張河灣蓄能電站微機同期裝置的應(yīng)用與校驗

龍福海，李世昌，張 坤

（1.河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300；2.國網(wǎng)新源控股有限公司，北京 100053）

張河灣蓄能電站微機同期裝置的應(yīng)用與校驗

龍福海1，李世昌1，張 坤2

（1.河北張河灣蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 石家莊 050300；2.國網(wǎng)新源控股有限公司，北京 100053）

張河灣蓄能電站同期裝置采用美國伍德沃德（WOODWARD）微機同期裝置SPM-D101 OB/YB產(chǎn)品。每臺機組配置有兩套同期裝置，一套作為主用，一套作為同期檢查，只有兩套裝置同期合閘接點均閉合，同期合閘令方能出口。本文介紹了WOODWARD同期裝置的應(yīng)用及校驗方法。

微機同期裝置；校驗；WOODWARD；自動準(zhǔn)同期

0 引言

在電力系統(tǒng)中，經(jīng)常需要將發(fā)電機組投入到電力系統(tǒng)并列運行，或者將兩個不同系統(tǒng)并列運行以及環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的合環(huán)操作，這些并列操作統(tǒng)稱為同期操作。進(jìn)行并列操作的裝置稱為同期裝置。同期并列分為準(zhǔn)同期并列和自同期并列。準(zhǔn)同期并列操作就是將待并發(fā)電機升至額定轉(zhuǎn)速和額定電壓后，當(dāng)滿足發(fā)電機電壓相序和系統(tǒng)電壓相序相同，發(fā)電機電壓和并列點系統(tǒng)電壓大小接近相等，誤差不超過5%～10%，發(fā)電機的頻率和系統(tǒng)的頻率基本相等，誤差不超過0.2%～0.5%，合閘瞬間發(fā)電機電壓相位和系統(tǒng)電壓相位相同時，操作同期點斷路器合閘，使發(fā)電機并網(wǎng)。自同期并列操作，就是將發(fā)電機升速至額定轉(zhuǎn)速后，在未加勵磁的情況下合閘，將發(fā)電機并入系統(tǒng)，隨即供給勵磁電流，由系統(tǒng)將發(fā)電機拉入同步。

1 設(shè)備概述

張河灣蓄能電站同期裝置采用美國伍德沃德（WOODWARD）微機同期裝置SPM-D101 OB/YB產(chǎn)品。每臺機組配置有兩套同期裝置，一套作為主用，一套作為同期檢查，只有兩套裝置同期合閘接點均閉合，同期合閘令方能出口。機組同期裝置有兩種運行模式，一種為自動模式，一種為手動模式，模式切換通過機組現(xiàn)地控制單元盤柜上專用切換開關(guān)-S02實現(xiàn)。當(dāng)同期裝置處于自動模式下，同期裝置采用自動準(zhǔn)同期方式進(jìn)行并列操作。當(dāng)同期裝置處于手動模式下，同期裝置采用半自動準(zhǔn)同期方式進(jìn)行并列操作。此外，該同期裝置還支持黑啟動功能模式。

2 同期裝置的日常維護(hù)與校驗

2.1 同期裝置的日常維護(hù)

（1）機組同期裝置的日常維護(hù)項目包括：

1）同期裝置電源工作正常；

2）同期裝置面板指示燈無報警指示；

3）同期裝置首次更換時對內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行配置與確認(rèn)；

4）同期裝置外部接線端子牢靠無松動、無脫落；

5）同期裝置外部無積塵；

6）同期裝置所有接線必須綁扎牢靠，不可將重力點落在設(shè)備接口處，以防止一定時間后接口被重力所損壞。

（2）同期裝置檢修每兩年進(jìn)行一次；如遇斷路器檢修則應(yīng)安排相關(guān)同期裝置檢修。

2.2 同期裝置的效驗

2.2.1 效驗裝置接線

此次同期裝置校驗裝置用的是PW系列的繼電保護(hù)測試儀，接線方式如圖1所示。

根據(jù)圖1顯示，各接線情況如下：

（1）將校驗儀Va、Vb端子分別接X10的23、2端子（主變側(cè)PT的A相、發(fā)電機側(cè)PT的A相）；

（2）將校驗儀Vn端子接入X10的8、28端子（主變側(cè)PT的B相、發(fā)電機側(cè)PT的B相短路相接）；

圖1 效驗裝置接線示意圖

（3）將校驗儀輸入E（1）、輸入F（2）接入同期裝置11端子，輸入E（2）接入同期裝置12端子，輸入F（1）接入同期裝置13端子（其中，11為公共端，11、12為同期裝置的“VLTAGE RAISE”，11、13為同期裝置的“VLTAGE LOWER”）；

（4）將校驗儀輸入G（1）、輸入H（2）接入同期裝置8端子，輸入G（2）接入同期裝置9端子，輸入H（1）接入同期裝置10端子（其中，8為公共端，8、9為同期裝置的“SPEED RAISE”，8、10為同期裝置的“SPEED LOWER”）；

