发电机非同期并列原因与危害类型

发电机非同期并列原因与危害类型

非同期并列是发电厂的一种严重事故，它对有关设备如发电机及其与之相串联的变压器、开关等破坏力极大，严重时会将发电机线圈烧毁端部变形，即使当时没有立即将设备损坏，也可能造成严重的隐患。

就整个电力系统来讲，如果一台大型机组发生非同期并列则影响很大，有可能使这台发电机与系统间产生功率振荡严重地扰乱整个系统的正常运行，甚至造成崩溃。



一、准同期并列条件

准同期并列的理想条件是：发电机的频率、电压及相位与系统相同（事实上绝对相同是极难做到的）。

一般在发电厂只需符合下列条件便可并列：电压差不大于额定值Ue 的5%-10%， 频率差不大于额定值fe 的0.2%-0.5%；相位差小于10°。这3个条件被称为“实际并列条件”。

二、非同期并列危害

发电机的电压、相位及频率与系统不符合实际并列条件的并列，被称为非同期并列。

电压不等。

假设发电机与系统的频率、相位完全相同，只是电压不等，则并列之前发电机高压油开关主触头间就存在电压差，并列时将会产生无功冲击电流。电压差愈大，冲击电流也愈大，其产生的电动力将使发电机和有关的电器设备受到损伤。

相位不等。

假若发电机频率、电压与系统完全相同，只是发电机电压与系统的电压相位不等。因为存在相位差，所以并列之前发电机油开关主触头间就存在电位差。在这种条件之下并列，将会产生有功冲击电流。其引起的后果是：假如发电机电压相位滞后于系统，则使发电机突然加速；假若发电机电压相位超前于系统，则会使发电机突然减速。发电机不论是加速还是减速，都将对其产生不良的影响，轻者使发电机短时抖动，重者使其主轴扭伤，破坏其转子。

频率不等。

假如发电机的电压、相位与系统完全相同，只是频率不等，在这种情况下并列，情况与相位不同时所产生的后果相类似，会产生有功冲击电流。频率相差愈大，出现的冲击电流也愈大，这使得发电机要经过很长时间才能与系统同期，甚至不会达到同期。

三、非同期并列产生原因

运行人员操作不当造成的非同期并列。有些运行人员总认为并网是一项很熟练的操作，就不严格执行操作票制度，领导也麻痹大意，不认真审核，同期控制开关忘合或打错位置，造成非同期并网。

交流电压回路、同期回路有问题(包括电压互感器的一、二次接线错误)。准同期并网必须依靠同期检查装置来判断是否满足同期条件，而同期检查装置测量的都是电压互感器的二次电压，如果互感器的接线错误、交流电压回路和同期回路有问题，同期检查装置就会发生错误的判断，造成非同期并网。

直流系统接地、主开关控制回路故障。主开关控制回路发生两点接地及其他一些故障，会使合闸回路自己接通，在发电机起动过程中给上控制电源就会造成非同期并网。

同期检查继电器、自动准同期装置故障，就无法判断它们的真实性和准确性，这时进行并网，也会发生非同期并网。

主开关机械故障合闸速度慢，当同期装置确认同期发出合闸命令，而主开关合闸速度慢就会错过同期的时间，造成非同期并网。

四、同期检测及闭锁装置

同期闭锁装置的原理和应用目前，为了防止手动操作失误或自动并列装置失灵而造成非同期并列，人们在同期操作回路中安装了同期闭锁装置。一般情况下，同期检查继电器常闭接点，当待并的发电机电压和系统电压差及相位角大于整定值时，常闭接点打开，阻止合闸脉冲发出，从而起到了闭锁保护作用。

五、防止非同期并列的措施

1.发电机非同期并列的处理

发电机的非同期并列应根据事故现象正确判断处理。当同期条件相差不悬殊时，发电机无强烈的振动和轰鸣声，且表计摆动能很快区域缓和，则不必停机，机组会很快被系统拉入同步，进入稳定运行状态。若非同期并列对发电机产生很大的冲击和引起强烈的振动，表计摆动且不衰减时，应立即解列停机，待试验检查确认机组无损坏后，方可重新启机并列。待发电机转动停止后，测量定子绕组绝缘电阻，并打开发电机端盖，检查定子绕组端部有无变形，查明确无受损后方可再次起动。

