應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組同期并網(wǎng)問(wèn)題分析與改進(jìn)

何洋+趙江+韓瑜

【摘 要】應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組首次同期并網(wǎng)試驗(yàn)是進(jìn)行柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)及驗(yàn)收試驗(yàn)的前提，并網(wǎng)過(guò)程中存在的問(wèn)題將影響柴油發(fā)電機(jī)組的驗(yàn)收與投運(yùn)。本文主要敘述了柴油發(fā)電機(jī)組首次并網(wǎng)進(jìn)行同源核相的方法及核相時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題以及在并網(wǎng)過(guò)程中存在的問(wèn)題及其相關(guān)解決方法。

【關(guān)鍵詞】同源核相；手動(dòng)準(zhǔn)同期；逆功率

1 柴油發(fā)電機(jī)組同期并網(wǎng)裝置簡(jiǎn)介

柴油發(fā)電機(jī)組同期并網(wǎng)試驗(yàn)是在柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)試期間進(jìn)行帶載試驗(yàn)的前提以及在運(yùn)行期間每年進(jìn)行帶載能力驗(yàn)證試驗(yàn)的基礎(chǔ)。海南核電的五臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組共配備兩臺(tái)同期小車，其中一臺(tái)作為主同期小車放置于主控室，另一臺(tái)作為備用小車暫存在倉(cāng)庫(kù)，兩臺(tái)同期小車能夠?qū)崿F(xiàn)完全相同的功能。同期并網(wǎng)裝置的作用是在試驗(yàn)時(shí)向應(yīng)急母線的進(jìn)線開(kāi)關(guān)發(fā)出合閘命令使柴油發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)連接。同期小車上安裝有自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置和手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，正常試驗(yàn)情況下用自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置發(fā)出合閘命令。

2 同源核相方法及出現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 同源核相的兩種方式

在進(jìn)行1LHP柴油發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)試驗(yàn)同源核相時(shí)采用的是將1LGC和1LHA母線停役，斷開(kāi)1LGC的進(jìn)線開(kāi)關(guān)100JA和200JA。啟動(dòng)1LHP柴油發(fā)電機(jī)組，在電壓和頻率達(dá)到穩(wěn)定后合上1LHA002JA和1LHA001JA將電壓倒送至1LGC母線，同期裝置采集柴油發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器二次側(cè)電壓和1LGC母線電壓互感器二次側(cè)電壓，然后在同期小車上進(jìn)行同源核相。該方法進(jìn)行核相的優(yōu)點(diǎn)是操作相對(duì)簡(jiǎn)單，但必須同時(shí)停役1LGC和1LHA兩段母線，同時(shí)因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)組在進(jìn)行并網(wǎng)試驗(yàn)前未進(jìn)行過(guò)任何帶載試驗(yàn)，不能保證電源的可靠性，因此在同源核相期間柴油發(fā)電機(jī)組的輔助系統(tǒng)電源1LLG配電盤(pán)不能由1LHA母線供電，所以為了保證1LHP并網(wǎng)試驗(yàn)期間柴油發(fā)電機(jī)組輔助系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須將1LLG配電盤(pán)的進(jìn)線電源通過(guò)臨時(shí)變更由A列供電改至B列供電，變更實(shí)施難度較大。

在進(jìn)行1LHQ柴油發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)試驗(yàn)同源核相時(shí)采用的是將柴油發(fā)電機(jī)頂上出現(xiàn)箱內(nèi)的三相出線電纜斷開(kāi)并用聚酯纖維絕緣板做好隔離措施后，由1LGD母線經(jīng)1LHB001JA將電壓送至1LHB母線，然后再經(jīng)1LHB002JA將電壓送至發(fā)電機(jī)機(jī)端及發(fā)電機(jī)出口電壓互感器，然后在同期小車上進(jìn)行同源核相。采用該方法的優(yōu)點(diǎn)是1LGD和1LHB母線均不需要停役，且柴油發(fā)電機(jī)組的輔助系統(tǒng)電源不受影響，但該方法需要斷開(kāi)發(fā)電機(jī)定子繞組出線電纜，工作量較大。

2.2 同源核相過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

在同期小車內(nèi)進(jìn)行核相測(cè)量電網(wǎng)側(cè)和發(fā)電機(jī)側(cè)電壓差時(shí)發(fā)現(xiàn)同相之間電壓不為零，相間電壓差為Uaa′=100V、Ubb′=2.4V、Uab′=102.4V、Uba′=102.4V。

在檢查確認(rèn)同期裝置二次電壓采集回路無(wú)誤后，初步判斷發(fā)電機(jī)出口電壓互感器一次側(cè)存在問(wèn)題。打開(kāi)發(fā)電機(jī)出口電壓互感器后蓋板后發(fā)現(xiàn)在端接電纜時(shí)錯(cuò)將A相與C相接反。電纜A相與C相對(duì)調(diào)后再次進(jìn)行同源核相測(cè)量相間電壓差Uaa′=2.7V、Ubb′=2.4V、Uab′=104.9V、Uba′=100.4V，同相之間電壓為零，異相之間電壓為額定線電壓，且用相序表測(cè)量三相電壓相序?yàn)檎?，說(shuō)明此時(shí)一次回路接線恢復(fù)正常。

