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小型水电站微机监控改造中同期系统的安装与调试 |
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| 小型水电站微机监控改造中同期系统的安装与调试 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-23 15:20:10  |
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摘 要： 同期系统是水电站一个重要的二次系统，同期系统接线是否正确必须通过同期系统安装和调试来保证。在小型水电站微机监控改造工程中同期系统安装和调试稍有不慎可能引起严重后果，必须引起高度重视。
关键词： 小型水电站；微机监控改造；同期系统安装与调试
一、 同期系统的安装
当采用微机监控方式时往往自动准同期系统与发电机、变压器等主设备的保护、监控、操作、信号等功能已经集成在一起，并且已经按照主设备分类组成监控单元。虽然各微机监控装置生产厂家不同，大致结构和功能均差不多，一般只是一些细部功能和通讯方式不同罢了。一般不需单独对同期系统进行安装，只需按照微机监控装置生产厂家要求接入被保护控制主设备的规定电压、电流量二次值(模拟量)、交直流工作电源、和各开关量输入输出(即开入开出)、接入按照通讯规约规定的通讯方式配置的通讯线路即可。也就是按照微机监控装置生产厂家要求将上述各量接上保护监控屏的端子牌。
这个阶段的工作看起来简单，其实非常容易出问题。尤其对老厂改造工程问题更多。为了保证接线正确性，应该首先仔细研究厂家捉供的接线原理图和端子图，认真领会其设计意图；其次按照厂家图纸结合本厂情况绘制每一面屏施工图、端子图；图中要标清元件代号、回路标号、电缆编号、端子编号等，要特别注意厂家图中元件号、回路号与本厂实际设备的标号可能出现的不一致。当出现同一回路、同一设备而标号不一致时应采用补救措施取得统一。在具体接线时应严格按照二次回路接线施工要求，保证工艺水平。接线完成后应仔细核对检查，防止错、漏、断线。对监控回路中的二次电缆应采“kvvp”型带屏蔽的控制电缆，敷设时应尽可能避开高压、大电流的电力和动力电缆，对通讯线路可采用双绞屏蔽线。其屏蔽层应按厂家设计要求可靠接入每面屏的接地干线，全厂设备安装完成后将全厂各监控保护屏的接地干线用10mm2以上截面铜芯软导线连通并进行一点接地。接地电阻不宜超过2Ω。
二、同期系统的调试
1、准同期并列的条件
同步发电机准同期并列实际操作条件为：
待并机与系统电压差小于10％(标么值)；
待并机与系统频率差小于(0.2～0.5)％(标么值)；
待并机与系统相位差小于10°；
现在一般的微机监控装置借助计算机技术只要同期系统接线不错、相序不错都能达到比上述规定的操作条件好得多的控制标准进行并列，能达到断路器合闸瞬间冲击电流非常小接近理想并列状态的好效果。
2．非同步并列的后果
安装接线完成后进入现场调试阶段。现场调试阶段工作十分重要，万不可掉以轻心。要消除那种认为微机监控装置已经可以准确控制并列条件可放心投入运行。这种侥幸心里可能导致非同期并列的严重后果。
以发电机在发电机出口母线并入无穷大系列为例：
设运行系统次暂态电势为EYT，待并机次暂态电势为Ec，待并机阻抗标么值一般在0.2左右，而无穷大系统阻抗标么值为∞；
则发电机出口断路器合闸瞬间产生的冲击电流为：I=(Ext—Eg)／(Xxt+Xg)
当忽略系统阻抗即Ext≈0，则冲击电流等于系统与待并机电压相量差比上发电机阻抗。
作出相量图(图略)
由相量图可分析推知：
Icj=(2Eg／Xg)sin
其中o为系统电势与待并机电势相角差。当o为180°时，其冲击电流标么值最大可达到：
Icj= (2EG／XG)sin=2(EG／XG)sin(180／2)≈2Id
Icj≈2(1／0.2)sin(180／2)=2X5=10
即冲击电流最大可达二倍发电机三相出口短路电流或者发电机10额定电流，必然造成重大损失。