2.设备变更时要坚持定相

发电机、变压器、电压互感器、线路新投入(大修后投入），或一次回路有改变、接线有更动，并列前均应定相。

3.防止并列时人为发生误操作

（1）值班人员应熟知同期回路及同期点。
（2）在同一时间里不允许投入两个同期电源开关，以免在同期回路发生非同期并列。
（3）手动同期并列时，要经过同期继电器闭锁，在允许相位差合闸。严禁将同期短接开关合入，失去闭锁，在任意相位差合闸。
（4）两路分别接自不同频率的电源系统，不准直接并列。此时，倒换要采取“瞬间停电”的办法，即手动拉开电源断路器使母线瞬间失电，然后合上另一路电源给母线供电。
（5）电网电源联络线跳闸，未经检查同期或调度下令许可，严禁强送或合环。

4.保证同期回路接线正确、同期装置动作良好

（1）同期(电压）回路接线如有变更，应通过定相试验检查无误、正确可靠，同期装置方可使用。
（2）同期装置的闭锁角不可整定过大。
（3）自动(半自动）准同期装置，应通过假同期试验、录波检查特性（导前时间、频差、压差正常），方可正式投入使用。
（4）采用自动准同期装并列时，同时也可将手动同期装置投入。通过同期表的运转，来监视自动准同期装置的工作情况。特别注意观察是否在同期表的同期点并列合闸。
（5）断路器的同期回路或合闸回路有工作时，对应一次回路的隔离开关应拉开，以防断路器误合入、误并列。

5.同期系统的运行

（1）同期系统的操作应编入运行规程，明确操作任务、操作要求、操作程序和注意事项，规程每年进行一次复核并随设备改造及时修订。
（2）手动准同期的运行操作，必须由经过手动准同期操作培训合格的人员担任，严禁未经培训合格的人员以手动准同期方式进行实际操作。
（3）同期并列正常宜采用自动准同期并列方式，同期点的并列操作，应由有经验的主值班员及以上岗位担任监护人，经培训合格的运行人员担任操作员。
（4）在监控系统工作站（上位机）或现地单元上进行断路器合闸操作时，应区分检同期和检无压合闸两种状态，禁止检同期和检无压模式的自动切换。
（5）同期装置参数写保护锁只能由继电保护专业人员解开，其他人员不得解锁；参数整定密码应注意保密，不得公开。

6.准同期并列时应遵循的原则

（1）同期检查闭锁继电器必须处于投入状态。
（2）同步表最长运行时间不得超过15min 或按产品说明书规定。
（3）完成同期并列操作后，应立即将准同期装置复位。
（4）进行同期并列操作时，禁止检修人员在同期回路进行工作。
（5）发生下列情况之一，禁止进行并列操作：①同步表旋转过快、跳跃或（需要进行待并侧调整的并列操作） 同步表停在零位不动。②待并发电机的原动机转速不稳定。③同期点断路器异常。④同步表与自动准同期装置动作不一致。⑤同期回路有工作，未通过定相法或假同期法确认同期回路接线的正确性前。⑥同期点任何一侧三相电压严重不平衡时。⑦同期装置异常或进行整定值更改，未通过试验方法确认整定值的正确性前。⑧同期装置的电源所在的直流系统发生接地故障时，禁止使用该装置进行并列操作，防止直流两点接地造成非同期并网事故。

7.同期系统的检验

（1）同期系统应编制检验规程，明确检验周期、项目和内容，规程每年进行一次复核并随设备改造及时修订。
（2）同期系统的检验周期按《继电保护和安全自动装置检验规程》中微机保护的标准执行。
（3）按单元机组配备的同期装置应结合机组大小修进行，列入机组大小修标准项目进行管理，且发电机同期系统应结合机组大修进行全面检验，每年结合机组小修至少进行一次自准假并网试验和手准假并网试验。
（4）公用的同期装置应视设备运行情况尽量安排足够的时间进行定期检验。
（5）定期检验应包含微机自动准同期装置、同期检查闭锁继电器、中间继电器、电压表、频率表、同步表（或组合式同步表）等。
（6）用定相法，每年至少进行一次各同期点同期回路接线的正确性检查。