同期装置定值整定研究

同期装置定值整定研究

费万群

四川苏华能源工程有限公司上海分公司 上海市 200000

摘要：本文以电厂同期系统为研究对象，先是分析其构造及工作原理，并针对并网过程中存在的问题，分析同期装置定值整定与系统运行方式不匹配的原因，从而梳理总结同期装置定值整定的正确方法及措施，以供参考。

关键词：电厂；并网运行；同期装置；定值整定；方法

为进一步保证电力系统安全、稳定、经济运行，确保厂网协调，提升电力企业经济效益，制定实施了《发电厂并网运行管理规定》。发电机作为电厂运行中的重要设备，直接影响着电力系统的安全稳定运行。但当前在发电机并网运行中仍存在许多问题，为确保电力系统安全稳定运行，以下主要针对发电机组并网过程中同期装置定值整定的问题进行研究。

1. 发电机并网运行及同期装置的概述

发电机并网运行是基于并网开合合并的基础上，发电机机组与系统并列运行的一种模式。在这一模式中，发电机出口侧的电压应与系统侧电压在幅值、频率等方面保持一致，且不得存在的任何偏差或不足，如是存在压差，势必产生较大的瞬时冲击电流，最终导致发电机遭受的破坏。

而在电厂电气系统中，同期装置是不可或缺的一部分，一般会在电厂集中控制室中设置同期装置，其主要作用是对发电机并网运行状态进行控制。在同期装置具体运行中，先是对发电机并网开关两侧的电压参数值进行采集，然后根据具体采集的数据情况，对发电机出口侧的电压与系统侧电压在幅值、频率等方面是否一致进行判断，若存在偏差，则根据实现预设的参数指标，通过地汽轮机数字液控系统进行调控的方式，从而对发电机频率、电压、幅值等进行调节。通过同期装置进行发电机相应参数调节符合要求后，且发电机侧电压与系统侧角度差为0°时，执行并网开关合闸指令，确保在最小的冲击电流下促使发电机与系统并列运行。

2. 发电机并网运行中存在的问题

以某电厂为例，该电厂内部为330kV电网，采用的同期装置的规格型号为SID-2FY智能同期装置，在并网过程中，主要是通过单元制接线的方式接入内部电网系统中。在正常工况下，同期装置合并侧的二次电压额定值是100V，电网系统侧的二次电压额定值是110V。该电厂现有的两台发电机组设置的参数也与此一致。但是在2019年5月份时，两台发电机组在并网运行过程中，出现了短时间内发电机功率无法上升的情况，且发电机处于无功功率负值运行的状态。后经过电厂检修人员检测后，同期装置及励磁系统并无任何问题，则此次问题的发生，有可能是系统侧电压上升导致。具体的分析情况如下：

同期装置系统采集系统侧电压为340kV时，二次电压为103V，为同期装置二次额定电压的96％，此时处于正常的运行状态，也符合并网运行的参数要求。但由于系统侧电压上升的原因，待系统侧电压上升至351kV时，此时二次电压为106.4V，为同期装置二次额定电压的96.7％，存在0.7％的压差。虽然也能够满足同期并网运行的参数要求，但是实际测量的电压值存在较大的偏差，检修人员在检测时发现，待并侧的实际电压值是339.84kV，压差为11kV，实际上超出了一次电压差的合理范围，也因此导致发电机在并网运行后出现零无功功率的情况。同理，待并发电机电压为19.2kV时，同期装置允许系统侧电压最高值能够达到359kV，压差达到了5.6％，这样在并网时会瞬间对发电及系统造成较大的无功冲击。

为了进一步确定检测结果的准确性，检修人员同时进行同期装置定值整定说明说的查看并进行计算，计算后得知待并测电压值为100V，与发电机二次额定值一致，而系统侧电压值为363kV，二次额定电压值为110v。结合现场实际情况，实际所测得的主变高压侧的额定电压值是354kV，二次额定电压值是107.3V，存在较大压差。可见，导致此次问题的发生，主要是因为系统侧二次电压整定错误导致。

由于该电厂在投产两台发电机组时，最初所设置的主变运行档位为三挡，所设置的同期装置参数也是根据发电机组投产时进行计算设定，但是在运行后发现存在系统电压较低的情况。为了能够解决这一问题，该电厂将主变档位三挡提至四档，但是并没有同步进行同期装置定值的调整，以致于系统侧电压上升后才发现问题存在。

3. 同期装置定值整定的方法及措施

3.1 整定方法

针对发电机并网运行中存在的问题，首先需要明确系统侧与待并侧二次额定电压的计算方法。主要有两种，一种是以待并侧为基准，也就是将待并侧的额定与系统侧进行合并，此时测得的系统侧电压值为354kV，二次额定电压值为电压值调整为正常工况下的电压值，即100V，在实现零压差的情况下将待并侧107.3V。以此为依据，将系统侧额定电压也设置成107.3V，从而保证发电机并网正常运运行；另一种是以系统侧为基准进行参数的设置，先实际测出系统侧的电压值，并多次进行测定，取平均值，在检修人员测定后得知系统侧运行电压的平均值为350kV，二次电压额定值为106V，则也应将待并侧的电压值设置为350kV，从而实现零压差下待并侧与系统并网运行。这两种整定方法应根据高压侧额定电压与系统运行电压差情况选择，若二者压差较为接近，建议采用第一种方法进行整定，操作简单且容易理解；若二者压差较大，建议采用第二种方法进行整定，先计算出待并侧的实际电压值，然后再利用励磁调节器进行调整。但也需要明确的是，无论是采用哪一种整定方法，都应确保待并侧与系统侧的二次电压变比一致。因此，该电厂在将主变档位三挡提至四档时，应同步进行相应定值的变更，第一种计算方法是对系统侧二次电压进行变更，第二种计算方法是对待并侧二次电压进行变更。

3.2 改进措施

由于一次电压差较大时，会导致并网时系统和发电机存在较大的无功冲击。误的情为了能够避免这一问题的发生，在并网时建议采用顺控准同期的方式进行，这一并网运行的方式具有效率快的优势，具体是先计算出系统侧实际运行的电压值，然后基于零压差并网运行的基础上，计算出发电机侧的电压值，之后在根据计算出的电压值利用励磁调节器进行相应的电压值调整，保证待并侧与系统侧电压值一致。除此之外，也可以通过单操准同期的方式进行并网，操作步骤与顺控准同期基本一致，不同的是在开启同期装置前，需要人工在励磁操作界面进行减磁操作，在确保调整值与计算值一致之后再将同期装置开启。这一并网方式可以减少励磁调节器频繁调整参数的次数，同时也能够避免出现励磁调节器参数错况。除了通过上述两种方式减少无功冲击以外，也不可忽视发电机组并网时的故障分析，应对实际并网运行参数与计算值进行比较分析，若发现存在偏差的情况，应对其偏差的原因进行分析，并及时进行相应参数的调整，认真对同期装置的整定值进行有效的校验，确保同期装置定值准确，从而保证同期装置能发挥其应有的作用。

结语：

综上所述，同期装置作为电厂二次系统中的重要组成部分，在发电机并网运行中起到重要的作用。但由于实际并网过程中可能会遇到各方面的问题，其中压差问题较为明显，这就需要电厂检修人员明确出现偏差的原因，结合实际情况计算出相应的参数，并与实际运行参数进行对比分析，从而得知偏差的原因，之后再正确的进行同期装置的定值整定，从而保证发电并网正常运行。

参考文献：

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