2009年第14期 内蒙古石油化工 51 浅谈发电机的同期并列 张彦军，祁进林，杨博 (青海碱业有限公司热电车间，青海海西817000， 摘要：介绍了发电机的同步并列与同步并列的条件及非同期并列的些基本经验。 关键词：同步：并列：同期：自准同期 随着我国电力系统的迅猛发展，电力容量瓦数 都是同期点，这是为了减少并列运行时可能出现的 的增高，全国各地不同容量的水电厂、火电厂层出不 母线倒闸操作，保证迅速可靠地恢复供电。 穷，而发电厂所发出的电必须上网传送到全网各地 从以上情况来看，很显然，同期并列的条件应 才能换取广大的经济效益。所以对发电厂来说，发电 为： 机能否正常而顺利的并网是关键之一。 ①待并发电机频率与系统频率相等，即滑差（频 1同步并列与准同期 差)相等。 一般情况下，在一个电力系统中并列运行的各 ②断路器主触头闭合瞬间，待并发电机的电压 发电机转子都以相同的电角度运转，转子间的相对 与系统电压间的瞬时相角差为零，即角差为零。 电角度不超过允许值，此种运行方式称为发电机的 ③待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即 同步运行。通常一台未投入系统参加并列运行的发 压差为零。 电机与系统是不同步的，发电机投入系统参加并列 当系统处于稳定运行时，待并发电机如果实现 运行的操作称为并列操作，同步发电机的并列操作 了上述三个条件，虽然并未并入系统，但可以说己与 称为同期，以等于或近于同步运行的条件进行的并 系统处于同步状态”，无论是自动还是手动合上断 列操作，在我国原称为同步并列，现在一般称为准同 路器，都可以使待并发电机平滑的与系统进行同步 期。除准同期外，也可采用自同期的并列方式。当采 运行，不会发生任何的并列冲击与振荡，这就是典型 用准同期方式时，待并发电机应先励磁，然后按准同 的同步并列。目前，在装有电液调速器的大型汽轮或 期的条件，通过并列操作，使发电机并入系统，采用 水轮发电机上，利用调速器的连续调节作用，即可实 自同期方式时，待并发电机并入系统后方给转子励 现对系统频率与相角的同步”，并持续一定的时间， 磁。 足以实现手动或自动的同步并列操作，有以上也可 并列操作是电力系统运行中的一项重要操作， 以看出，这种并列的特点是依赖对调速器的连续准 不但正常运行时需要他，在事故处理中有时也需要 确控制，它一般作为电液调速器控制部分的一个部 通过它来迅速恢复整个系统的安全供电，不但发电 件，实现同期与调速的自动化，上述发电机的同步并 厂需要它，对整个电力系统也是十分重要的。 列条件，即滑差为零，角差为零，压差为零的情况下 将发电厂的一个机组用准同期方式并入母线” 同步发电机的自并列问题，一般称作自动准同期，它 与将电力系统的两部分用准同期的方式进行并列” 适用于脉冲宽度控制的调速系统，在我国目前较为 可以说是两个问题。由于具体条件不同，他们的自动 普遍。在并列瞬间，如果待并发电机与系统之间存在 化方案也有较大的差别：如果一般地来讨论电力系 着滑差、角差或压差，其超过允许值都会引起相应的 统并列操作的自动化”问题，显然涉及的面较广，内 冲击电流和振荡过程，通常自动准同期的效果比较 容也较为烦琐。因此，我浅谈发电机并列操作自动化 好，因而使得这些差值很小。一般待并发电机与系统 最常见的问题，同时在技术上也最有典型性的问题。 相比的话，可以把系统看作是无穷大系统，断路器合 在我厂的自备发电厂中，每一有可能进行并列 上后，发电机的同步过程被看成是小刺激情况下的 操作的断路器都是电厂的同期点，例如图1中，每个 线性化系统的动态问题，发电机本身所固有的阻尼 发电机的断路器都是同期点，因为每个发电机的并 特性，可使因并列产生的冲击影响显得较为必要。随 列操作，都在各自的断路器上进行，母线联络开关也 着大型机组的出现，材料受到冲击的裕度逐步减小， 是同期点，它对于同一母线上的所有发电单元都是 而并列又是一个相对频繁的操作，从保护汽轮机组 后备的同期点，当变压器检修完毕投入运行时，可以 的机械强度与寿命着想的话，频繁的反复的冲击强 在变压器低压侧断路器上进行并列操作，所以，对变 度是应该加以限制的，对准同期并列时的滑差、角差 压器来说，不管是三绕组还是双绕组变压器，其各侧 或压差的限制可以因机组大小而不同。 9收稿日期！oO9n△demic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.net浅谈发电机的同期并列
