非同期合闸的分析.doc

所谓非同期是指凡不符合准同期条件进行并列，即将带励磁机发电机并入电网，叫做非同期并网。非同期并列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。准同步期并列就是并列操作前，调节发电机励磁，当发电机电压的相位、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，利用电机的自整步作用，即借助于原动机的转矩与同步转矩互相作用，将发电机拉入同步。我们的机组一般采用准同期并列。因为准同期并列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条件否则造成非同期并列，会有很大的冲击电流比机端三相短路时电流还大一点。准同步并列又分为手动准同期和自动准同期并列。我们的小型机组一般采用准同期并列准同步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（允许电压偏差不大于０。１ＨＺ）发电机电压相位与系统电压相位相同发电机电压相序与系统电压相序一致这几个条件是缺一不可的，如果缺一会产生非同期并列严重的后果。发电机非同期并列的现象：发电机非同期并列时，发电机定子产生巨大的电流冲击，定子电流表剧烈摆动，定子电压表也随之摆动，发电机发生剧烈振动，发出轰鸣声，其节奏与表计摆动相同。发电机非同期并列的处理：发电机的非同期并列应根据事故现象正确判断处理。当同期条件相差不悬殊时，发电机无强烈的振动和轰鸣声，且表计摆动能很快区域缓和，则不必停机，机组会很快被系统拉入同步，进入稳定运行状态。若非同期并列对发电机产生很大的冲击和引起强烈的振动，表计摆动且不衰减时，应立即解列停机，待试验检查确认机组无损坏后，方可重新启机并列。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未按操作票操作6)手动并网时操作人员未按操作票操作7)手动准同期并网时同步表故障。8)新安装或大修的机组投入运行前没有进行发电机相序检查和核相，有关的电压互感器二次回路检修后没有核相。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，由于合闸冲击电流很大，巨大的冲击电流对发电机、变压器及对系统造成严重冲击。机组将发生强烈的振动，使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，也会造成严重的隐患。就整个电力系统来讲，如果一台大型机组发生非同期并列，这台发电机将与系统发生功率的震荡，严重扰乱整个系统的正常运行，甚至造成整个电力系统的崩溃。具体如下：1)电压不等的情况：并列瞬间发电机内产生冲击电流,其周期分量有效值为WIim=∣△U∣/X"d当发电机电压UG>系统电压UX时,Iim滞后UG90o对发电机起去磁作用发电机并列后立即带无功功率；当UG<UX时，Iim超前UG90o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很大，则Iim过大（因为次暂态电抗X"d很小），将会发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力的作用下受损。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/Xdsin（δ/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δ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。相位不一致比电压不一致的情况更为严重，如果δ很大（在180o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δ=180o时,Iim近似等于机端三相短路电流的两倍,损坏最严重。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,使发电机拉入同步；如果频率差较大，则并列合闸后δ在0o到360o之间周期性变化，当δ=0o时，△U=0，则Iim=0；当δ=180o时，△U=2UG=2UX，则Iim最大；当δ=360o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