發(fā)電廠并網(wǎng)斷路器不適宜裝設(shè)自動(dòng)重合閘
| 摘要：提出了發(fā)電廠手動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)斷路器不能啟用一次自動(dòng)重合閘，根據(jù)發(fā)電廠實(shí)際運(yùn)行中交流電頻率、電壓的實(shí)際調(diào)整過程分析了自動(dòng)重合閘啟用后將形成非同期并網(wǎng)的原因以及將造成惡性事故的后果，基于本文討論，說明了本文的思路是可行的，指出了發(fā)電廠手動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)裝置不宜設(shè)計(jì)一次自動(dòng)重合閘。如果已設(shè)計(jì)自動(dòng)重合閘并投入運(yùn)行的，應(yīng)將連接片QP切換在“解除”位置。 關(guān)鍵詞： 并網(wǎng) 斷路器 不適宜 重合閘 1．引言 為了防止啟用一次自動(dòng)重合閘造成非同期事故的發(fā)生，首先要談一談發(fā)電廠實(shí)際運(yùn)行中交流電幾個(gè)重要參數(shù)的調(diào)整。 1.1 發(fā)電機(jī)電壓的調(diào)整 發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整分兩種情況： 一種是孤立運(yùn)行的機(jī)組，電壓調(diào)整是由調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的大小來確定，勵(lì)磁電流愈大，發(fā)電機(jī)端電壓愈高。 另一種情況是與系統(tǒng)并列運(yùn)行的機(jī)組，當(dāng)發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)后，調(diào)整勵(lì)磁電流則是調(diào)整發(fā)電機(jī)輸出無功功率的大小，勵(lì)磁電流愈大，輸出無功功率愈大。 1.2發(fā)電機(jī)輸出頻率的調(diào)整 發(fā)電機(jī)輸出頻率的調(diào)整仍然分兩種情況來說明： 1.2.1 孤立運(yùn)行機(jī)組頻率的調(diào)整 發(fā)電機(jī)有一個(gè)額定轉(zhuǎn)速，根據(jù)NC=60f/p可知，要保證輸出頻率50HZ，必須保證發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，而發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是靠汽輪機(jī)（水輪機(jī)）調(diào)節(jié)進(jìn)汽量（進(jìn)水量）大小來保證。發(fā)電機(jī)輸出功率愈大，反作用于汽輪機(jī)的力矩也就愈大，汽輪機(jī)則需要增大進(jìn)汽量來維持力矩平衡，在任一時(shí)刻發(fā)電機(jī)與汽輪機(jī)維持力矩平衡以保證輸出頻率在規(guī)定范圍內(nèi)，一般為50HZ±0.5。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率增大時(shí)，發(fā)電機(jī)反作用力矩增加，如果此時(shí)汽機(jī)不增大進(jìn)汽量，則汽輪機(jī)主作用力矩小于發(fā)電機(jī)反作用力矩，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降，頻率下降，形成惡性循環(huán)。即發(fā)電機(jī)輸出頻率下降，發(fā)電廠廠用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，鍋爐出力下降，發(fā)電機(jī)頻率再下降。 汽輪機(jī)為維持發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，則在發(fā)電機(jī)反作用力矩增大，即負(fù)荷增加時(shí)，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)把轉(zhuǎn)速瞬間下降的變化量轉(zhuǎn)換為成正比的脈沖油壓變化量，經(jīng)放大去調(diào)節(jié)調(diào)速汽閥的開度，由此讓汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)從新維持力矩平衡，以保證輸出頻率的穩(wěn)定；如果發(fā)電機(jī)輸出功率下降，則調(diào)節(jié)過程與上述相反。由此可見，發(fā)電機(jī)輸出頻率在負(fù)荷變化時(shí)是不穩(wěn)定的，存在一個(gè)調(diào)節(jié)的滯后性。 1.2.2 另一種情況是并列運(yùn)行機(jī)組頻率的調(diào)整 當(dāng)發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)后，發(fā)電機(jī)同時(shí)被大網(wǎng)牽入同步，這時(shí)汽輪機(jī)調(diào)整進(jìn)汽量大小，則是調(diào)整到發(fā)電機(jī)有功功率輸出的大小，轉(zhuǎn)速則被大網(wǎng)頻率牽制。 2. 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)分析 2.1 發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)需要的條件 2.1.1 發(fā)電機(jī)端電壓與電網(wǎng)電壓相等。 2.1.2 發(fā)電機(jī)輸出頻率與電網(wǎng)頻率相同。 2.1.3 發(fā)電機(jī)交流電相序與電網(wǎng)相同，在合閘瞬間要求發(fā)電機(jī)交流電相位與電網(wǎng)相同。 