（5）將校驗儀輸入A（1）、輸入A（2）接入同期裝置14、15端子（“COMMAND CLOSE CB”信號）。2.2.2公共參數(shù)設(shè)置測量調(diào)壓脈寬時，壓差必須設(shè)置在動作區(qū)之外。測試頻率動作時，壓差必須合格；頻差設(shè)置必須在動作區(qū)之外。

測試導(dǎo)前角及導(dǎo)前時間時，壓差必須合格；頻差必須設(shè)置在動作區(qū)之外。

變壓器接線組別為Y/D-11，合閘時間0.1 s，系統(tǒng)側(cè)額定電壓100 V，額定頻率50 Hz，待并側(cè)額定電壓100 V，允許壓差4 V，允許頻差0.15 Hz。

Z01校驗結(jié)果如下：電壓動作值104.3 V，頻率動作值50.1 V，導(dǎo)前角及導(dǎo)前時間32.291°/0.897 s。

Z02校驗結(jié)果如下：電壓動作值104.5 V，頻率動作值50.05V，導(dǎo)前角及導(dǎo)前時間30.247°/0.637s。

3 同期裝置常見事故處理

（1）同期裝置（-Z01/-Z02）不能顯示的處理：檢查是否存在1號機組24 V直流電源故障報警：U01_GA01_EG006_DI01 UNIT POWER SUPPLY 24 VDC FAULT；檢查裝置供電直流開關(guān)U01_GA01_ F115（LCU1）及P01_GA51_F115（LCU5）的位置；若在分開位置，可以手動試合一次，若再次跳開則不允許再次試合；檢查有關(guān)的連接端子是否松動。

（2）同期裝置啟動后長時間不能并網(wǎng)的處理：檢查同期裝置輸出轉(zhuǎn)速增減的端子8/9/10和輸出電壓增減的端子11/12/13是否有輸出,若沒有輸出則檢查同期裝置本體；檢查增減轉(zhuǎn)速及電壓回路是否正常。

（3）同期裝置-Z01不能正常工作的處理：檢查電源是否正常；檢查同期裝置啟動的前提條件是否滿足：Release Black start端子為53，輸入是否為“1”，Reply：CB is open端子為4，輸入是否為“1”、Release CB端子為3，輸入是否為“1”。通過旋鈕開關(guān)U01_GA03_S02將同期模式選擇為“MANU”即手動同期模式，這樣同期將只通過同期裝置-Z02判斷同期條件，跳過故障的-Z01。

（4）同期裝置-Z02不能正常工作的處理：檢查電源是否正常；檢查同期裝置啟動的前提條件是否滿足：Release Black start端子為53，輸入是否為“1”，Reply：CB is open端子為4，輸入是否為“1”，Release CB端子為3，輸入是否為“1”，Synch-check端子為54輸入是否為“1”。通過旋鈕開關(guān)U01_GA03_S02將同期模式選擇為“AUTO”即自動同期模式，并短接端子-Z02:14/15，跳過故障的-Z02。

（5）同期裝置重新投運前的檢查步驟：直接解除斷路器側(cè)同期裝置合閘令的接線；在檢查所有測量電壓相序接線是否正確后，須將同期裝置加電（24 V直流）；同時按住“Digit↑”和“Cursor→”，進(jìn)入設(shè)置模式。在進(jìn)入設(shè)置模式前，應(yīng)確保已將數(shù)字輸入“設(shè)置閉鎖”進(jìn)行復(fù)位（把信號輸入點連接至0 V或是解除接線）。LED燈“automatic”將會熄滅；按照不同的字碼順序依次輸入?yún)?shù)。設(shè)定限制既可從字碼描述讀取也可從操作手冊附錄的參數(shù)表查到；不要啟用任何功能（斷路器或控制）并確保所有顯示數(shù)值正確無誤（和用單獨的測量裝置測得的數(shù)值相同）。如果某相測量電壓接線不正確或是漏接，黑啟動流程可能被激活，將會導(dǎo)致設(shè)備的非同期合閘。

4 結(jié)束語

同期裝置校驗的目的是測量機組自動準(zhǔn)同期時，同期裝置發(fā)出合閘命令（脈沖）的導(dǎo)前時間、導(dǎo)前角以及實際合閘時間。發(fā)電機非同期并列將產(chǎn)生很大的沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機非同期并列合閘瞬間，發(fā)電機和所連接的設(shè)備將承受20～30倍額定電流作用下所產(chǎn)生的電動力和發(fā)熱量，可能損壞發(fā)電機的定子線圈，因此，對同期裝置的日常維護(hù)和校驗非常重要。

TM762

B

1672-5387（2016）12-0032-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.12.012

2016-10-18

龍福海（1983-），男，工程師，從事抽水蓄能電站運維管理工作。