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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
””
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