【正文】摘   要：发电机自动准同期并网是发电厂电气二次部分设计的一个重要环节。本文结合某大型水电站自动准同期回路的特点，深入分析了二次回路及PLC程序中存在的不合理之处及存在的安全隐患，并对此进行针对性的完善和改进，有效提高了同期并网的可靠性和稳定性，同时对于水电站的经济稳定运行及电厂同期二次回路的升级改造有重要的指导意义。
　　关键词：自动准同期；同步检查继电器；合闸脉冲；非同期并网
　　在电力系统中，发电机的并列操作是机组开机并网的一个重要环节，其中自动准同期并网为机组常规并网方式，由同期装置自动进行发电机的频率和电压调整，实现并列合闸。自动准同期二次回路的设计对于发电机同期并网的准确性和可靠性有着关键性的影响，设计不合理可能导致同期并网不成功，影响机组开机成功率，性能评估等指标，也可能导致非同期并网事故，对发电机和整个系统的安全稳定运行造成严重的威胁。因此，同期二次回路的设计和优化应综合考虑各方面的因素，将开机失败率和非同期并网事故率降到最低，保证系统可靠性和稳定性。
　　1  自动准同期回路
　　某大型水电站机组自动准同期控制回路如图1所示。
　　
　　
       













　　图1：自动准同期二次回路及同期启动逻辑
　　通过二次回路图及程序逻辑可看出，机组自动准同期基本原理为，机组开机并网或检修试验时，通过监控系统开出使投同期装置电源继电器J13励磁，将自准同期装置上电，延时2S同期启动。同期装置根据系统侧与待并侧的电压、频率进行增减调节，当出口断路器两侧电压幅值、相位及频率满足定值条件时，同期装置合闸输出。在同期合闸中引入了同步检查继电器TBS，TBS的常闭接点接入同期合闸回路中，当待并侧和系统侧的电压幅值、相位和频率满足预设值时，常闭接点接通，与同期装置合闸输出共同作为机组出口断路器合闸令开出的必备条件，接通断路器合闸回路，实现同期并网。
　　该同期装置回路能满足机组同期并列的基本要求，但从同期的准确率、非同期并网的隐患等角度分析，发现此回路在设计上存在一定的缺陷，需要进行完善和改进。
　　2  自动准同期回路优化
　　2.1 自动同期装置 “使能投入”延时时间的优化
　　同期装置本身具有自检功能，当装置上电后，启动自检程序，一旦发现异常，立即闭锁同期出口，并输出装置异常接点信号。从图1同期启动逻辑得知，监控在同期合断路器时，投入同期电源，延时2s投入同期使能，时间间隔较短，存在同期装置自检未完成便收到同期使能命令，导致装置无法正确动作的隐患。为保证同期装置在电源投入后有足够的时间进行系统自检，待装置自检完成后才执行同期流程，将“使能投入”延时时间增大到10s，以保证同期装置动作的可靠性。（如图2：改进①）
　　2.2 同步检查继电器回路优化
　　由同期启动逻辑得知，同期装置在正常情况下是断电退出运行状态，当机组需要开机并网或检修维护试验时，由监控执行流程下发投同期装置电源令，同期装置方可工作。这种设计思路对发电机未励磁情况下误合断路器，以及机组并网运行时误发增减有功、增减无功命令等方面起到了很好的限制作用。结合此特点对同步检查继电器回路进行分析发现，同步检查继电器TBS长期处于带电状态，接点长期闭合，这与同期装置长期带电的危险性相同。为降低TBS长期闭合导致误合闸的风险，在继电器两对电压节点中引入四个开出继电器J125、J126、J127、J128，与投同期装置电源继电器J13同时动作。这样，在一般情况下，TBS处于非工作状态，只有需要同期合闸时，才将机端电压和系统电压引入继电器，进行合闸相角的判断，以保证继电器的动作可靠和防止非并网状态下的误动。（如图2：改进②）
　　2.3 自动同期装置调节令回路优化
　　同期装置在工作时，不断发出增减磁、增减速令给励磁和调速器进行电压和频率的调节，以尽快满足同期条件实现同期合闸。由于增减磁、增减速继电器动作频繁，很可能造成接点粘连，不断发出调压令或调速令，给励磁和调速器错误的信号，导致调节紊乱。为了防止这样的情况发生，调压输出与调速输出均采用双继电器设计，双继电器接点分别串联接入调速器及励磁回路中，有效防止了继电器接点粘连导致的误开出，确保频率和电压的正常调节。这种设计在机组并网后的有无功调节中同样起到了显著的作用。（如图2：改进③）
　　2.4 自动同期装置合闸脉冲监视回路优化
　　将自动准同期装置上的一对辅助合闸输出接点接入机组故障录波装置，以加强对同期并网时的合闸脉冲的监视，当发生同期并网不成功时，根据故障录波的合闸脉冲波形能快速排除同期装置的故障，将故障范围定位在二次回路上，大大缩小排查范围，提高消缺效率。此外，在进行同期装置校验时，可根据合闸脉冲和断路器合闸信号进行导前角的计算，以校验导前角是否在正常范围内。（如图2：改进④）
　　2.5 自动同期装置电压回路优化
　　同期装置的电压取自断路器两侧PT二次电压回路，同步检查继电器的电压与同期装置的电压取自相同的PT，若在检修维护作业时，误将二次电压接反，将导致待并侧与系统侧电压存在较大的相角差，从而导致非同期并网。
　　为了防止由于接线错误引起的非同期并网事故，在技术层面可以对二次回路加以改进，将同期装置和同步检查继电器取自不同的PT或同一PT不同相，这样当有一个电压回路接错线，将导致同期装置输出和同步检查继电器动作不同步，合闸回路无法导通，有效防止了非同期并网事故的发生。（如图2：改进⑤）
　　如图2所示，由于该电厂主变低压侧只有1个PT，故采用同一PT不同相的方案，同期装置电压取用相应PT的A、B相，同步检查继电器电压则取用A、C相，这样当检修或实验恢复接线出现错误时，同期装置和同步检查继电器合闸条件同时满足的几率几乎为0，有效地避免了因人为原因导致的非同期合闸。









　










　　图2：改进后的自动准同期二次回路及同期启动逻辑
　　3  结束语
　　发电厂自动同期装置及其回路的准确可靠是机组正常稳定运行的重要前提，直接影响到机组的安全性能指标。因此必须重视同期装置、二次回路、相关继电器的检查，试验。同期回路的设计优化也是发电厂研究的一个重要课题。通过研究同期装置的定值参数、回路的完善、同期数据的分析等，不断提高同期并网的准确性和可靠性，减少机组开机失败率，同时避免非同期并网事故的发生，为水电经济运行奠定重要的设备基础。
　　参考文献:
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　　[3] 张建军,高娃.发电机组准同期的探讨[J].纯碱工业，2012:41-44
　　作者简介:李雪梅（1989-），女，四川省内江市，工学学士，助理工程师，主要从事水力发电厂电气二次监控部分工作。