发电机-变压器组同期系统回路的优化

赵利权，郭 鹏,刘 德

(1.国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春 130021；2.梅河口阜康热电有限责任公司，吉林 通化 135000；3. 华能吉林发电有限公司九台电厂，吉林 九台 130501)

发电机同期系统若不能可靠并网，将导致严重的系统事故。目前电网运行的部分电厂发电机-变压器组(以下简称发-变组)同期系统回路中存在以下设计缺陷：未设计同期鉴定闭锁继电器；个别同期鉴定闭锁继电器及转角变压器接线错误；同期装置与同期鉴定闭锁继电器的交流电压回路采用同组的待并侧电压和系统侧电压，不满足国家能源局2014年发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求》(以下简称“二十五项反措要求”)中关于防止发电机非同期并网的技术要求，因此，需要针对同期系统回路存在的这些设计缺陷进行回路优化，使其满足“二十五项反措要求”，从技术上彻底消除发电机非同期并网的事故隐患。

1 发-变组同期系统回路存在的问题分析

1.1 原设计合闸回路无同期鉴定闭锁继电器

电厂1的发-变组同期系统回路接线见图1，其中TBB 为微机多功能同步表，型号为SID-2SL-A；装置有4排接线端子，JK1为第1排接线端子，JK1的6、7端子为输出接点，与同期装置的合闸继电器接点(HJ)共同实现合闸闭锁功能。SID-2CM为同期装置，1QF为断路器。主变压器(以下简称主变)接线组别为Y/△-11。同期设备包括微机同期控制器、微机多功能同步表。交流回路参数包括发电机小间端子箱待并侧电压(A612＇、B612＇)、发-变组保护C柜系统侧电压(A720＇、B720＇)，但是原设计的合闸回路无同期鉴定闭锁继电器。

图1 原设计合闸回路无同期鉴定闭锁继电器

同期系统回路的特点：原设计无同期鉴定闭锁继电器，不满足能源局“二十五项反措要求” 第10.9.1条，由于主变接线组别为Y/△-11，发电机待并侧电压UAB(UA612＇-UB612＇)超前系统侧电压UAB(UA720＇-UB720＇)30°，不能直接采用同期鉴定闭锁继电器，只能采用微机多功能同步表(该表可以整定待并侧电压与系统侧电压之间的相角差)，将多功能同步表的输出接点接入并网断路器的合闸回路中，实现闭锁合闸回路，但是，同期装置与多功能同步表的交流电压回路采用同一组待并侧电压UAB和系统侧电压UAB。

1.2 同期检查继电器接线错误

电厂2的发-变组同期系统回路接线图见图2，其中DTK为同期投入转换开关；WY为单双侧无压转换开关；TJJ为同步检定继电器。主变接线组别为Y/△-11。同期设备包括智能复用同期装置、同期检查继电器。交流回路为：发电机小间端子箱待并侧电压(A612＇、B612＇)、发-变组变送器屏系统侧电压(A720＇、B720＇)。合闸回路尽管原设计有同期检查继电器，但是，同期检查继电器接线错误，不满足能源局“二十五项反措要求”中的第10.9.1条，由于主变接线组别为Y/△-11，发电机待并侧电压UAB(UA612＇-UB612＇)超前系统侧电压UAB(UA720＇-UB720＇)30°，不能直接采用同期检查继电器，原设计系统侧电压UAB经过一台单相变压器后接入同期检查继电器，该电压与待并侧电压UAB之间还存在30°相位差，没有将待并侧电压UAB与系统侧电压UAB之间相位差校正为0°，该机组调试期间就已经发现此项缺陷，在同期屏新增一台三相转角变压器，从发-变组变送器屏取出系统侧电压(A720＇、B720＇、C720＇、N720＇),接入三相转角变压器后，转角变压器输出系统侧电压UAB接入同期装置和同期检查继电器，将同期检查继电器的输出接点接入并网断路器的合闸回路中，实现闭锁合闸回路的作用，但是，同期装置与同期检查继电器的交流电压回路采用同一组待并侧电压和系统侧电压UAB。

