WX-98微机准同期装置在大山口水电厂的应用

WX-98微机准同期装置在大山口水电厂的应用

宋光新李萍李红霞

（新疆新能发展有限责任公司检修一工区新疆库尔勒841000）

摘要：本文对同期原理和WX-98微机准同期装置的应用进行了简单介绍，对该同期装置原理及假同期并列的方法进行了说明，并阐述了该装置在大山口水电厂的应用。

关键词：同期；导前时间；假同期试验；大山口水电厂；应用分析

大山口水电厂位于新疆开都河上游峡谷地带，装有4台单机容量为20MW混流式机组，设4台110KV主变压器，机组与主变压器采用单元接线。2001年安装了4台WX-98/A装置，运行过程中出现了各种问题，于2012年将其全部更换为WX-98/F装置，之前存在的问题得到了解决。

1、同期原理简介

实现并列运行的操作称为并列操作或同期操作。用以完成发电机与系统并列操作的装置称为同期装置。同期并网的三要素是频率差合格、电压差合格、相角差合格。非同期并网对发电机危害极大，在非同期并网时发电机将受到系统很大的冲击电流，冲击电流越大，对发电机危害越大，严重时可能造成发电机损毁。其中频率存在偏差时，发电机将受到有功性质的冲击；电压存在偏差时，发电机将受到无功性质的冲击；相角存在偏差时，发电机将受到有功、无功两种冲击。同期并网的关键是同期点的选择，同期点选择方法不同使得同期装置原理不同，同期装置原理都是为了消除主变压器Ｙ/Δ接线对系统侧和发电机侧PT的影响。

同期装置是发电机并网的非常重要的自动装置设备，大山口电厂同期装置原理是将发电机PT的b相接地，系统PT也是b相接地。系统电压互感器变比为110kV/100V，实际变压器运行档位为121kV，因此系统侧电压和发电机相差1.1倍，而WX-98A装置内部无法设置1.1倍关系，造成系统侧电压和发电机侧压差偏大，并网时机组冲击较大。WX-98A运行10年后，陆续出现工作不稳定情况，曾经造成非同期合闸，为了解决同期问题，于2011年、2012年先后更换为WX-98F装置，该装置能进行同期电压倍数设置，将系统电压设置为1.1倍后，发电机并网冲击问题彻底得到解决。同期装置运行7年以后，建议装置校验时增加校验频率和定值校验次数，防止由于同期装置元件老化造成非同期并网发生。

2、WX-98同期装置定值校验

WX-98准同期装置除了能够自动寻找到同期点、发同期合闸令以外，还具有根据实际情况，发出增加频率、增加电压、降低频率、降低电压的脉冲控制信号控制励磁和调速器，从而加快同期合闸的时间。对同期对象1发电机出口断路器合闸时间进行实际测试为60ms左右，同期对象2主变出口110kV侧断路器合闸时间进行实际测试为170ms左右。

试验定值：

导前时间：60ms

合闸允许压差△U：-3.0V≤△U≤3.0V

合闸允许频差△f：-0.15Hz≤△f≤0.15Hz

待并侧电压下限：80V，待并侧电压上限：120V

待并侧频率下限：44Hz，待并侧频率上限：56Hz

使用博电继电保护测试仪软件，选择同期装置测试窗口，参数2中设置系统电压110V，待并电压100V、允许压差3V、允许频差0.15HZ。（试验前先将继电保护测试仪上所有电流输出端子短接）

2.1导前时间及导前角测试：频率变化步长设置为0.05HZ,选择一个测试点，该点电压合格，频差在动作区以外。点击添加测试项，启动测试，给同期装置电源，打开同期测试软件的同步指示器，观察同期装置合闸。记录软件下边显示的导前角和导前时间。连续做3次记录三次数据，并和同期装置所显示的数据进行比较。

2.2电压动作值测试：变化步长改为1V，选择一个测试点，该点频率合格，电压在动作区以外。点击添加测试项，启动测试，给同期装置电源，打开同期测试软件的同步指示器，观察同期装置合闸。记录软件下边显示的动作电压。连续做3次记录三次数据，并和同期装置所显示的数据进行比较。

2.3频率动作值测试：变化步长改为0.05HZ，选择一个测试点，该点电压合格，频率在动作区以外。点击添加测试项，启动测试，给同期装置电源，打开同期测试软件的同步指示器，观察同期装置合闸。记录软件下边显示的动作频率。连续做3次记录三次数据，并和同期装置所显示的数据进行比较。

2.4调压脉宽测试：

保护装置开关量输入接E端子为增电压，F端子为减电压。同期装置上X1的12、13端子为增电压，13、14端子为减电压。

2.5调频脉宽测试：

保护装置开关量输入接G端子为增频，H端子为减频。同期装置上X1的9、10端子为增频，10、11端子为减频。

3、验证同期接线的正确性

利用工作电压通过假同期的方法检查发电机同期回路接线的正确性。试验时，将隔离开关断开，并将其辅助接点放在合闸后的状态，此时，系统电压就通过这对辅助接点进入同期回路。另外，待并发电机的电压也同时进入同期回路。这两个电压经过同期并列条件的比较，如果采用手动准同期并列方式，运行人员通过对发电机电压、频率的调整满足同期并列条件，手动将待并发电机出口断路器合上，完成假同期并列操作。如果采用自动准同期并列方式，自动准同期装置就自动地对发电机进行调速、调压，待满足同期并列条件后，自动发出合闸脉冲，将其出口断路器合上。此时，如果表计指示异常，无论手动准同期或自动准同期都无法捕捉到同期点，不能将待并发电机出口断路器合上，说明同期回路的接线有错误。

结语

发电机并网无疑是发电厂的一项重要操作，它直接关系到系统运行的稳定及发电机的安全。只有对同期装置进行最彻底的静态和实际整组传动试验，才能保证在将来的真实并网中保护发电机不受到意外的损害，也只有对由同期装置、DCS逻辑以及NCS、升压站开关所组成的整个系统进行彻底的整组试验，才能保证并网时一次成功。因此，必须通过学习研究加强对同期装置的了解，为提高自动化水平和并网操作的质量打下良好基础。

参考文献

[1]卓乐友，叶念国，翁乐阳，何曙亮，叶波微机型自动准同步装置的设计和应用中国电力出版社，2002年5月

[2]沙励，大型发电厂同期系统设计方案电力自动化设备，2005年02期

[3]国瑞自动化工程有限公司WX-98F微机同期装置使用说明书