3 同期并網(wǎng)回路存在的問(wèn)題

3.1 同期并網(wǎng)過(guò)程出現(xiàn)逆功率

在柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)試期間及投運(yùn)后定期試驗(yàn)期間多臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組在進(jìn)行自動(dòng)同期并網(wǎng)試驗(yàn)時(shí)曾出現(xiàn)因?yàn)槟婀β时Ｗo(hù)動(dòng)作跳發(fā)電機(jī)出口斷路器現(xiàn)象，柴油發(fā)電機(jī)組逆功率保護(hù)定值為7.5%Pn，經(jīng)2.4s延時(shí)后動(dòng)作于跳發(fā)電機(jī)出口斷路器002JA。在柴油機(jī)電子調(diào)速器內(nèi)設(shè)置的初始負(fù)荷為5%Pn，即當(dāng)電子調(diào)速器收到并網(wǎng)完成信號(hào)后將柴油機(jī)油門(mén)齒條突增%5Pn。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電網(wǎng)頻率波動(dòng)較大進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)并網(wǎng)試驗(yàn)時(shí)輸出的有功功率波動(dòng)也較大，最大波動(dòng)范圍能達(dá)到1Mw，所以在并網(wǎng)初期容易造成逆功率跳閘。其次是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)并錄波發(fā)現(xiàn)并網(wǎng)瞬間柴油機(jī)突增的5%油門(mén)開(kāi)度在沒(méi)有人為干預(yù)的情況下無(wú)法自行保持，在隨后的幾秒鐘內(nèi)柴油機(jī)油門(mén)開(kāi)度信號(hào)在緩慢減小，柴油機(jī)本體上的油門(mén)緩慢關(guān)小，最終造成柴油發(fā)電機(jī)組逆功率跳閘。

3.2 手動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)回路存在問(wèn)題

同期小車內(nèi)手動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)回路如圖1所示，從圖中可以看出無(wú)論手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置出口791ZK是否滿足，按下手動(dòng)同期按鈕790TO，手動(dòng)同期命令將通過(guò)808XR繼電器保持，一旦791ZK出口條件滿足，則立即通過(guò)809XR向待并網(wǎng)斷路器發(fā)出合閘命令。該操作過(guò)程將使斷路器在手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置允許的最大相角差時(shí)發(fā)出并網(wǎng)合閘命令，無(wú)法滿足盡量接近相角差為零時(shí)并網(wǎng)的要求。

4 同期并網(wǎng)小車及同期并網(wǎng)操作的相關(guān)改進(jìn)

（1）針對(duì)同期小車手動(dòng)準(zhǔn)同期回路存在的問(wèn)題，根據(jù)廠家的意見(jiàn)修改為如圖2所示的接線方式，即取消原來(lái)手動(dòng)同期命令的保持回路。進(jìn)行手動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)時(shí)在手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置允許合閘的范圍之外按下手動(dòng)同期按鈕將不會(huì)發(fā)出合閘命令且同期命令不保持，手動(dòng)準(zhǔn)同期允許合閘范圍內(nèi)，通過(guò)人為控制合閘命令發(fā)出時(shí)機(jī)可使斷路器在相角差接近為零時(shí)合閘，使發(fā)電機(jī)受到的沖擊最小。

（2）針對(duì)同期自動(dòng)同期并網(wǎng)方式下柴油發(fā)電機(jī)組容易出現(xiàn)逆功率跳柴油發(fā)電機(jī)出口斷路器問(wèn)題，在同期小車上增加并網(wǎng)完成后調(diào)整有功和無(wú)功的功能，即在并網(wǎng)完成后將并網(wǎng)模式選擇開(kāi)關(guān)790TL切至手動(dòng)、自動(dòng)或測(cè)試模式即可在同期小車上通過(guò)增減速和增減壓旋鈕完成功率的增減，無(wú)需切換至就地控制盤(pán)進(jìn)行功率調(diào)整，縮短了功率調(diào)整時(shí)間，可大大減小柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)生逆功率的概率。完成有功功率的調(diào)整后將790TL切換至OFF位，閉鎖同期小車上的功率調(diào)整功能以防止誤操作。

5 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組同期并網(wǎng)試驗(yàn)是驗(yàn)證其帶載能力的重要途徑，帶載能力將決定其是否能夠作為核電廠備用電源，所以定期有效的進(jìn)行同期并網(wǎng)試驗(yàn)對(duì)核電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。本文通過(guò)對(duì)并網(wǎng)試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行描述并作出相應(yīng)的改進(jìn)與優(yōu)化，能夠有效的提高海南核電廠內(nèi)五臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)試驗(yàn)成功率，保證了柴油發(fā)電機(jī)組的可用性。

[責(zé)任編輯：許麗]