张彦军, 祁进林, 杨 博 ( 青海碱业有限公司热电车间, 青海 海西 817000) 摘 要: 介绍了发电机的同步并列与同步并列的条件及非同期并列的一些基本经验。 关键词: 同步; 并列; 同期; 自准同期 随着我国电力系统的迅猛发展, 电力容量瓦数 的增高, 全国各地不同容量的水电厂、火电厂层出不 穷, 而发电厂所发出的电必须上网传送到全网各地 才能换取广大的经济效益。所以对发电厂来说, 发电 机能否正常而顺利的并网是关键之一。 1 同步并列与准同期 一般情况下, 在一个电力系统中并列运行的各 发电机转子都以相同的电角度运转, 转子间的相对 电角度不超过允许值, 此种运行方式称为发电机的 同步运行。通常一台未投入系统参加并列运行的发 电机与系统是不同步的, 发电机投入系统参加并列 运行的操作称为并列操作, 同步发电机的并列操作 称为同期, 以等于或近于同步运行的条件进行的并 列操作, 在我国原称为同步并列, 现在一般称为准同 期。除准同期外, 也可采用自同期的并列方式。当采 用准同期方式时, 待并发电机应先励磁, 然后按准同 期的条件, 通过并列操作, 使发电机并入系统, 采用 自同期方式时, 待并发电机并入系统后方给转子励 磁。 并列操作是电力系统运行中的一项重要操作, 不但正常运行时需要他, 在事故处理中有时也需要 通过它来迅速恢复整个系统的安全供电, 不但发电 厂需要它, 对整个电力系统也是十分重要的。 “将发电厂的一个机组用准同期方式并入母线” 与“将电力系统的两部分用准同期的方式进行并列” 可以说是两个问题。由于具体条件不同, 他们的自动 化方案也有较大的差别; 如果一般地来讨论“电力系 统并列操作的自动化”问题, 显然涉及的面较广, 内 容也较为烦琐。因此, 我浅谈发电机并列操作自动化 最常见的问题, 同时在技术上也最有典型性的问题。 在我厂的自备发电厂中, 每一有可能进行并列 操作的断路器都是电厂的同期点, 例如图1 中, 每个 发电机的断路器都是同期点, 因为每个发电机的并 列操作, 都在各自的断路器上进行, 母线联络开关也 是同期点, 它对于同一母线上的所有发电单元都是 后备的同期点, 当变压器检修完毕投入运行时, 可以 在变压器低压侧断路器上进行并列操作, 所以, 对变 压器来说, 不管是三绕组还是双绕组变压器, 其各侧 都是同期点, 这是为了减少并列运行时可能出现的 母线倒闸操作, 保证迅速可靠地恢复供电。 从以上情况来看, 很显然, 同期并列的条件应 为:
待并发电机频率与系统频率相等, 即滑差( 频 差) 相等。 断路器主触头闭合瞬间, 待并发电机的电压 与系统电压间的瞬时相角差为零, 即角差为零。 待并发电机电压与系统电压的幅值相等, 即 压差为零。 当系统处于稳定运行时, 待并发电机如果实现 了上述三个条件, 虽然并未并入系统, 但可以说已与 系统处于“同步状态”, 无论是自动还是手动合上断 路器, 都可以使待并发电机平滑的与系统进行同步 运行, 不会发生任何的并列冲击与振荡, 这就是典型 的同步并列。目前, 在装有电液调速器的大型汽轮或 水轮发电机上, 利用调速器的连续调节作用, 即可实 现对系统频率与相角的“同步”, 并持续一定的时间, 足以实现手动或自动的同步并列操作, 有以上也可 以看出, 这种并列的特点是依赖对调速器的连续准 确控制, 它一般作为电液调速器控制部分的一个部 件, 实现同期与调速的自动化, 上述发电机的同步并 列条件, 即滑差为零, 角差为零, 压差为零的情况下 同步发电机的自并列问题, 一般称作自动准同期, 它 适用于脉冲宽度控制的调速系统, 在我国目前较为 普遍。在并列瞬间, 如果待并发电机与系统之间存在 着滑差、角差或压差, 其超过允许值都会引起相应的 冲击电流和振荡过程, 通常自动准同期的效果比较 好, 因而使得这些差值很小。一般待并发电机与系统 相比的话, 可以把系统看作是无穷大系统, 断路器合 上后, 发电机的同步过程被看成是小刺激情况下的 线性化系统的动态问题, 发电机本身所固有的阻尼 特性, 可使因并列产生的冲击影响显得较为必要。随 着大型机组的出现, 材料受到冲击的裕度逐步减小, 而并列又是一个相对频繁的操作, 从保护汽轮机组 的机械强度与寿命着想的话, 频繁的反复的冲击强 度是应该加以限制的, 对准同期并列时的滑差、角差 或压差的限制可以因机组大小而不同。 2009 年第14 期 内蒙古石油化工 51
收稿日期: 2009- 03- 21