例如引入监控装置用于检查准同期条件的系统电压或者待并机电压任何一个极性接反，当微机监控装置检查到满足同期条件而合上断路器瞬间，其一次回路同期点两侧电压就刚刚差180°，就必然造成上述10倍额定电流的冲击。
再如引入监控装置用于检查准同期条件的系统电压或者待并机电压任何一个错相，当微机监控装置检查到满足同期条件而合上断路器瞬间，其一次回路同期点两侧电压就刚刚差120°(或者240°)将产生Icj≈2X(1／0.2)sin(120／2)=2X4.33=8.66倍额定电流的冲击。
上述两种接线错误在数量众多的二次接线中是非常容易发生的错误。当然如果一次回路同期点两侧不同相序，则肯定不会进入同步运行的。
3．同期点相序相别检查
若电站微机监控改造时未对电站一次接线作任何改动且工作前运行正常，则可判断一次回路同期点两侧相序、相别正常则微机监控改造后可不再检查一次回路相序和相别。
若微机监控改造施工时已经对一次回路进行过改动，特别是对发电机引入引出线进行过改动则必须校核同期点两侧一次回路相序和相别。
可用如下方法校核同期点两侧一次回路相序和相别。
(1)在发电机母线电压互感器二次侧接入一只相序指示仪；
(2)将系统电压加于发电机母线上；仔细观察相序指示仪在系统供电情况下旋转方向，做好记录。断开系统电压，合上发电机断路器母线电压互感器二次侧相序指示仪接线一切不动。
(3)开启待并发电机，起励升压，仔细观察由待并机供电时相序指示仪旋转方向，并作记录。
(4)若两次试验时相序指示仪旋转方向完全一样，则同期点两侧一次侧相序、相别相同。若相序指示仪两次试验旋转方向相反则系统于待并机相序相反，应对换发电机刚恢复接线时两根线位置使相序、相别相同，并再次重复上述试验进行验证。
注意：当系统对母线供电时发电机一定不能开机建压，否则在发电机断开的两相绕组和引出线上会产生危险的二倍Ugf过电压。
至此一次回路相序相别检查结束。
4．同期系统二次接线检查
一次回路核对检查完后还不能贸然就使用已经安装完成的微机监控装置进行准同期并列操作。改造工程中接线最复杂的就是二次回路，尽管到此时已经进行过多次检查，但还不能确保接线绝对正确，还必须通过试验来验证。可采用电气一次部分来校核电气二次部分接线及装置是否正确。
(1)断开发电机母线其他电源后开机建压母线由发电机供电。打开微机监控装置参数检查功能，检查系统电压Ua，U1b，Uc，Uab，Ubc，Uca，检查发电机电压Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca因此时同期点两侧均由同一电源供电，上述各对应相别电压大小，极性应完全相同。若个别相电压出现电压反极性，可通过微机监控装置取样装置更正或者直接在改电压引入端子牌处对换引入引出接线改变极性。若相电压中出现√3倍电压，则电压互感器Y／△接线有误。
(2)各电压检查完全正确后，在微机监控装置上点开准同期检查窗口。此时因发电机断路器已经合闸同期点两侧是同一电源供电且一次回路又已经确认正确必然完全满足同期条件，则同期参数显示应压差、频差为零，相位差为0°或者360°。如此可判定电气二次回路、微机监控装置同期回路均正确。若电压差为2Ue；则同期点有—侧电压二次侧接反；若相位差为120°则待并机与系统电压二次侧错相别；若相位差从0°到360°范围不停变化则待并机与系统错相序。这种检查也可在手动准同期装置上通过组合式整步表来观察。
(3)为保险起见可停机后拆开发电机出口三相连线，合上发电机断路器改山系统供电重作上述试验，结果应该完全相同。
此外还要检查断路器合闸回路与微机监控装置的参数设置是否配合。
至此同期回路检查完成，恢复发电机一次回路接线一定要仔细此时再错后果严重。可以投入微机监控装置进行第—次准同朋并列了。第—次自动并列时可将并列压差、频差、相位差设置偏小，利用微机监控装置同期并列画面观察并列合闸时压差、频差、相位差参数显示，观察和感觉合闸时刻冲击电流的大小和机组振动的情况，观察准同期并过程所用的时间。依据观察结论对问期参数在微机上作出修订后微机监控装置可正式投入使用。
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