2022年发电机非同期并列的危害及预防 .pdf

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1、发电机非同期并列的危害及预防摘要： 在发电厂的生产过程当中， 发电机组与系统的并列是一项非常重要的操作。由于各种原因在并列过程中发生事故的现象时有发生，这种事故对电力生产和电气设备造成的损失和损害都是非常严重的，因此我们有必要对发电机组在并列过程中所发生的故障，进行认真的分析提高认识， 找出发生故障的原因并加以解决，以利于以后的安全生产。同期系统是小型水电站电气操作回路的重要组成部分，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

2、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。所谓非同期并列是指凡不符合准同期条件下进行并列，就是说将带励磁机发电机并入电网。非同期并网是发电厂电气操作的恶性事故之一。发电机并入电网分为准同期并列和自同期并列。准同期并列就是在并列操作前，调节发电机励磁，当发电机的电压相位，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。自同期并列就是先将励磁绕组经过一个电阻闭路，在不加励磁的情况下， 当待并发电机频率与系统频率接近时， 合上发电机断路器， 紧接着加上励磁， 利用发电机的自整步作用。 就是借助于原动机的转矩和同频转矩相作用，将发电机拉

3、入同步。 我厂的发电机采用的是准同期并列，因为准同期的优点是发电机没有冲击电流，对电力系统没有什么影响， 但必须满足准同期并列的所有条件，否则造成非同期并列，产生很大的冲击电流，比机端三相短路的冲击电流还大一点。准同期并列又分为手动准同期和自动准同期并列二种，我们的小型机组都采用准同期并列，准同期并列应具备的理想条件和实际条件。1，发电机电压等于系统电压（允许电压偏差不大于5） ；2，发电机频率等于系统频率（允许频率偏差不大于0.1HZ） ；3，发电机电压相位与系统电压相位相同；4，发电机电压相序与系统电压相序一致；这几个条件是少一不可的，如果少一个会产生非同期并列的严重后果。发电机非同期并列

4、的现象发电机非同期并列时， 发电机转子会产生强大的电流冲击，定子电流表剧烈摆动，定子电压表也随之摆动，发电机剧烈振动，并发出轰鸣声，其节奏与表计摆动相同。发生发电机非同期并列的处理：发电机非同期并列应根据事故的现象正确判断处理，当同期条件相关差不悬殊时，发电机无强烈振动和轰鸣声， 且表计摆动能很快区域缓和， 则不必停机，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 机组会很快给被系统拉入同步， 进入稳定运行状态。 若非同期并列

5、对发电机产生很大的冲击和引起剧烈的振动，且表计摆动不衰减时， 应立即解列停机， 待试验检查确认机组无损坏后，方可重新启动并列。引起非同期并列的原因：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没有按操作票操作；6手动准同期操作时操作人员没有按操作票操作；7手动准同期并网时同步表故障；8新安装或大修后的机组投入运行前没有进行发电机相序检查核相，有关的电压感器二次回路检修后没有进行核相；9相关的表计指示不正确。非同期并列的危害：非同期并列时，由于合闸时冲击电流很大，巨大的冲击电流对发电机和变压器及系统造成严重冲击， 机组将发出强烈的振动， 使

6、待并发电机绕组变形， 扭弯绝缘崩裂，定子绕组并头套熔化，甚至将绕组烧毁，即使当时没有损坏，也会造成严重的陷患，就整个电力系统来讲， 如果一台大型发电机组发生非同期并列，这台发电机组与系统发生功率的振荡，严重扰乱整个系统的正常安全运行，甚至会造成整个电网的崩溃。具体如下：1）电压不等的情况：并列瞬间发电机产生冲击电流，其周期分量有效值为im=UXd当发电机电压 UG大于系统电压 Ux时，im 滞后 90对发电机起去磁作用，发电机并列后立即带无功功率，当发电机电压UG小于系统电压Ux 时，im 超前 90对发电机起助磁作用，发电机并列后立即从系统吸收无功功率，如果电压差 U相差很大，则im 过大（

7、因为次暂态电抗Xd 很小） ，将会使发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力作用下受损。2）电压相位不一致的情况：在并列瞬间发电机内产生冲击电流, 其周期分量有效值为Iim=U/Xd=2U/ Xd sin （ /2 ）当发电机电压 UG超前系统电压 UX时,Iim 主要成分为 UG同相位的有功分量 （注意在并列时 不能太大），发电机并入系统时立即带有功功率，对发电机有制动作用，有助于将发电机电压拉到与系统电压同相位；当UG滞后 UX时，Iim 的主要成分为与 UG反向的有功分量，发电机并入系统时立即从系统吸收有功功率，对发电机有加速作用， 同样有助于将发电机电压拉到与系统电压同相位。相位不一