如果不能滿足以上條件，將產(chǎn)生較大的沖擊電流，破壞發(fā)電設(shè)備，甚至影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 2.2 發(fā)電廠中的常規(guī)同期裝置 在小型發(fā)電廠中，一般采用手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置并入電網(wǎng)，通常將中央同期開關(guān)STK，同期閉鎖開關(guān)JBK，組合同步表H-S-V裝設(shè)在中央信號屏上，控制開關(guān)KK和同期開關(guān)TK裝設(shè)在控制屏上，同期檢查繼電器TJJ裝在保護(hù)屏上。 2.3 裝設(shè)同期裝置的目的 裝設(shè)同期裝置的目的主要是防止并網(wǎng)時(shí)發(fā)生非同期合閘事故。 2.3.1同期檢查繼電器TJJ 在同期回路中，設(shè)置了一個(gè)同期檢查繼電器TJJ，其目的是待并側(cè)與電網(wǎng)側(cè)相位差大于整定值時(shí)，TJJ吸合，切斷合閘回路，防止非同期并列。繼電器可在20-40度范圍內(nèi)整定，當(dāng)兩側(cè)電壓相位差小于整定值時(shí)，繼電器TJJ常閉觸頭接通合閘回路，可允許經(jīng)同期調(diào)整后合閘。實(shí)際上TJJ僅起防止相位差過大時(shí)切斷斷路器合閘回路電源防止非同期并列的作用。 2.3.2 組合同步表H-S-V 實(shí)際操作過程中，僅靠TJJ防止非同期合閘是不安全的，所以裝設(shè)組合同步表H-S-V。并列時(shí)，先調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓使H-S-V電壓指向0點(diǎn)，表明發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電壓相等。再調(diào)整頻率，使H-S-V頻率指向0點(diǎn)，表明發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)頻率相同，再置STK于細(xì)調(diào)，同步表旋轉(zhuǎn)，當(dāng)H-S-V同步指針指向0時(shí)，表明這一瞬間待并側(cè)與系統(tǒng)側(cè)同期，即為******合閘點(diǎn)。實(shí)際操作中，值班員主要依靠同步表進(jìn)行調(diào)節(jié)后并列。 3. 并網(wǎng)回路裝設(shè)一次重合閘裝置ZCH存在的問題 在手動(dòng)準(zhǔn)同期合閘回路中，如果裝設(shè)并啟用了一次自動(dòng)重合閘，將會(huì)導(dǎo)致以下問題： 當(dāng)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列運(yùn)行時(shí)，如果因某種原因并網(wǎng)斷路器跳閘瞬間，除發(fā)電廠廠用電之外，發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷，此時(shí)發(fā)電機(jī)反作用力矩迅速減小，轉(zhuǎn)速飛升，頻率迅速上升，發(fā)電機(jī)端電壓上升，交流電相位迅速變化，汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)迅速自動(dòng)關(guān)小調(diào)速汽閥，以限制轉(zhuǎn)速在額定范圍內(nèi)，甚至危急遮斷器保護(hù)動(dòng)作停機(jī)。在過程變化進(jìn)行的同時(shí)，斷路器DL常閉觸頭與串聯(lián)的TJJ常閉觸頭接通，自動(dòng)重合閘繼電器ZCH內(nèi)部時(shí)間繼電器SJ線圈得電，SJ常開延時(shí)觸頭閉合，電容C通過中間繼電器ZJ線圈放電，ZJ接通合閘回路。在合閘瞬間，發(fā)電機(jī)頻率、電壓、相位與系統(tǒng)偏離，如果此時(shí)的偏離值大于TJJ整定值，TJJ啟動(dòng)，其常閉觸頭打開，斷開ZCH啟動(dòng)電源，自動(dòng)重合閘啟動(dòng)失??；如果此時(shí)的偏離值小于TJJ整定值，自動(dòng)重合閘啟動(dòng)，由于頻率、電壓、相位均已不能滿足合閘條件，此時(shí)將產(chǎn)生很大的沖擊電流，發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，此時(shí)定子電流表指示突然升高，系統(tǒng)電壓降低，發(fā)電機(jī)本體由于沖擊力矩的作用而發(fā)出“吼”的聲音，發(fā)電機(jī)母線電壓也來回?cái)[動(dòng)，這些現(xiàn)象都說明發(fā)電機(jī)是非同期并列。由于沖擊力很大，發(fā)電機(jī)及與之串聯(lián)的變壓器、斷路器等電氣設(shè)備受到巨大電動(dòng)力的作用和引起強(qiáng)烈的發(fā)熱，因此會(huì)造成很大的破壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將發(fā)電機(jī)繞組燒壞，造成線圈端部變形，另外可造成系統(tǒng)振蕩，嚴(yán)重時(shí)可造成系統(tǒng)崩潰。 4. 發(fā)生非同期事故的處理 當(dāng)發(fā)生自動(dòng)重合閘非同期并列事故時(shí)，若汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生很大的沖擊電流和強(qiáng)烈的振動(dòng)而且不衰減時(shí)，應(yīng)立即先把發(fā)電機(jī)斷路器滅磁開關(guān)斷開，解列并停止發(fā)電機(jī)，然后打開發(fā)電機(jī)端蓋，檢查定子繞組端部有無變形情況，否則不可再次啟動(dòng)機(jī)組。 5. 結(jié)論 5.1 在并網(wǎng)斷路器中僅靠TJJ來防止相位差過大的電網(wǎng)并列保護(hù)，啟用一次重合閘是危險(xiǎn)的，因?yàn)門JJ的性能不可能達(dá)到理想的精良程度。 5.2 發(fā)電廠手動(dòng)準(zhǔn)同期回路不宜設(shè)計(jì)一次自動(dòng)重合閘，否則容易導(dǎo)致非同期并列。 5.3 如果一次重合閘已投入運(yùn)行，應(yīng)切換連接片QP在解除位置。 |
