田家庵电厂#6机同期回路改造之要点浅析

【摘要】近年来，随着中国电力发展步伐不断加快，中国电网也得到迅速发展，电网系统运行电压等级不断提高，电网容量及规模也不断扩大，发电机与系统正常并列，无非同期电流是电安全稳定运行的重要保障。同期系统是发电厂电气二次部分的一个重要系统。若同期并列操作不当，同期回路设计简单，将可能引起非同期并列产生严重后果。根据 《防止电力生产事故二十五项反措》第10.9防止发电机非同期并列的第10.9.1条要求：微机自动准同期装置应安装独立的同期鉴定闭锁继电器。因此，文章结合我厂#6机小修增设同期闭锁继电器的工作，对非同期并列的危害、同期闭锁装置的应用以及同期系统的运行操作进行了简要分析。

【关键词】电网；发电机；同期闭锁；电气二次；反措

引言

发电机准同期并列的条件是：待并电源的相序与系统电源的相序相同；待并电源的电压与系统电源的电压相等；待并电源的频率与系统电源的频率相等；待并电源电压的相位与系统电源电压的相位一致。如果不符合上述条件的并列，均会产生非同期并列。随着电力系统的发展，发电机的单机容量越来越大，发电机和电网非同期并列将产生很大的冲击电流和冲击转矩，严重危害到发电机定子线圈，使之变形、扭弯、绝缘崩裂、线圈接头处熔化等，致使发电机损坏烧毁，端部变形。并且机组与系统间将产生功率振荡，严重扰乱整个系统的正常运行，甚至造成电力系统稳定破坏。为此应采取防止非同期并列的技术措施，使用同期闭锁继电器，自动准同期并列装置等。

1、加装同期闭锁继电器的必要性

田家庵电厂#6机组于2005年建成投产，同期系统所使用的并列方式为自动准同期装置，装置为江苏国瑞电气有限公司的WX-98系列的自动准同期装置，发电机与电网并网时，由自动准同期装置根据设定的定值条件，自动捕捉到同期点时行并列操作回路无其他防止非同期并列的闭锁条件。此次结合#6机小修的机会，为同期回路增加一同期闭锁继电器，将其常闭接点串入发变组高压侧断路器的操作回路中，角度整定为20度。当同期闭锁继电器和自动准同期装置同时符合并列条件时，将发电机并网。进一步避免了非同期并网的冲击电流的产生而造成危害。

2、同期闭锁继电器的原理

同期闭锁继电器的工作原理，其铁心上嵌有两个匝数相等，方向相反的线圈，线圈电源分别接系统侧PT（电压互感器）和待并侧PT（发电机电压互感器）。当两侧PT二次相位角相差<15-20度时两个线圈磁力相等就相互抵消，故铁芯释放常闭辅助触点闭合，接通同期回路。反之相位角相差大于20度以上时总有一个线圈磁力过大，铁心吸合常闭辅助触点断开，闭锁（即断开）同期回路。我厂发电机组为单元接线方式，发电机出口接 Y/D-11接线组别的主变压器并经主变高压侧开关与系统母线连接。同期点选择在主变高压侧开关。

3、同期回路改造实现方法

同期回路增加同期闭锁继电器的改造原理图与无同期闭锁继电器的原理图对比如图1所示：

由图1可见，同期闭锁继电器的两个电压线圈从同期装置的两输入电压上分别并联取得工作电压。 故线圈的工作电压为待并发电机机端电压U BN、系统电压U BC，并整定同期闭锁继电器的同期合闸角度指示20度。这样，当待并发电机电压U BN与系统电压U BC大小及相位不满足条件时，同期闭锁继电器的工作状态为动作状态，常开接点闭合，常闭接点打开，从而断开待并发电机主变高压侧开关的控制回路；当待并发电机电压U BN与系统电压U BC大小相等，相位差小于20度时，同期闭锁继电器的工作状态为返回状态，其常开接点打开，常闭接点闭合接通待并发电机出口开关的控制回路。图2为同期闭锁继电器的闭锁接点（常闭接点）串入出口断路器的控制回路图中。

这里需要注意的一点是，由于我厂同期回路选取的待并侧电压和系统电压分别为机端相电压U BN与系统电压线U BC，是因为我厂220kV系统的电压互感器二次侧为B相接地的方式，故在同期电压选择了机端的相电压与系统的线电压进行同期比较，这样避免了两个电压由于主变的联接级别为Y/D-11造成的轉角的问题，只是在同期闭锁继电器的选择上要选用具有线电压和相电压两个电压线圈的继电器，才能保证继电器的正常工作。

施工结束投入运行时，还需要在发电机投入自动准同期装置时测量同期闭锁继电器上的电压，根据相量图核对所接电压回路是否正确。相量图如图3所示。

4、结论

综上所述，同期闭锁继电器在自动准同期装置二次回路中起着至关重要的作用，它对发电机非同期的闭锁已纳入了反措要求，

因此必须装设，以保证发电机在同期并网时的安全性及系统的稳定性。

参考文献：

[1]贺家李.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]宋平岗等.电气工程基础[M]. 武汉：华中科技大学出版社，2005.

[3]国家电网公司继电保护培训教材[M].北京：中国电力出版社，2009.

[4]曹娜.电力系统分析[M] . 北京：北京大学出版社，2009.

[5]防止电力生产事故二十五项反措[M].北京：中国电力出版社，2014.

作者简介：

陈静（1979-），女，安徽淮南人，2007年毕业于安徽理工大学电气工程及自动化专业，助理工程师。研究方向：同步检定继电器的应用及B相接地系统下的同期电压相量。