生產(chǎn)過程自動化課件(編輯修改稿)
2025-03-02 20:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 不會產(chǎn)生電流或電磁力矩的沖擊。 但是，在實際操作中很難精確滿足并列條件。實際上，只要造成的電流沖擊和電磁力沖擊不超過允許范圍，就不會對機組造成危害。 非同期 并列操作可能使機組嚴重損壞： ? 如果相位差為 180176。 時非同期合閘，則發(fā)電機定子繞組的沖擊電流將比發(fā)電機出口的三相短路電流大一倍； ? 如果電壓或頻率不相同，將對機組產(chǎn)生很大的電磁沖擊力，甚至高達額定力矩的 826倍。而發(fā)電機出口短路時的最大電磁力矩只有額定力矩的 38倍； 可能造成非同期并列的原因為： ? 發(fā)電機的一次或二次接線不正確； ? 同期裝置工作不正確； ? 運行人員誤操作。 3）自同期 自同期操作的過程： 打開機組導葉到空載位置 發(fā)電機接近同步轉(zhuǎn)速 發(fā)電機投入勵磁 發(fā)電機斷路器合閘 機組并入系統(tǒng)運行 自同期是針對系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)電壓和頻率降低，并且不斷發(fā)生變化，使準同期并列困難時，而采用的同期方式。 自同期的優(yōu)點： ? 不需調(diào)整電壓、相位和精確調(diào)整轉(zhuǎn)速，操作簡單； ? 由于并列操作時未投勵，消除了非同期并列的可能； ? 與準同期相比，大大縮短了并列的時間。 自同期并列為電力系統(tǒng)發(fā)生故障而出現(xiàn)低頻、低壓時，啟動備用機組創(chuàng)造了很好的條件，對于防止事故擴大，迅速恢復系統(tǒng)起到重要作用。 由于發(fā)電機以自同期投入 系統(tǒng)時，未勵磁的發(fā)電機相當于異步電動機，因此自同期存在如下缺點： ? 出現(xiàn)短時間的電流沖擊，并使系統(tǒng)電壓下降； ? 沖擊電流引起的電動力可能對定子繞組絕緣和定子繞組端部造成不良影響； ? 沖擊電磁力矩將使機組大軸產(chǎn)生紐矩，并引起振動。 但是，沖擊電流和沖擊電磁力矩均比發(fā)電機出口三相短路時小，并且縮減快，通常不會對發(fā)電機造成損害，但沖擊電流產(chǎn)生的電動力可能對定子繞組絕緣和端部造成累計性變形和損害。特別是 自同期時發(fā)電機處于冷狀態(tài)，造成的不良影響比熱狀態(tài)下的發(fā)電機出口三相短路更嚴重。 因此，根據(jù)各種同期方式的特點，水電站在同期操作中： ? 以自動準同期作為機組正常時的并列方式，并帶有非同期閉鎖； ? 以手動準同期作為備用，并帶有非同期閉鎖； ? 在事故時，采用自動自同期并列。 ２ .２ 同期點的選擇和同期電壓的引入 1） 同期點的選擇 為了實現(xiàn)機組與系統(tǒng)的并列運行，水電站必須有一部分斷路器由同期裝置來進行操作，這些用于同期并列的斷路器稱為同期點。 選擇同期點的基本原則是：如果一個斷路器的兩側(cè)都有電源，則該斷路器應(yīng)該是同期點。 確定水電站同期點的一般原則是： ? 發(fā)電機或發(fā)變組的斷路器是同期點； Ｇ S 同期點 Ｇ S 同期點 ? 在對側(cè)有電源的線路斷路器是同期點； 同期點 母線 電源 ? 三繞組變壓器或自耦變壓器與電源連接的各側(cè)斷路器是同期點； 電源 電源 同期點 同期點 ? 低壓側(cè)與母線連接的雙繞組變壓器，應(yīng)有一側(cè)斷路器作為同期點，以便在變壓器投入時進行并列操作。 同期點 母線 ? 分段斷路器、母聯(lián)斷路器、旁路斷路器是同期點。 母線Ｉ 母線 Ⅱ 同期點 ２） 同期電壓的引入 采用準同期方式并列時，需檢查同期條件，而同期條件的判斷是通過同期電壓的檢查來進行的。