發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速突變的原因分析及預(yù)防措施

（太倉(cāng)港協(xié)鑫發(fā)電有限公司，江蘇 太倉(cāng) 215433）

概述：發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中，如汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生突變現(xiàn)象，使DEH 裝置目標(biāo)控制值超出同期裝置允許差頻整定值，將導(dǎo)致發(fā)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不能并網(wǎng)；如微機(jī)同期裝置合閘脈沖已發(fā)出，此后若汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生突變現(xiàn)象，則在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中有可能發(fā)生非同期并列現(xiàn)象，給機(jī)組和系統(tǒng)的安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

1 發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速突變的現(xiàn)象

某公司兩臺(tái)135MW 發(fā)電機(jī)和四臺(tái)300MW 發(fā)電機(jī)均采用SID-2CM 型微機(jī)同期裝置，調(diào)速系統(tǒng)均為上汽廠配供、與DCS同步設(shè)計(jì)的DEH 電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，135MW 發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)過(guò)程中汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速比較平穩(wěn)，未發(fā)生轉(zhuǎn)速突然上升的現(xiàn)象；300MW 發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)過(guò)程中汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速有時(shí)會(huì)發(fā)生突然上升的現(xiàn)象，上升值最高達(dá)3018r/min，后逐步穩(wěn)定在3010 r/min，檢查DEH 目標(biāo)控制值為3010 r/min，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速因超出允許頻差整定范圍（≦0.15Hz）不能并網(wǎng)，需退出自動(dòng)準(zhǔn)同期方式進(jìn)行調(diào)速，然后再投入自動(dòng)準(zhǔn)同期方式進(jìn)行調(diào)速，有時(shí)需反復(fù)多次，當(dāng)DEH 目標(biāo)控制值≦3009 r/min 時(shí)，同期裝置才允許發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行。

2 原因分析

根據(jù)上述現(xiàn)象分析，造成發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速突變的可能原因?yàn)椋?/p>

2.1 運(yùn)行人員用SID-2CM 型微機(jī)同期裝置并網(wǎng)前該裝置處于“同頻”狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)行人員復(fù)歸該裝置打破“同頻”時(shí)，DEH 裝置目標(biāo)控制值設(shè)定為3005r/min，微機(jī)同期裝置短時(shí)間內(nèi)發(fā)出數(shù)個(gè)調(diào)頻增脈沖至DEH 裝置進(jìn)行調(diào)速，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速迅速上升至3005 r/min，由于汽輪機(jī)是一個(gè)大的軸系系統(tǒng)，慣性使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，DEH 裝置根據(jù)目標(biāo)控制值發(fā)出調(diào)頻減脈沖，此時(shí)如DEH 裝置未收到或未全部收到微機(jī)同期裝置發(fā)出的調(diào)頻減脈沖，將使DEH 裝置目標(biāo)控制值上升，可能上升為3010 r/min。當(dāng)DEH 裝置目標(biāo)控制值為3010 r/min 時(shí)，DEH 裝置繼續(xù)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速迅速上升至3010 r/min。由于汽輪機(jī)是一個(gè)大的軸系系統(tǒng)，慣性使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速上升到3018r/min，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速短時(shí)穩(wěn)定在3018r/min 時(shí)，由于DEH 裝置目標(biāo)控制值為3010 r/min，所以DEH 裝置繼續(xù)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下降并最終維持在3010 r/min。

2 2SID-2CM 型微機(jī)同期裝置的允許頻差整定值為0.15Hz，因系統(tǒng)頻率fs 為50HZ，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速為3010 r/min，頻率fg=3010/60=50.17HZ，故頻差為 fg-fs=0.17Hz，顯然頻差超出整定值范圍，所以微機(jī)同期裝置應(yīng)該發(fā)出減脈沖至DEH，繼續(xù)調(diào)節(jié)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速至允許頻差范圍內(nèi)，方可合上發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)，但汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速并未下降，經(jīng)分析有三種可能性：①微機(jī)同期裝置故障，未發(fā)出減脈沖至DEH 裝置；②微機(jī)同期裝置雖發(fā)出減脈沖至DEH 裝置，但DEH 裝置未采樣到，可能線頭有松動(dòng)現(xiàn)象；③因微機(jī)同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度為0.25 秒，而DEH 裝置的計(jì)算脈沖寬度為0.5 秒，故微機(jī)同期裝置雖發(fā)出減脈沖至DEH 裝置，但因DEH 裝置在每次計(jì)算脈沖寬度0.5 秒范圍內(nèi)只采集一次微機(jī)同期裝置發(fā)出的減脈沖，故不一定采樣到微機(jī)同期裝置發(fā)出的減脈沖。

