发电机同期并列是发电厂一项很频繁的日常操作,如果操作失误,冲击电流过大,可能使机组的大轴扭曲及引起发电机的绕组变型、撕裂、绝缘损坏,严重的非同期并列会造成机组和电网事故,所以电力部门将并网自动化列为电力系统自动化的一项重要任务。另外随着计算机技术的发展和电力系统自动化水平的不断提高,对同期设备的可靠性、可操作性等性能也提出了更高的要求。
智能准同期装置基于32位微机保护平台开发,全部程序均采用C语言编写,保证了较高的可靠性和性,能够满足各种同期应用场合的要求。它既可用于水、火电厂同步发电机组的快速并网,又可用于输电线路的快速同期合闸。对于不同接线方式,本装置**其智能化设计思想:可根据运行方式自动改变同期点类型,并可自动投入需要调节的发电机组调速调压回路,以提高同期点断路器并网速度,减小冲击电流,大大减少运行人员工作量;允许同频并网,在外部自动调速系统失灵时缩短了并网时间;自动修改导前时间避免了现场投运前需测量同期点断路器合闸时间的麻烦;采用测量频差及频差变化率的方法计算预测合闸角度,不仅保证装置在次满足同期条件时发出合闸令,更提高了合闸时的精度。
3.3.6 同频并网
装置在检测到允许同频并网控制字投入(KG1.7-=1)时,可以进行同频并网。同频并网条件:起动后装置检测到|fg-fs|≤0.025Hz(装置内定,相当于整步表转速≥40s/圈),|Ug-Us|≤ΔUtp及|θg-θs|≤Δθtp开始计时,并在Ttp时间内条件一直满足,则发合闸令。此功能为弥补自动调速系统失灵而设,现场酌情投退。
3.3.7 导前时间测定及合闸逻辑
装置对应于1到4号同期点,分别设置了一个测导前时间开入接口(DI5~8/5X5~8),同时作为运行方式判断的开入接口。无压合闸、线路型同期合闸、机组型同期合闸或同频合闸成功后(对应测导前时间开入=1)均可进行导前时间的测定,事实上就是测断路器合闸时间,装置固有出口时间已由装置内部补偿。现场调试时可将导前时间整定一个大于实际断路器合闸时间的值,投入“自动存导前时间”控制字(KG1.8=0),用装置对断路器合一次闸即可将合闸时间保存在该区定值中。装置合闸脉冲宽度为2倍导前时间。合闸成功后5s内不允许再次进行同期操作。若装置发出合闸令后3倍导前时间内未收到合闸反馈信号,则报“合闸失败”并告警。装置合闸出口接点(7X6/7X7)为两个合闸继电器接点串接输出,防止接点粘连导致非同期合闸;合闸信号接点(7X1/7X3)为两个合闸继电器接点并接输出。
3.3.8 告警处理
装置告警后,液晶屏显示告警信号,点亮装置面板上“告警”红灯并中止同期过程,同时起动内部告警继电器切断加速、减速、升压、降压及合闸出口继电器负电源。若需再次进行同期操作,必须将装置复归(复归按钮或后台复归)。
3.3软件说明
3.3.1 同期起动及读定值区
本装置可由外部起动按钮起动(DI9/5X9端子接通时间必须大于100ms),也可由后台计算机遥控起动。装置起动后首先判断无压方式开入(DI10/5X10端子,也可由后台遥控置无压方式)是否等于1,若是,则转入无压合闸子程序,若不是,则转入同期合闸子程序。不管转入无压合闸子程序还是同期合闸子程序,一旦转入即根据选择对象开入(DI1~4/5X1~4分别对应*1~4个同期点)调入该区定值进行计算(调定值大约需要2.5秒时间),并根据控制字KG1.1和KG1.0判定同期点类型(机组型、线路型、线路转机组方式1、线路转机组方式2共四种)。装置检测到两个及以上同期对象投入时报“同期开入重复”并告警;装置起动后检测到无同期对象投入时报“未选择同期对象”并告警。
3.3.2 同期点类型
关于同期点类型,一般自动同期装置均分为机组型和线路型两种。机组型同期点为捕捉同期模式,即装置起动后若压差频差不在整定范围内,装置发调速调压脉冲,并捕捉相差为0°的时候(提前Tdq时间发合闸令)将同期点断路器合闸。线路型同期点为检查同期模式,即装置起动后检查同期点两侧电压相位差在环并合闸角范围内时将同期点断路器合闸。
本装置可设置四种同期点类型,机组型、线路型、线路转机组方式1、线路转机组方式2。机组型与线路型如上,方式1及方式2实时检测关联的同期点位置,根据运行方式判断该同期点是线路型还是机组型。下面介绍另外两种同期点类型的设置及应用:
(1)线路型转机组型方式1(三圈发变组模式):(目前备用)
对于三圈变-发电机接线方式,如下图,变压器高、中压两侧断路器(1DL,2DL) 按照一般微机同期装置均应设为线路型同期点。但当高压侧断路器1DL未运行而中压侧断路器2DL需同期合闸时,实际上中压侧断路器2DL已变为机组型同期点。此时若以线路型同期点合闸,一种可能是合不上,另一种可能是合闸时产生较大的冲击电流。在这样的情况下,若要改善合闸条件,一是倒换运行方式,先断开3DL,然后用无压方式将2DL合闸,再将3DL同期并网,这样势必会加长并网时间且需要运行人员进行方式倒换,不灵活;二是采用手动并网的方式,这就使自动同期装置失去了作用。
在采用本智能同期装置的情况下,将此同期点(2DL)设为机组型转线路型方式1,装置在检测到高压侧断路器1DL在合位时,按照线路型同期点执行并网;装置在检测到高压侧断路器1DL在分位时,自动将同期类型转换为机组型并可自动选择投入机组调节,大大节省了运行人员工作时间,并可将冲击电流降到很小,非常有利于运行方式的快速恢复
备用 备用
机组型同期点无压选任一侧 机组型同期点无压选系统侧
自动存导前时间 不自动存导前时间
不允许同频并网 允许同频并网
备用
线转机方式2手动投入调节机组 线转机方式2自动投入调节机组
线转机方式1手动投入调节机组 线转机方式1自动投入调节机组
机组型同期点手动投入调节机组 机组型同期点手动投入调节机组
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