图2 同期检查继电器接线错误

1.3 同期装置与同步表的交流电压回路采用同一组待并侧电压UAB和系统侧电压UAB

电厂3的发-变组同期系统回路接线图见图3，其中主变接线组别为Y/△-11，同期设备包括自动准同期装置。同期交流回路为发电机小间端子箱待并侧电压(A632＇、B632＇)、发-变组变送器屏系统侧电压(A720＇、B720＇)。合闸回路无同期检查继电器。同期系统回路原设计无同期鉴定闭锁继电器，不满足能源局“二十五项反措要求” 的第10.9.1条，无同期鉴定闭锁继电器的输出接点接入并网断路器的合闸回路中，实现闭锁合闸回路的作用，但是，同期装置与多功能同步表的交流电压回路采用同一组待并侧电压和系统侧电压UAB。

图3 同期装置与同步表的交流电压回路采用同一组电压

1.4 同期装置与同步检查继电器的交流电压回路采用同一组待并侧电压Ucb和系统侧电压Uc

电厂4的发-变组同期系统回路接线图见图4，其中KC2为同期合闸继电器；KC11为同期启动继电器；KC12为同期投入继电器；KCO为同步检查继电器；ZTQ为同期装置型号。主变接线组别为Y/△-11。同期设备包括微机同期控制器、同步检查继电器。交流回路：发电机小间端子箱待并侧电压(C613＇、B613＇)、发-变组保护C柜的系统侧电压(Sc720＇、N720＇)。

图4 同期装置与同步检查继电器交流电压回路采用同一组电压

合闸回路有同期检查继电器。由于主变接线组别为Y/△-11，发电机待并侧电压UCB(UC613＇-UB613＇)与系统侧电压UC(USc720＇-UN720＇)同相位，可以直接采用同步检查继电器，将同步检查继电器的输出接点接入并网断路器的合闸回路中，实现闭锁断路器合闸回路的作用，但是，同期装置与同步检查继电器的交流电压回路采用同一组待并侧电压UCB和系统侧电压UC。

2 发-变组同期系统回路优化

2.1 同期装置与同期鉴定闭锁继电器的交流电压回路

同期装置与同期鉴定闭锁继电器的交流电压回路应采用不同组的待并侧电压和系统侧电压，即同期装置接入一组待并侧电压和系统侧电压，同期鉴定闭锁继电器接入另一组待并侧电压和系统侧电压。

2.2 对于待并侧电压(A632＇、B632＇)和系统侧电压(A720＇、B720＇)的同期系统

对于待并侧电压(A632＇、B632＇)和系统侧电压(A720＇、B720＇)的同期系统，如果第一组待并侧电压取自发电机出口1号电压互感器(TV)的测量级二次绕组，第二组待并侧电压取自发电机出口2TV的测量级二次绕组；如果第一组系统侧电压取自母线TV的测量级二次绕组，第二组系统侧电压取自母线TV的计量级二次绕组。

如果采用同期鉴定闭锁继电器，将系统侧电压(A720＇、B720＇、C720＇、N720＇)接入三相转角变压器后，转角变压器输出系统侧电压UAB接入同期鉴定闭锁继电器。如果采用微机多功能同步表，则不需要三相转角变压器，可直接接入。

同期鉴定闭锁继电器和微机多功能同步表应接入原设计的待并侧电压和系统侧电压，同期装置应接入新增的待并侧电压和系统侧电压。

2.3 对于待并侧电压(C613＇、B613＇)、系统侧电压(Sc720＇、N720＇)的同期系统

对于待并侧电压(C613＇、B613＇)、系统侧电压(Sc720＇、N720＇)的同期系统，如果第一组待并侧电压取自发电机出口1TV的测量级二次绕组，第二组待并侧电压取自发电机出口2TV的测量级二次绕组；如果第一组系统侧电压取自母线TV的零序绕组的抽取电压，第二组待系统侧电压取自母线TV的测量级二次绕组的C相电压。

