发电机组手动准同期装置的优化探讨

陈建春

（中国水利水电第十六工程局有限公司，福建 福州 350000）

1 手动同期装置正常运行操作方法与线路分析

机组正常并网运行采用自动准同期并网，且须满足以下四项准同期条件时，操作同期点断路器合闸，使发电机并网[1]。

（1）发电机电压相序与系统电压相序相同；

（2）发电机电压与并列点系统电压相等；

（3）发电机的频率与系统的频率基本相等；

（4）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。

但由于津巴布韦系统电压、频率不稳定，有时自动同期装置无法完成断路器同期合闸，造成并网失败，为此需手动同期合闸并列，手动同期合闸控制回路图如图1、图2所示。

图1 原设计手动同期合闸控制回路1

图2 原设计手动同期合闸控制回路2

手动同期装置正常运行操作方法：

（1）首先将无压选择开关（K2-NV）切至有压选择位置；

（1）投同期选择开关（K2-SYN）；

（2）此时将分别投入系统电压小母线，机端电压小母线，整步表（M2），同步检查继电器（TJJ2）；

（3）操作K2-V0进行增励磁↑或减励磁↓调节；

（4）观察整步表（M2）的电压差；

（5）操作K2-SP进行增速↑或减速↓调节；

（6）观察整步表（M2）的频率差以及相角差指示；

（7）条件满足时将合闸选择开关（K2-CE）解锁并投入；

（8）在条件满足时刻合7号-GCB合闸开关（K2-CL）；

（9）7号-GCB合闸成功。

以上手动同期装置在调试过程发现该手动同期合闸控制回路存在着严重缺陷，一旦操作错误将会造成断路器非同期合闸，后果非常严重，可能引起设备及人身事故，现分析如下：

（1）手动同期合闸控制回路中没有串接同期选择开关（K2-SYN）的常开闭锁接点。在误操作合闸选择并合闸时将会造成非同期合闸事故。

（2）同期合闸控制回路中虽然串接了同步检查继电器（TJJ2）的闭锁接点，但是该接点是常闭接点，若PT没有切入或断线时，或者是TJJ2线圈断线时该常闭接点就起不到闭锁的作用。因此只要操作合闸选择并同时合闸，同样造成非同期合闸事故。

（3）手动同期合闸控制回路中的无压选择过于简单，完全依靠操作人员的个人主观意识来决定是否无压，安全可靠性不高。若当系统侧有压时，误投入了无压选择开关（K2-NV），此时操作了合闸选择并合闸，同样会造成非同期合闸事故。

2 手动同期合闸线路优化分析与改造

根据以上分析可以判定本电站手动同期控制回路有重大事故隐患，必须优化改造，优化改造后的同期合闸控制回路图如图3、图4所示。

图3 优化改造后的同期合闸控制回路1

图4 优化改造后的同期合闸控制回路2

控制回路的优化改造说明如下：

（1）在手动同期合闸控制回路中串接同期选择开关（K2-SYN）的常开闭锁接点。优点是操作人员如果忘记投入手动同期选择开关（K2-SYN）而进行手动同期操作，则控制回路因为常开接点的闭锁而造成合闸回路未接通，故而7号-GCB无法合闸，从而避免非同期合闸事故。

（2）因为国内的同步检查继电器（TJJ2）在使用中只能采用其常闭接点，为了安全，建议更换同步检查继电器（TJJ2），采用常开接点用于闭锁回路，经与业主方商量，决定采用DEIF的Check synchroscope type CSQ-3同步检查继电器替换现有的同步检查继电器（TJJ2），该继电器是采用常开接点用于闭锁合闸回路的。优点是PT没有切入或断线时，或者即使是CSQ-3的电压输入回路损坏时，因为是常开接点闭锁控制回路使得7号-GCB无法合闸，从而避免非同期合闸事故。

由于CSQ-3继电器具有系统-机端电压差整定和系统-机端相位角差整定的功能，因此将电压差整定为5 V，相位角差整定为10°，这样就增加了手动同期的稳定性和可靠性，再次避免非同期合闸发生事故的可能。

（3）在系统电压小母线上固定并接一只低电压继电器（7YJ）。用于检测系统侧是否有压，并采用其常开接点用于闭锁无压合闸。优点是即使错误合闸无压选择开关（K2-NV），当系统侧有压时控制回路被闭锁使得7号-GCB无法合闸，从而避免非同期合闸断路器，造成对机组的冲击事故。此时若要合闸7号-GCB开关，必须经过CSQ-3继电器支路，通过手动同期方式操作7号-GCB合闸，完全避免非同期合闸事故发生。

3 结束语

8号机组的手动准同期控制回路同样做了优化改造，经过两年的运行验证，7号、8号机组的手动准同期控制回路的优化得到了业主、设计及运行人员的认可，针对津巴布韦卡里巴南岸扩建开关站手动同期装置的优化改造，总结了安装、调试分析探讨的重要性，经过优化改造，进一步提高试验人员及技术人员对手动同期装置原理的认识，为今后同类产品设计、调试提供借鉴，为调试及运行技术人员分析类似问题提供参考。