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发电机非同期并列事故实例分析

王程鹏

2012.07.20

发电机非同期并列事故实例分析

摘要：饱满发电厂始建于1937年，是一座装机容量达百万千瓦的老厂，随着时间的推移会

消灭很多问题，在发电厂的正常生产过程和事故处理中，发电机组与系统的并列是一项格外重

要和常常的操作。假设发电机在并列过程中发生了非同期并列事故，不仅会对电气设备造成格

外严峻的损害，而且还会发生系统震荡和瓦解等恶性系统事故。本文通过两个实例分析非同期

并列事故产生的缘由，造成的后果和预防的方法。通过对实例的学习，力争防止这种恶性事故

的发生，确保电力企业的安全生产。

关键词：发电机非同期并列相位相序

1.发电机与系统并列的方式

发电机与系统并列的方式有两种，即准同期并列和自同期并列。准同期并列是常常采

用的方式，在发电机正常并列时使用。准同期又分两种，自动准同期和手动准同期，大中型发

电机现在都承受自动准同期方式。手动准同期只在自动准同期装置发生故障和检修时使用。

自同期并列方式由于对机组本身和系统影响太大，一般已不再使用，只是在一些小型发电机并

列时使用。

1.1准同期并列方式

准同期并列方式是在发电机并列前已加励磁，当发电机的频率、电压、相位与运行系统的

频率、电压、相位均近似相等时，将发电机出口断路器合闸，完成并列操作。这种操作的优点

是并列瞬间冲击电流小，对系统电压影响很小。缺点是并列操作较麻烦，并列时间较长，假设手

动并列时合闸时机不准确，很简洁发生非同期并列事故。由于目前设备的自动化程度有很大的

提高，一般都使用自动准同期并列，非同期并列事故发生的几率已经很小了。

1.2自同期并列方式

自同期并列就是先不给发电机加励磁，当发电机的转速接近系统同步转速，将发电机

投入系统并列。然后再给发电机加上励磁，由系统将发电机拖入同步。自同期并列的实质是先并

列，再同期，因此并列时间快。特别是在系统事故需要紧急投入备用机组时，削减并列的时间

更为重要。它的缺点是不加励磁的发电机并入系统时会产生较大的冲击电流，从系统吸取大量

的无功，引起机组的震惊和系统电压的下降。因此，自同期并列一般只在小容量的机组并列时

使用。

2.发电机准同期并列的条件和非同期并列的危害

2.1发电机同期并列条件

同步发电机的并列操作时格外频繁且重要的操作，不但正常运行时需要，在系统发生事

故时，也常常要求将备用发电机快速投入系统运行，从而恢复整个系统的安全供电。在发电机并

列瞬间，往往伴随有冲击电流和冲击功率，这些冲击将使系统电压瞬时下降。假设并列不当，冲

击过大，可能引起机组大轴发生气械损伤，或引起绕组烧损。特别是随着电力系统容量的不

断增大，发电机的容量也越来越大，大型机组非同期并列将导致更加严峻的后果。

在电力系统中，电压的瞬时值可以表示为u=Usin(ωt+φ)，式中的电压幅值U电

mm，

压角频率ω和初相角φ是运行电压的三个重要参数，被称为电压u的三要素。

设发电机电压U的角频率为ω，系统电压U的角频率为ω由于发电机断路器两侧的电

ss

压在合闸时状态量不等，由电压差U，即

d

U=E－U＝U－U

d0SS

在发电机未并列前，U=E。两侧电压相位差为δ，假设系统容量为无穷大，故系统阻

0d

抗可视为0，所以，合闸产生的冲击电流为

””