SID—2FY型微机准同期装置调试及问题分析

高二军 胡有武

【摘 要】石河子天山铝业自备电厂一期4*350MW机组工程发电机通过SID-2FY型微机自动准同期装置实现与电网的并列，本文在对SID-2FY自动准同期装置工作原理介绍的基础上，总结了SID-2FY自动准同期装置调试内容，重点针对并网过程中出现的问题进行了分析并提出了预防措施

【关键词】同期装置；调试；并网

将同步发电机投入电力系统并列运行的操作称为并列操作，并列操作是电力系统运行中的一项重要操作，是发电机机组开机运行中的关键工序。发电机同期装置是发电厂二次系统的重要组成部分，它实现发电机与电网系统的并列运行，并网的条件是发电机与系统的相序、频率、电压都要相同时即所谓同期时才能并网，将发电机机组安全、可靠、准确快速的投入，从而保证系统的可靠，经济运行和发电机组的安全，本文以天山铝业2号机组为例，描述了SID-2FY微机同期装置的调试及并网情况。

1.系统概述

SID-2FY微机自动准同期装置是深圳国立智能电气公司的第九代产品，该装置不仅可以用于发电机与电网之间的差频并网，同时也可用于线路的差频和同频并网，具有自动识别并列点并网性质的功能。当装置自动识别出当前并网性质时，精确的控制数学模型能快速的捕捉到第一个快速并网的时机，当发电机与系统的角差为零时可靠的完成无冲击并网。在发电机并网过程中，按照模糊控制理论算法，对发电机的频率和电压进行快速调节，确保频差和压差又快又平稳的达到整定范围，从而实现快速并网，并网流程如下。（见图1）

图1

天山铝业2号机组发变组系统采用发电机——变压器单元接线，分散控制系统监控方式，经过主变升压后接入本厂的220KV升压站。同期装置安装于#2机组电气继电器室，由于升压站两条220KV母线采用3/2接线，故本装置有两个同期点（2031开关和2030开关），系统侧电压分别取自220KV I母母线PT和电铝二线线路PT，待并侧电压取自主变高压侧PT。（见图2）

2.同期装置调试

发电机同期装置及二次回路本体部分相对简单，所以在许多情况下，试验人员往往简单处理一些试验环节，以至于在做动态试验时容易产生不必要的中断而进行故障查找，从而延误整个发电机并网试验进程，所以在发电机并网前对同期装置本体及相关二次回路进行严格测试显得尤为重要。

同期装置的调试包括静态调试和动态调试，静态调试主要有：

※ 外观及接线检查

※ 继电器的校验

※ 调压功能测试

将SID-2FY同期装置的压差参数设为±5%同时方式切换开关打到“工作”位置；将继电保护测试仪设为“同期试验”工作方式并将模拟系统PT电压Us和发电机PT电压Ug信号端接入同期装置的系统PT信号和发电机PT信号输入端；将同期装置本体给上工作电源。

降压调压和低电压闭琐试验：

首先将模拟系统PT电压Us设为57.7V，频率Fs设为50Hz；模拟发电机PT电压Ug设为62V（超过+5%压差），频率Fg设为49.9Hz；此时检测同期装置有降压调节脉冲输出，然后将模拟发电机PT电压Ug调到57.7—60.585V以内（+5%压差范围内），经过短暂调节时间检测同期装置有合闸脉冲输出，由此验证同期装置降压调压功能的有效性和正确性。

模拟发电机PT电压Ug继续降低到49.045V以下（同期装置的低电压闭琐设为额定值85%以下），同期装置闭琐并发出相应信号，由此验证同期装置低电压闭琐功能的有效性和正确性。 升压调压试验：

首先将模拟系统PT电压Us设为57.7V，频率Fs设为50Hz；模拟发电机PT电压Ug设为54.815V以下（低于﹣5%压差），频率Fg设为49.9Hz；此时检测同期装置有升压调节脉冲输出，然后将模拟发电机PT电压Ug调到54.815—57.7V之间（﹣5%压差范围内），经过短暂调节时间检测同期装置合闸脉冲输出，由此验证同期装置升压调压功能的有效性和正确性。

图2

※ 调频功能测试

将SID-2FY同期装置的频差参数设为±0.15Hz同时方式切换开关打到“工作”位置；将继电保护测试仪设为“同期试验”工作方式并将模拟系统PT电压Us和发电机PT电压Ug信号端接入同期装置的系统PT信号和发电机PT信号输入端；将同期装置本体给上工作电源。

降频调频试验：

首先将模拟系统PT电压Us设为57.7V，频率Fs设为50Hz；模拟发电机PT电压Ug设为57.7V，频率Fg设为50.20Hz（超过+0.15Hz频差）；此时检测同期装置有加速调节脉冲输出，然后将模拟发电机PT电压Ug的频率量Fg降到50.15Hz以下（+0.15Hz频差范围内），经过短暂调节时间检测同期装置有合闸脉冲输出，由此验证同期装置降频调频功能的有效性和正确性。