8、 致比电压不一致的情况更为严重，如果 很大（在 180范围内），则冲击电流 Iim 很大，其有功分量在发电机轴上产生冲击力矩，使设备烧毁, 或使发电机大轴扭屈。特别是=180时, Iim 近似等于机端三相短路电流的两倍, 损坏最严重。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 3）频率不等的情况：发电机电压 UG 与与系统电压 UX 之间具有相对运动，如果这个相对运动比较较小,则发电机与系统之间的自整步作用, 使发电机拉入同

9、步；如果频率差较大，则并列合闸后 在 0到 360之间周期性变化，当=0时， U =0，则 Iim =0；当 = 180时，U =2UG=2UX，则 Iim 最大；当 =360时，U=0 ，则 Iim=0。发电机在频率差较大的情况下并入系统，立即带上较多正的 （或负的）有功功率，对发电机转子产生制动（或加速）的力矩, 将使发电机产生机械振动，严重时导致失步，造成并列不成功。频率相差较大, 因转子惯性冲力过大而不起作用. 如果发电机频率低于系统频率， 并列后发电机将会吸收电网有功，其逆功率对汽轮机末级叶片造成损坏，严重时使汽轮机末级叶片疲劳端裂。非同期并列的预防：1) 在机组并网之前检查表计的好

10、坏，并网过程中多个表计进行比较以判断正确2）一定严格按操作票来操作，监护人要监护到位。3）新安装或大修的机组投入运行前一定要相序检查和核相，有关的电压互感器二次回路检修后要进行核相4）自动同期装置一定要完好5）并网之前， 发电机要确认在热备用状态，发电机出口开关和PT一定要摇到工作位。6）操作人员要熟悉本厂的一次系统和二次系统7）同步表指针停在零位不动或指针已指在零位时不准合闸。待并发电机在未并入系统前， 与系统达到同期只是暂时的，同步表停在零位不动， 可能是表内断线或其他原因所致，不能合闸8）同步表指向零位移动过快时，表明待并发电机与系统频率相差太大，不易掌握断路器的合闸操作时间，容易造成非

11、同期，故不准合闸。9）同步表指针过零位不稳定而有跳动现象时，可能是因为同步继电器的内部触点有卡住现象，故不准合闸。怎样解决非同期并列的问题：发电机准同期并列必须满足电压，周波和相位相同三个条件，如果由于某种原因或操作不当使当并列没有满足三个条件，发电机便处于非同期运行， 非同期运行可能损坏发电机， 也会对系统供电系统造成强烈的冲击，影响系统正常工作，故应防止这类事故发生。 若待并发电机与系统电压不同，在并列时会产生一定的冲击电流，若电压差小于10时，冲击电流不大，不会对发电机造成大的危害，如果电压差过大，远远低于系统电压，除了产生大的冲击电流外，还会导名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载

12、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 致系统电压严重下降， 将事故波及到系统中的其他设备，为此应在手动准同期装置中装设电压差检查装置， 以防非同期并列发生， 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。若待并发电机电压相位与系统电压相位不同时，并列时引起的冲击电流将产生同期力矩，使待并发电机立即拉入同步，当二者相位差在30以内时，产生的冲击电流及同期力矩不会造成严重影响，若相位差很大， 则冲击电流和同期力矩可能达到三相短路电流的二倍，使定子线棒和转

13、轴受到一个很大的冲击应力，造成定子端部绕组严重变形，联轴器螺栓被剪断等严重后果，因此，一般准同期装置应加入相角闭锁装置，以确保并列时相位差不超过30。若同期回路接线错误，也会给发电机带来危害，所以一般在安装和检修后要测试回路接线，故而接线引起的事故很少。发电机并列时，在待并发电机主断路器合的的瞬间，如果定子电流突然增大，系统电压骤然波动并降低很多， 发电机发出轰鸣声， 而定子电流先剧烈变化，然后慢慢地恢复正常， 即表明发电机非同期并列， 此时应立即拉开发电机的主断路器及灭磁开关， 使发电机停止运行， 再对发电机各部分进行全面检查，确认发电机正常才可重新起动发电机。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -