非同步并列

“發(fā)變組非同期并列”故障分析

摘要：在發(fā)電廠的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)的并列是一項(xiàng)非常重要的操作。由于各種原因在并列過(guò)程中發(fā)生事故的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這種事故對(duì)電力生產(chǎn)和電氣設(shè)備造成的損失和損害都是非常嚴(yán)重的，因此我們有必要對(duì)發(fā)電機(jī)組在并列過(guò)程中所發(fā)生的故障，進(jìn)行認(rèn)真的分析提高認(rèn)識(shí)，找出發(fā)生故障的原因并加以解決，以利于以后的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：發(fā)變組發(fā)電機(jī)非同期并列差動(dòng)速斷保護(hù)復(fù)式比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)

一、#1發(fā)變組并列前本電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)：

07年6月4日是唐山三友集團(tuán)年度停車大檢修剛剛結(jié)束，電氣設(shè)備基本都已投入運(yùn)行的時(shí)刻。為了分析問(wèn)題方便，我們只討論本電力系統(tǒng)電源的運(yùn)行情況，由于缺少與這次故障有關(guān)的系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)電源及各條線路的相關(guān)數(shù)據(jù)及運(yùn)行參數(shù)，所以我們不作詳細(xì)的計(jì)算，只是定性的對(duì)故障進(jìn)行分析，找出解決問(wèn)題的辦法，用以指導(dǎo)我們的生產(chǎn)實(shí)踐。

在#1發(fā)變組沒(méi)有并列之前已經(jīng)投入運(yùn)行的電源如下：1、熱電公司6萬(wàn)千瓦的#2發(fā)變組；2、熱電分公司6千千瓦的#1發(fā)電機(jī)；3、熱電分公司1.5萬(wàn)千瓦的#2發(fā)電機(jī)；4、熱電分公司3萬(wàn)千瓦的#3發(fā)電機(jī)；5、110KV變電站兩臺(tái)4萬(wàn)千伏安的#1主變和#2主變。

在#1發(fā)變組具備并列條件，準(zhǔn)備并列之前，上述設(shè)備運(yùn)行正常。

二、#1發(fā)變組并列時(shí)的故障現(xiàn)象：

#1發(fā)變組301開(kāi)關(guān)合入與系統(tǒng)并列的瞬間，#1發(fā)變組301開(kāi)關(guān)跳閘，#2發(fā)變組302開(kāi)關(guān)也跳閘。

經(jīng)檢查：#1發(fā)變組差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間是16點(diǎn)31分18秒406毫秒，差電流是21A，是發(fā)變組額定電流的5倍左右；#2發(fā)變組差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間是16點(diǎn)31分20秒000毫秒，差電流是8.8A，是發(fā)變組額定電流的兩倍多。（差動(dòng)速斷保護(hù)整定的動(dòng)作電流是5.72A，約為額定電流的1.4倍）。

從綜合保護(hù)裝置和綜合測(cè)控裝置的記錄上看，#2發(fā)變組差動(dòng)速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間比#1發(fā)變組差動(dòng)速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間晚1.6秒左右。#2發(fā)變組的差電流也比#1發(fā)變組的差電流小很多。

在這次#1發(fā)變組并列故障中，兩臺(tái)機(jī)組都是差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作，而復(fù)式比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)都沒(méi)有動(dòng)作。

三、#1發(fā)變組并列故障分析：

在#1發(fā)變組301開(kāi)關(guān)合閘之前整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常，#1發(fā)變組空載運(yùn)行也很正常，而在#1發(fā)變組301開(kāi)關(guān)合閘并入系統(tǒng)的瞬間故障發(fā)生了，造成了#1發(fā)變組差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作301開(kāi)關(guān)跳閘，#2發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作302開(kāi)關(guān)跳閘，這就確定無(wú)疑是由于#1發(fā)變組與系統(tǒng)并列造成了事故跳閘。事后經(jīng)詳細(xì)檢查二次回路，證實(shí)了這次事故是非同期并列事故。非同期并列的原因是在大修期間更換#1發(fā)電機(jī)電壓互感器二次側(cè)開(kāi)關(guān)的過(guò)程中，錯(cuò)誤的把#1發(fā)電機(jī)電壓互感器二次側(cè)的b相接到了原來(lái)c相的位置，而把#1發(fā)電機(jī)電壓互感器二次側(cè)的c相接到了原來(lái)b相的位置上，這就造成了同期裝置的同步表的指針，指示同期點(diǎn)時(shí)實(shí)際上一次回路當(dāng)中系統(tǒng)電壓的相位正好與發(fā)變組電壓的相位相反。這是一種最嚴(yán)重的相位不同的非同期并列事故，從這次事故當(dāng)中我們也更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到了二次回路的重要性，在二次回路上工作一定要認(rèn)真仔細(xì)，把“保證在二次回路上工作正確性”的組織措施和技術(shù)措施做到位。