升频调频试验：

首先将模拟系统PT电压Us设为57.7V，频率Fs设为50Hz；模拟发电机PT电压Ug设为57.7V，频率Fg设为49.80Hz（低于﹣0.15Hz频差）；此时检测同期装置有加速调节脉冲输出，然后将发电机PT电压Ug的频率量Fg调到49.86Hz以上（﹣0.15Hz频差范围内），经过短暂调节时间检测同期装置有合闸脉冲输出，由此验证同期装置升频调频功能的有效性和正确性。

※ 导前时间测试

将SID-2FY同期装置的压差参数设为±5%同时方式切换开关打到“工作”位置；将继电保护测试仪设为“同期试验”工作方式并将模拟系统PT电压Us和发电机PT电压Ug信号端接入同期装置的系统PT信号和发电机PT信号输入端；将同期装置本体给上工作电源。

分开2031-1及2031-2刀闸，断开操作电源，投入2031断路器控制及储能电源，用继电保护测试仪模拟系统及待并侧电压及频率，电压压差及频率频差在定值整定范围内，启动同期装置，利用装置本身的合闸导前时间测试功能测导前时间。2030断路器的测试原理同2031.

动态调试主要有：

※ 核相试验

※ 假同期试验

当发电机短路、空载等试验完成后，分开2031-1及2031-2刀闸，断开操作电源，投入2031断路器控制及储能电源，检查系统侧电压和待并侧电压相序一致，启动同期装置，检查励磁系统的调压及DEH的调频功能，同时进行录波，检查合闸的瞬间相角是否在0位置。

※ 准同期并网试验

同期并网和假同期原理相同，只是准同期并网时2031断路器两侧刀闸在合闸位，是真正的与系统并列。

3.非同期合闸的危害及预防措施

非同期合闸是发电厂的一种严重事故，它对有关设备如与之相串联的变压器、开关等破坏力极大，严重时会将定子端部变形，发电机线圈烧毁，；产生较大的冲击电流和电磁转矩，冲击电流将对发电机定子端部绕组产生强大的应力；电磁转矩将对轴系统产生强大的扭应力，轴系扭振形成疲劳损耗，缩短有效使用寿命，重则大轴断裂。即使当时没有立即将设备损坏，也可能造成严重隐患；就整个电力系统来讲，如果一台大型机组发生非同期并列，则影响很大，有可能使这台发电机与系统之间产生功率振荡，严重扰乱整个系统的正常运行，甚至造成崩溃。非同期合闸产生的原因主要有以下几点

※ 接线错误

※ 回路误动

※ 运行人员操作错误

目前，电气设备的自动化水平和可靠性较高，加上调试水平及运行水平逐年提高，接线错误和运行操作错误的现象已基本没有，但回路误动的现象还有所发生，应引起重视。

预防措施：

分系统调试期间，电气调试人员要严格按照调试方案及调试措施，仔细审查设计图纸，与之相关的二次回路要保证连接的正确性，监理、业主各级质检人员要验收到位。

二次回路要定期检查，防止因二次电缆绝缘低或其他问题造成设备误动作。

电厂运行操作人员要严格执行“两票三制”，严禁无票操作或者随意操作。

4.并网过程中出现的问题及预防措施

石河子天山铝业项目2号机组于2013年3月22日下午4点实现首次并网，从电气整套启动到并网过程顺利，但在以后的并网过程中，出现了一些问题，总结如下：

问题1、并网时#2主变高压侧PT端子箱内PT二次空开没投，同期装置检测不到待并侧电压，开入量不满足造成同期闭锁。

原因分析：由于#2主变高压侧PT端子箱安装在220KV升压站内，站内设备属于铝厂调度管理，铝厂调度管理人员对操作票执行不到位，造成设备操作漏项。

预防措施：提高操作票编写人及执行人的技能，严防漏项。

问题2、并网时待合闸开关2031在DCS上切换到“检修”位置，造成同期装置外部启动指令无法开入。

原因分析：操作人员对设备运行状态检查不严

预防措施：操作人员在对设备操作前应严格按照操作票仔细检查设备状态。

5.结束语

SID-2FY微机型自动准同期在石河子天山铝业电厂运行已将近3个月，并网多次，实践证明，只要严格按照说明书要求及运行操作票，并网效果还是非常理想，缩短了并网时间，获得了良好的经济效益。

参考文献：

[1]许正亚.电力系统自动化装置 北京：中国电力出版社，2005

[2]张义贤.火电厂电气设备启动调试 北京：中国电力出版社，1998

作者简介：

高二军，男，中共党员，大学文化，2003年7月参加工作，现为中国能建湖南省火电建设公司调试所电气室专工，从事火力发电厂电气设备调试10年。

胡有武，男，大学文化，2003年7月参加工作，现为中国能建湖南省火电建设公司调试所电气室专工，从事火力发电厂电气设备及输变电电气设备调试10年。