發(fā)電廠并網(wǎng)斷路器不適宜裝設(shè)自動重合閘
| 摘要：提出了發(fā)電廠手動準同期并網(wǎng)斷路器不能啟用一次自動重合閘，根據(jù)發(fā)電廠實際運行中交流電頻率、電壓的實際調(diào)整過程分析了自動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)電廠手動準同期并網(wǎng)裝置不宜設(shè)計一次自動重合閘。如果已設(shè)計自動重合閘并投入運行的，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)電廠實際運行中交流電幾個重要參數(shù)的調(diào)整。 1.1 發(fā)電機電壓的調(diào)整 發(fā)電機電壓調(diào)整分兩種情況： 一種是孤立運行的機組，電壓調(diào)整是由調(diào)整發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁電流的大小來確定，勵磁電流愈大，發(fā)電機端電壓愈高。 另一種情況是與系統(tǒng)并列運行的機組，當發(fā)電機并入電網(wǎng)后，調(diào)整勵磁電流則是調(diào)整發(fā)電機輸出無功功率的大小，勵磁電流愈大，輸出無功功率愈大。 1.2發(fā)電機輸出頻率的調(diào)整 發(fā)電機輸出頻率的調(diào)整仍然分兩種情況來說明： 1.2.1 孤立運行機組頻率的調(diào)整 發(fā)電機有一個額定轉(zhuǎn)速，根據(jù)NC=60f/p可知，要保證輸出頻率50HZ，必須保證發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速運行，而發(fā)電機轉(zhuǎn)速是靠汽輪機（水輪機）調(diào)節(jié)進汽量（進水量）大小來保證。發(fā)電機輸出功率愈大，反作用于汽輪機的力矩也就愈大，汽輪機則需要增大進汽量來維持力矩平衡，在任一時刻發(fā)電機與汽輪機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。當發(fā)電機輸出功率增大時，發(fā)電機反作用力矩增加，如果此時汽機不增大進汽量，則汽輪機主作用力矩小于發(fā)電機反作用力矩，導致轉(zhuǎn)速下降，頻率下降，形成惡性循環(huán)。即發(fā)電機輸出頻率下降，發(fā)電廠廠用電動機轉(zhuǎn)速下降，鍋爐出力下降，發(fā)電機頻率再下降。 汽輪機為維持發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速運行，則在發(fā)電機反作用力矩增大，即負荷增加時，汽輪機調(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，由此讓汽輪機與發(fā)電機從新維持力矩平衡，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)電機輸出頻率在負荷變化時是不穩(wěn)定的，存在一個調(diào)節(jié)的滯后性。 1.2.2 另一種情況是并列運行機組頻率的調(diào)整 當發(fā)電機并入電網(wǎng)后，發(fā)電機同時被大網(wǎng)牽入同步，這時汽輪機調(diào)整進汽量大小，則是調(diào)整到發(fā)電機有功功率輸出的大小，轉(zhuǎn)速則被大網(wǎng)頻率牽制。 2. 發(fā)電機并網(wǎng)分析 2.1 發(fā)電機并入電網(wǎng)需要的條件 2.1.1 發(fā)電機端電壓與電網(wǎng)電壓相等。 2.1.2 發(fā)電機輸出頻率與電網(wǎng)頻率相同。 2.1.3 發(fā)電機交流電相序與電網(wǎng)相同，在合閘瞬間要求發(fā)電機交流電相位與電網(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，一般采用手動準同期裝置并入電網(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，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，當兩側(cè)電壓相位差小于整定值時，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。實際上TJJ僅起防止相位差過大時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，先調(diào)整發(fā)電機電壓使H-S-V電壓指向0點，表明發(fā)電機與系統(tǒng)電壓相等。再調(diào)整頻率，使H-S-V頻率指向0點，表明發(fā)電機與系統(tǒng)頻率相同，再置STK于細調(diào)，同步表旋轉(zhuǎn)，當H-S-V同步指針指向0時，表明這一瞬間待并側(cè)與系統(tǒng)側(cè)同期，即為******合閘點。實際操作中，值班員主要依靠同步表進行調(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 在手動準同期合閘回路中，如果裝設(shè)并啟用了一次自動重合閘，將會導致以下問題： 當發(fā)電機與系統(tǒng)并列運行時，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)電機甩負荷，此時發(fā)電機反作用力矩迅速減小，轉(zhuǎn)速飛升，頻率迅速上升，發(fā)電機端電壓上升，交流電相位迅速變化，汽輪機調(diào)速系統(tǒng)迅速自動關(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動作停機。在過程變化進行的同時，斷路器DL常閉觸頭與串聯(lián)的TJJ常閉觸頭接通，自動重合閘繼電器ZCH內(nèi)部時間繼電器SJ線圈得電，SJ常開延時觸頭閉合，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)電機頻率、電壓、相位與系統(tǒng)偏離，如果此時的偏離值大于TJJ整定值，TJJ啟動，其常閉觸頭打開，斷開ZCH啟動電源，自動重合閘啟動失??；如果此時的偏離值小于TJJ整定值，自動重合閘啟動，由于頻率、電壓、相位均已不能滿足合閘條件，此時將產(chǎn)生很大的沖擊電流，發(fā)電機將產(chǎn)生強烈的振動，此時定子電流表指示突然升高，系統(tǒng)電壓降低，發(fā)電機本體由于沖擊力矩的作用而發(fā)出“吼”的聲音，發(fā)電機母線電壓也來回擺動，這些現(xiàn)象都說明發(fā)電機是非同期并列。由于沖擊力很大，發(fā)電機及與之串聯(lián)的變壓器、斷路器等電氣設(shè)備受到巨大電動力的作用和引起強烈的發(fā)熱，因此會造成很大的破壞，嚴重時會將發(fā)電機繞組燒壞，造成線圈端部變形，另外可造成系統(tǒng)振蕩，嚴重時可造成系統(tǒng)崩潰。 4. 發(fā)生非同期事故的處理 當發(fā)生自動重合閘非同期并列事故時，若汽輪發(fā)電機產(chǎn)生很大的沖擊電流和強烈的振動而且不衰減時，應(yīng)立即先把發(fā)電機斷路器滅磁開關(guān)斷開，解列并停止發(fā)電機，然后打開發(fā)電機端蓋，檢查定子繞組端部有無變形情況，否則不可再次啟動機組。 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，啟用一次重合閘是危險的，因為TJJ的性能不可能達到理想的精良程度。 5.2 發(fā)電廠手動準同期回路不宜設(shè)計一次自動重合閘，否則容易導致非同期并列。 5.3 如果一次重合閘已投入運行，應(yīng)切換連接片QP在解除位置。 |