无论采用同期鉴定闭锁继电器，还是采用微机多功能同步表，都不需要安装三相转角变压器，待并侧电压和系统侧电压可以直接接入。

同期鉴定闭锁继电器和微机多功能同步表应接入原设计的待并侧电压和系统侧电压，同期装置应接入新增的待并侧电压和系统侧电压。但是，应该注意新增的系统侧电压的额定电压是57.7 V，不是100 V，因此，进行同期装置的定值整定时，系统侧的额定电压应输入57.7 V。

3 发-变组同期系统回路传动试验

3.1 发-变组同期系统静态传动试验

a.在同期鉴定闭锁继电器待并侧加压，接入断路器合闸回路的常闭接点应断开，101Ⅰ、103之间应不通；系统侧加压，常闭接点应断开，101Ⅰ、103之间应不通；待并侧和系统侧同时加压常闭接点应闭合，101Ⅰ、103之间应不通。

b.在同期装置待并侧加压，画面显示待并侧电压，合闸继电器接入断路器合闸回路的常开接点应断开，101Ⅰ、103之间应不通；系统侧加压，画面显示系统侧电压，合闸继电器常开接点应断开，101Ⅰ、103之间应不通；待并侧和系统侧同时加压，待并侧电压和系统侧电压相位差为0°，画面显示待并侧和系统侧电压、待并侧电压和系统侧电压相位差为0°，合闸继电器常开接点应闭合，101Ⅰ、103之间应不通。

c.在同期鉴定闭锁继电器待并侧和系统侧同时加压，待并侧电压和系统侧电压相位差为0°，同期鉴定闭锁继电器常闭接点应闭合；在同期装置待并侧和系统侧同时加压，待并侧电压和系统侧电压相位差为0°，画面显示待并侧和系统侧电压、待并侧电压和系统侧电压相位差为0°，合闸继电器常开接点应闭合，101Ⅰ、103之间应导通。

3.2 发-变组同期系统动态传动试验

按照国家能源局2014年发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中10.9.2.2的要求，发-变组带空载母线升压至额定电压后，应做以下几点。

a.合上同期鉴定闭锁继电器待并侧电压空气断路器，同期鉴定闭锁继电器常闭接点应断开，101Ⅰ、103之间应不通；合上系统侧电压空气断路器，常闭接点应断开，101Ⅰ、103之间应不通；合上待并侧和系统侧电压空气断路器，闭接点应闭合，101Ⅰ、103之间应不通。

b.合上同期装置待并侧电压空气断路器，画面显示待并侧电压，合闸继电器常开接点应断开，101Ⅰ、103之间应不通；合上系统侧电压空气断路器，画面显示系统侧电压，常开接点应断开，101Ⅰ、103之间应不通；合上待并侧和系统侧电压空气断路器，待并侧电压和系统侧电压相位差为0°，画面显示待并侧和系统侧电压、待并侧电压和系统侧电压相位差为0°，常开接点应闭合，101Ⅰ、103之间应不通。

c.合上同期鉴定闭锁继电器待并侧和系统侧电压空气断路器，常闭接点应闭合；合上同期装置待并侧和系统侧电压空气断路器，画面显示待并侧和系统侧电压、待并侧电压和系统侧电压相位差为0°，常开接点应闭合，101Ⅰ、103之间应导通。

由此可知，发-变组同期系统检同期试验目的是为了验证其同期系统中交流电压回路的正确性，发-变组同期系统假同期试验目的是为了验证其同期系统中断路器合闸闭锁回路的正确性。

4 结束语

针对发-变组同期系统回路存在的设计缺陷，进行了以下回路的优化。

a.同期装置与同期鉴定闭锁继电器的交流电压回路应采用不同组的待并侧电压和系统侧电压。

b.待并侧电压(A632＇、B632＇)和系统侧电压(A720＇、B720＇)的同期系统，采用同期鉴定闭锁继电器，将系统侧需接入三相转角变压器，采用微机多功能同步表直接接入。

c.待并侧电压(C613＇、B613＇)、系统侧电压(Sc720＇、N720＇)的同期系统，无论采用同期鉴定闭锁继电器，还是采用微机多功能同步表，都可以直接接入，并通过发-变组同期系统回路传动试验验证了改进方法的正确性，提高了发-变组同期系统的可靠性，消除了发电机非同期并网的可能性。