非同步并列简介

“发变组非同期并列”故障分析

摘要：在发电厂的生产过程当中，发电机组与系统的并列是一项非常重要的操作。由于各种原因在并列过程中发生事故的现象时有发生，这种事故对电力生产和电气设备造成的损失和损害都是非常严重的，因此我们有必要对发电机组在并列过程中所发生的故障，进行认真的分析提高认识，找出发生故障的原因并加以解决，以利于以后的安全生产。

关键词：发变组发电机非同期并列差动速断保护复式比率制动差动保护

一、#1发变组并列前本电力系统的运行状态：

07年6月4日是唐山三友集团年度停车大检修刚刚结束，电气设备基本都已投入运行的时刻。为了分析问题方便，我们只讨论本电力系统电源的运行情况，由于缺少与这次故障有关的系统内各个电源及各条线路的相关数据及运行参数，所以我们不作详细的计算，只是定性的对故障进行分析，找出解决问题的办法，用以指导我们的生产实践。

在#1发变组没有并列之前已经投入运行的电源如下：1、热电公司6万千瓦的#2发变组；2、热电分公司6千千瓦的#1发电机；3、热电分公司1.5万千瓦的#2发电机；4、热电分公司3万千瓦的#3发电机；5、110KV变电站两台4万千伏安的#1主变和#2主变。

在#1发变组具备并列条件，准备并列之前，上述设备运行正常。

二、#1发变组并列时的故障现象：

#1发变组301开关合入与系统并列的瞬间，#1发变组301开关跳闸，#2发变组302开关也跳闸。

经检查：#1发变组差动速断保护动作，动作时间是16点31分18秒406毫秒，差电流是21A，是发变组额定电流的5倍左右；#2发变组差动速断保护动作，动作时间是16点31分20秒000毫秒，差电流是8.8A，是发变组额定电流的两倍多。（差动速断保护整定的动作电流是5.72A，约为额定电流的1.4倍）。

从综合保护装置和综合测控装置的记录上看，#2发变组差动速断保护的动作时间比#1发变组差动速断保护的动作时间晚1.6秒左右。#2发变组的差电流也比#1发变组的差电流小很多。

在这次#1发变组并列故障中，两台机组都是差动速断保护动作，而复式比率制动差动保护都没有动作。

三、#1发变组并列故障分析：

在#1发变组301开关合闸之前整个系统运行正常，#1发变组空载运行也很正常，而在#1发变组301开关合闸并入系统的瞬间故障发生了，造成了#1发变组差动速断保护动作301开关跳闸，#2发变组差动保护动作302开关跳闸，这就确定无疑是由于#1发变组与系统并列造成了事故跳闸。事后经详细检查二次回路，证实了这次事故是非同期并列事故。非同期并列的原因是在大修期间更换#1发电机电压互感器二次侧开关的过程中，错误的把#1发电机电压互感器二次侧的b相接到了原来c相的位置，而把#1发电机电压互感器二次侧的c相接到了原来b相的位置上，这就造成了同期装置的同步表的指针，指示同期点时实际上一次回路当中系统电压的相位正好与发变组电压的相位相反。这是一种最严重的相位不同的非同期并列事故，从这次事故当中我们也更进一步认识到了二次回路的重要性，在二次回路上工作一定要认真仔细，把“保证在二次回路上工作正确性”的组织措施和技术措施做到位。

根据热电公司#1发变组非同期并列的故障现象我们提出以下四个问题：

（一）非同期并列是不是发变组差动保护范围内的故障？

1、什么是非同期并列

非同期并列是相对于准同期并列而言的，准同期并列的条件是：1待并电源的相序与系统电源的相序相同，2待并电源的电压与系统电源的电压相等，3待并电源的频率与系统电源的频率相等。4待并电源电压的相位与系统电源电压的相位一致。严格的讲待并电源的波形与系统电源的波形也应相同。在发电机制造时都已经充分考虑到了这一点，在发电机设计和制造工艺上尽可能使发电机发出电压的波形为正弦波，对于发电机发出电压的波形，安装及使用单位都无法控制和改变。

在待并电源与系统电源之间完全满足以上条件时使待并电源并入系统，这就叫准同期并列，在这种条件下把待并电源并入系统时，待并电源的运行参数和系统电源的运行参数都不会因为待并电源的并入而发生任何改变。

非同期并列就是：待并电源与系统电源并列，在准同期并列的条件之中，有一个及一个以上的条件不满足时的并列都叫做非同期并列。

2、非同期并列产生的危害

非同期并列对电气设备和电气系统将会产生什么样的危害呢？下面我们对不满足准同期并列条件时的并列，所造成的后果分别加以分析。在这里我们每分析其中一个条件不符合要求时，都假定其它条件都满足要求，这样分析问题可以简单清楚一些。

1待并电源的相序与系统电源的相序不同时并列的危害

待并电源在安装时就必须保证其相序与系统相序一致。当待并电源与系统电源相序相反时把待并电源并入系统，在待并电源和系统电源中要产生非常大的冲击电流，并且待并电源输出的电磁转矩与系统电源对待并电源产生的电磁转矩方向相反，简单的说待并电源与系统电源相序相反时的并列，就相当于待并电源与系统电源互为反接制动，后果非常严重可怕，如果保护装置拒动，将造成旋转设备的严重损坏，造成电气设备的烧毁，甚至造成系统的瓦解，这是绝对不允许的。

检查待并电源的相序与系统电源的相序是否一致的方法也很简单，在母线电压互感器的二次侧接入相序表，如果该相序表在系统电源作用下的旋转方向与在待并电源作用下的旋转方向一致，就说明系统电源的相序与待并电源的相序一致，否则相序相反。

2待并电源的电压与系统电源的电压不等时并列的危害

待并电源的电压与系统电源的电压不相等时，把待并电源并入系统，由于待并电源电压U1与系统电源电压U不相等，于是在并列用的断路器的两个触头之间就要出现一个电压差△U，△U=U-U1。从U和U1的波形图用逐点相减的方法可以画出△U的波形图，△U也是一个最大值一定、频率与两电原频率相同的正弦波。在这时把待并电源并入系统，待并电源与系统电源之间会在电压差△U的作用下产生一个冲击电流，△U越大合闸时的冲击电流也就越大,由于待并电源与系统电源的阻抗都很小，当△U较大时并列将产生很大的冲击电流，甚至使保护动作，开关跳闸。所以我们在进行并列操作时要尽可能调整待并电源电压与系统电源电压一致。实际操作时通常允许电压差△U在±5%的额定值范围之内。2100433B