因此，需將待并發(fā)電機和系統(tǒng)的電壓通過電壓互感器引入同期裝置，進行比較判斷。 由于機組的升壓變壓器通常采用Ｙ， d11接線，導致變壓器兩側(cè)相間電壓存在３０ 176。 的相位差。在中性點接地系統(tǒng)中，為了校正引自ＰＴ電壓的相位，可從變壓器高壓側(cè)ＰＴ接成開口三角形的繞組取得電壓，使同期點兩側(cè)電壓的相位相符。 uab uab uab 相差 ３０ 176。 相位相同 PT PT ２ .３ 準同期點條件分析 1）對同期電壓差的要求 當 ΔU 0 時： 對發(fā)電機而言， Ic呈容性，起助磁作用； 對系統(tǒng)而言， Ic呈感性，起去磁作用。 發(fā)電機吸收系統(tǒng)無功。 當 ΔU 0 時： 與上述情況相反，發(fā)電機向系統(tǒng)輸送無功。 無功沖擊電流不會引起電磁力矩沖擊，但在 Ic過大時可能使發(fā)電機定子過熱，還可能導致繞組端部損壞。國家標準要求： ΔU ≤ 5% — 10%Ur 2）對同期相位差的要求 當 UG超前 Usys時： IC的有功分量 UF方向相同； 發(fā)電機并列后向系統(tǒng)送出有功。 當 UG滯后 Usys時： IC的有功分量 UF方向相反； 發(fā)電機并列后向系統(tǒng)吸收有功。 國家標準要求發(fā)電機并列時的相位差小于 10度。 3）對頻率差的要求 當 fG fsys時： 發(fā)電機并列后， UG將超前 USYS， 因此產(chǎn)生沖擊電流，由于沖擊電流 IC的有功分量 UF方向相同，故發(fā)電機并列后向系統(tǒng)送出有功功率，對機組而言將產(chǎn)生制動力矩，結(jié)果使轉(zhuǎn)子減速而與系統(tǒng)同步。 當 fG fsys時： 發(fā)電機并列后， UG將超前 USYS， 因此產(chǎn)生沖擊電流，由于沖擊電流 IC的有功分量 UF方向相反，故發(fā)電機并列后向系統(tǒng)吸收有功功率，機組的轉(zhuǎn)速上升最后與系統(tǒng)同步。 頻率不同所造成的沖擊與相位不同時是不一樣的： ? 相位不同時（頻率相同）所造成的沖擊是固定的（取決于相位差 φ），即兩個電壓向量間無相對運動； ? 頻率不同時，兩個電壓向量間有相對運動。若把一個向量看作靜止不動，則另一個向量將不斷與它重合，又不斷離開。因此，兩個向量之差 ΔU是波動變化的脈動電壓。如果發(fā)電機在頻率差較大時并列，則將使機組在很短時間內(nèi)發(fā)出（或吸收）過多的功率，結(jié)果使機組大軸產(chǎn)生振動，嚴重時甚至可能失去同步。 因此，國家標準要求并列時的頻率差不超過其額定值的 % — %HZ，即 — ； ２ .4 手動準同期 手動準同期是指：由運行人員借助于儀表對發(fā)電機的電壓和頻率進行調(diào)節(jié)，在滿足準同期并列的三個條件時，運行人員手動操作同期點斷路器合閘，將發(fā)電機并入系統(tǒng)。 1）手動準同期操作時所需要的儀表 指示機組電壓和系統(tǒng)電壓的兩只電壓表； 指示機組頻率和系統(tǒng)頻率的兩只頻率表； 指示機組與系統(tǒng)頻率差與相位差的一只同步表。 Ｇ 同期點 機組 PT ΔU φ 母線 PT 母線 F U F U 同步表 手動準同期并列時的操作： ? 當發(fā)電機電壓低于或高于系統(tǒng)電壓時，調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流； ? 當發(fā)電機的頻率低于或高于系統(tǒng)頻率時，調(diào)節(jié)水輪機的導葉開度，以改變機組的轉(zhuǎn)速； ? 通過同步表觀察頻率和相位差，以便選擇合適的時機發(fā)
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