根據(jù)熱電公司#1發(fā)變組非同期并列的故障現(xiàn)象我們提出以下四個(gè)問(wèn)題：

（一）非同期并列是不是發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)的故障？

1、什么是非同期并列

非同期并列是相對(duì)于準(zhǔn)同期并列而言的，準(zhǔn)同期并列的條件是：1待并電源的相序與系統(tǒng)電源的相序相同，2待并電源的電壓與系統(tǒng)電源的電壓相等，3待并電源的頻率與系統(tǒng)電源的頻率相等。4待并電源電壓的相位與系統(tǒng)電源電壓的相位一致。嚴(yán)格的講待并電源的波形與系統(tǒng)電源的波形也應(yīng)相同。在發(fā)電機(jī)制造時(shí)都已經(jīng)充分考慮到了這一點(diǎn)，在發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)和制造工藝上盡可能使發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓的波形為正弦波，對(duì)于發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓的波形，安裝及使用單位都無(wú)法控制和改變。

在待并電源與系統(tǒng)電源之間完全滿足以上條件時(shí)使待并電源并入系統(tǒng)，這就叫準(zhǔn)同期并列，在這種條件下把待并電源并入系統(tǒng)時(shí)，待并電源的運(yùn)行參數(shù)和系統(tǒng)電源的運(yùn)行參數(shù)都不會(huì)因?yàn)榇㈦娫吹牟⑷攵l(fā)生任何改變。

非同期并列就是：待并電源與系統(tǒng)電源并列，在準(zhǔn)同期并列的條件之中，有一個(gè)及一個(gè)以上的條件不滿足時(shí)的并列都叫做非同期并列。

2、非同期并列產(chǎn)生的危害

非同期并列對(duì)電氣設(shè)備和電氣系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生什么樣的危害呢？下面我們對(duì)不滿足準(zhǔn)同期并列條件時(shí)的并列，所造成的后果分別加以分析。在這里我們每分析其中一個(gè)條件不符合要求時(shí)，都假定其它條件都滿足要求，這樣分析問(wèn)題可以簡(jiǎn)單清楚一些。

1待并電源的相序與系統(tǒng)電源的相序不同時(shí)并列的危害

待并電源在安裝時(shí)就必須保證其相序與系統(tǒng)相序一致。當(dāng)待并電源與系統(tǒng)電源相序相反時(shí)把待并電源并入系統(tǒng)，在待并電源和系統(tǒng)電源中要產(chǎn)生非常大的沖擊電流，并且待并電源輸出的電磁轉(zhuǎn)矩與系統(tǒng)電源對(duì)待并電源產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向相反，簡(jiǎn)單的說(shuō)待并電源與系統(tǒng)電源相序相反時(shí)的并列，就相當(dāng)于待并電源與系統(tǒng)電源互為反接制動(dòng)，后果非常嚴(yán)重可怕，如果保護(hù)裝置拒動(dòng)，將造成旋轉(zhuǎn)設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，造成電氣設(shè)備的燒毀，甚至造成系統(tǒng)的瓦解，這是絕對(duì)不允許的。

檢查待并電源的相序與系統(tǒng)電源的相序是否一致的方法也很簡(jiǎn)單，在母線電壓互感器的二次側(cè)接入相序表，如果該相序表在系統(tǒng)電源作用下的旋轉(zhuǎn)方向與在待并電源作用下的旋轉(zhuǎn)方向一致，就說(shuō)明系統(tǒng)電源的相序與待并電源的相序一致，否則相序相反。

2待并電源的電壓與系統(tǒng)電源的電壓不等時(shí)并列的危害

待并電源的電壓與系統(tǒng)電源的電壓不相等時(shí)，把待并電源并入系統(tǒng)，由于待并電源電壓U1與系統(tǒng)電源電壓U不相等，于是在并列用的斷路器的兩個(gè)觸頭之間就要出現(xiàn)一個(gè)電壓差△U，△U=U-U1。從U和U1的波形圖用逐點(diǎn)相減的方法可以畫出△U的波形圖，△U也是一個(gè)最大值一定、頻率與兩電原頻率相同的正弦波。在這時(shí)把待并電源并入系統(tǒng)，待并電源與系統(tǒng)電源之間會(huì)在電壓差△U的作用下產(chǎn)生一個(gè)沖擊電流，△U越大合閘時(shí)的沖擊電流也就越大,由于待并電源與系統(tǒng)電源的阻抗都很小，當(dāng)△U較大時(shí)并列將產(chǎn)生很大的沖擊電流，甚至使保護(hù)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)跳閘。所以我們?cè)谶M(jìn)行并列操作時(shí)要盡可能調(diào)整待并電源電壓與系統(tǒng)電源電壓一致。實(shí)際操作時(shí)通常允許電壓差△U在±5%的額定值范圍之內(nèi)。2100433B