3 檢查處理過(guò)程

3.1 檢查135MW 發(fā)電機(jī)微機(jī)同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度為0.25 秒，DEH 裝置的計(jì)算脈沖寬度也為0.25 秒。利用135MW 發(fā)電機(jī)停機(jī)后并網(wǎng)前做假同期試驗(yàn)時(shí)，用錄波器錄到微機(jī)同期裝置向DEH裝置發(fā)出減脈沖，每次試驗(yàn)DEH 裝置均能采樣到微機(jī)同期裝置發(fā)出“減脈沖”命令，且DEH 的目標(biāo)控制值為3005 r/min，說(shuō)明運(yùn)行人員復(fù)歸微機(jī)同期裝置打破"同頻"時(shí)，微機(jī)同期裝置發(fā)出數(shù)個(gè)調(diào)頻增脈沖至DEH 裝置，DEH 裝置也收到微機(jī)同期裝置發(fā)出的調(diào)頻減脈沖，從而使DEH裝置目標(biāo)控制值設(shè)定為3005 r/min。

3.2 檢查300MW 發(fā)電機(jī)微機(jī)同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度為0.25 秒，DEH 裝置的計(jì)算脈沖寬度為0.5 秒。利用300MW 發(fā)電機(jī)停機(jī)后并網(wǎng)前做假同期試驗(yàn)時(shí)，用錄波器錄到微機(jī)同期裝置向DEH 裝置發(fā)出減脈沖，但DEH 裝置并未采樣到，檢查回路接線良好，線頭無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)一步分析認(rèn)為原因?yàn)椋阂蛭C(jī)同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度為0.25 秒，而DEH 裝置的計(jì)算脈沖寬度為0.5 秒，故微機(jī)同期裝置雖發(fā)出減脈沖至DEH 裝置，但因DEH 裝置在每次計(jì)算脈沖寬度0.5 秒范圍內(nèi)只采集一次微機(jī)同期裝置發(fā)出的減脈沖，故不一定采樣到微機(jī)同期裝置發(fā)出的減脈沖。將DEH裝置的計(jì)算脈沖寬度由0.5 秒重新整定為0.25 秒后，多次試驗(yàn)DEH 裝置均能采樣到微機(jī)同期裝置發(fā)出"減脈沖"命令，且DEH 的目標(biāo)控制值也降至3005 r/min，說(shuō)明運(yùn)行人員復(fù)歸微機(jī)同期裝置打破"同頻"時(shí)，微機(jī)同期裝置發(fā)出數(shù)個(gè)調(diào)頻增脈沖至DEH 裝置，DEH 裝置也收到微機(jī)同期裝置發(fā)出的調(diào)頻減脈沖，從而使DEH裝置目標(biāo)控制值設(shè)定為3005 r/min。經(jīng)多次并網(wǎng)試驗(yàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速均正常，有效地防止了發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)延誤并網(wǎng)時(shí)間及非同期并列事故的發(fā)生。

4 預(yù)防措施

4.1 將微機(jī)同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度與DEH 裝置的計(jì)算脈沖寬度整定為相同值，建議都整定為0.25 秒，確保DEH 裝置在每次計(jì)算脈沖寬度0.25 秒范圍內(nèi)都能采集到微機(jī)同期裝置發(fā)出的減脈沖，防止發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中發(fā)生汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象，同時(shí)確保并網(wǎng)過(guò)程中頻差在微機(jī)同期裝置整定值范圍內(nèi)，防止發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中發(fā)生非同期并網(wǎng)事故。

4.2 利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，對(duì)微機(jī)同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度與DEH 裝置的計(jì)算脈沖寬度整定值進(jìn)行復(fù)查，確保整定值機(jī)同，同時(shí)利用假同期試驗(yàn)機(jī)會(huì)，用錄波器實(shí)測(cè)每次DEH 裝置均能采樣到微機(jī)同期裝置發(fā)出的"減脈沖"命令，防止發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中發(fā)生汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象及非同期并網(wǎng)事故。

4.3 利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，檢查微機(jī)同期裝置回路接線良好，線頭無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，保證每次DEH 裝置均能采樣到微機(jī)同期裝置發(fā)出的“減脈沖”命令，防止發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中發(fā)生汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象及非同期并網(wǎng)事故。

結(jié)語(yǔ)

微機(jī)同期裝置是發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列的重要裝置，如因裝置參數(shù)整定不當(dāng)，在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象，延誤發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)間，甚至可能造成發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)非同期并列的嚴(yán)重后果。建議按裝調(diào)試單位與使用單位充分考慮微機(jī)同期裝置參數(shù)與DEH 裝置參數(shù)的配合，將微機(jī)同期裝置的調(diào)頻脈沖寬度與DEH 裝置的計(jì)算脈沖寬度整定為相同值，防止發(fā)電機(jī)并網(wǎng)過(guò)程中發(fā)生汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速突變現(xiàn)象。

深圳市智能設(shè)備開(kāi)發(fā)有限公司.SID-2CM型微機(jī)同期裝置說(shuō)明書(shū)[Z].（7.091 版）.