(5)自动准同期并列时操作人员未按操作票操作。(6)手动并网时操作人员未按操作票操作。(7)手动准同期并网时同步表故障。

一、发电机并列运行的条件

1.待并发电机的电压有效值Uf与电网的电压有效值U相等或接近相等，允许相差±5％的额定电压值。待并发电机的电压有效值Uf，与电网的电压有效值U之间的压差ΔU，若在允许范围内，所引起的无功冲击电流是允许的。否则ΔU越大，冲击电流越大，这个过程相当于发电机的突然短路。因此，必须调整两者间的电压，使其接近相等后才可并列。

2.待并发电机的周波ff应与电网的周波f相等，但允许相差±0.05～0.1周/秒以内。 若两者周波不等，则会产生有功冲击电流，其结果使发电机转速增加或减小，导致发电机轴产生振动。如果周波相差超出允许值而且较大，将导致转子磁极和定子磁极间的相对速度过大，相互之间不易拉住，容易失步。因此，在待并发电机并列时，必须调整周波至允许范围内。通常是将待并发电机的周波略调高于电网的周波，这样发电机容易拉入同步，并列后可立即带上部分负荷。

3.待并发电机电压的相位与电网电压的相位相同，即相角相同。

在发电机并列时，如果两个电压的相位不一致，由此而产生的冲击电流可能达到额定电流的20～30倍，所以是非常危险的。冲击电流可分解为有功分量和无功分量，有功电流的冲击不仅要加重汽轮机的负担，还有可能使汽轮机受到很大的机械应力，这样非但不能把待并发电机拉入同步，而且可能使其它并列运行的发电机失去同步。

在采用准同期并列时，发电机的冲击电流很小。所以，一般应将相角差控制在10º以内，此时的冲击电流约为发电机额定电流的0.5倍。

4.待并发电机电压的相序必须与电网电压的相序一致。

5.待并发电机电压的波形应与电网电压的波形一致。

以上条件中第4项关于相序的问题，要求在安装发电机的时候，根据发电机规定的转向，确定好发电机的相序而得到满足。所以在以后的并列过程中，相序问题就不必考虑了。第5项关于电压波形的问题，应在发电机生产制造过程中得以保证。

综上所述，在发电机并列时，主要满足1～3项的条件，否则将会造成严重事故。在并列合闸过程中，发电机与电网的电压、周波、相位角接近但并不相等时，由此而产生的较小冲击电流还是允许的。合闸后，在“自整步作用”下，能够将发电机拉入同步。

２００６年第３期　

并列运行的同轴双同步发电机初相角　

调整和运行分析　

郑富智，郑玉明　

（泉州市龙门滩引水工程管理处，福建泉州　３６２５００）　

摘要：该文以龙门滩一级电站为例，简要说明并列运行的同轴双同步发电机的由来、结构特点　

及安检中初相角调整的步骤、方法和过程，并针对运行中存在的一些实际问题提出解决方法。　

关键词：同轴双同步发电机；初相角；龙门滩一级水电站　

中图分类号：ＴＭ３１２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００２—３０１１（２００６）０３—００２８—０３　

１并列运行的同轴双同步发电机的由来和结构特点　

１．１　由来　

一些较早设计的中小型水电站由于装机容量偏小，特别　

是径流式开发的或水库容量偏小的水电厂．丰水期弃水较　

多，或者梯级电站之间的流量平衡问题等，造成水资源浪　

费。为此，有些电站因地制宜，更换效率较高的新型转轮和　

技改导水机构增加过流量以增加水轮机出力（１０％一２０％）。　

直接让发电机过载运行（适合较老且过载能力允许的机组），　

或更换发电机定子线圈（这要考虑发电机铁芯和转子允许的　

过载能力），或直接在立式机组上支架增加一台小机组，即　

一台水轮机带两台同步发电机同轴并列运行，如泉州市龙门　

滩引水工程一级电站装机２×（９＋１．６）Ｍｗ，二级电站装　

机２×（１３＋１．８）Ｍｗ，漳州市南靖水库电站装机２×（１０　

＋１．２）Ｍｗ等。　

采用一台水轮机带两台同步发电机同轴并列运行的扩机　

方式具有以下优点：投资省，不需要增加厂房和其它辅助公　

用设备等，单位千瓦造价仅需１５００元左右；安装周期短，　

配合机组大修仅需６０天左右。但在实际运行中也存在不少　

缺点：小机组刚并网时经常过负荷；受到系统干扰时，两台　

机组无功不稳定；机组检修工期长。维护工作量增加；由于　

碳粉积累造成小机组定、转子绝缘不好等。　

１．２结构特．　．　

现以龙门滩一级电站技改为例，对并列运行的同轴双同　

步发电机结构特点作简要说明。电站原装机容量２×９ＭＷ．