自备电站安装同期装置的探讨

自备电站安装同期装置的探讨

刘忠友

中国人民解放军92665部队

摘要：电站中的发电机在与系统电网并列运行之前，需要保障二者的电压、频率、相位等完全相符，才能够实现系统并网。在自备电站中安装的同期装置，从互感器二次绕组正确选取电压相位，与同期点两侧电压相位相符，该举措是保障自备电站安装同期装置的关键。基于此，在本文中针对自备电站安装同期装置进行深入的探讨，以期能够提升电站系统运行稳定性。

关键词：自备电站；安装；同期装置；探讨

前言：在电网系统运行中，为了有效的解决自备电站的并网问题，提升电网运行的可靠性，需要针对并网基本要求，实现自备电站的安装同期装置研究。很多的电厂将各电网并网实现电力系统的大规模的供电，并且提升了用电系统的可靠性。其中基于自备电站的电网并列装置大部分为模拟式的并列装置，其元件在实际应用中比较容易老化，并且不能够实现自动化并列。在此基础上，在本文中分析了一种自备电站安装同期装置，在电站中的应用，能够实现供电的安全性。

1.自备电站安装同期装置的必要性分析

自备电站的存在为城市供电终端提供了安全保障，满足重点单位的用电需求。自备电站系统运行环节中，安装同期装置与电站的功能性需求关系密切。在安装自备电站同期装置之后，在一定程度上提升了电力系统的资金投入，但是提高了供电系统的可靠性。为了保障自备电站同期装置能够稳定的运行，需要电站操作人员提升其技术水平，以满足同期装置运转要求。然而，在很多电站中，其对供电时限要求不高，那么在这样的场所中可以不安装自备电站同期装置，此外，在重要负荷有不间断供电系统UPS的场所可不装同期装置。

2.自备电站安装同期装置的系统原理

在自备电站安装同期装置之前，需要理清其实际的应用原理。当电站电网能够并行到供电得大网中，需要电站能够满足以下三个条件：第一，发电机电压和电网电网幅值差能够保持在5%以下。第二，确定电站中发电机电压和电网电压的实际频率相差小于0.2%。第三，发电机电压和电网电压的相差角保障在5%以下。在自备电站装同期装置环节中，为了满足以上几个条件，关键的环节就需要进行发电机电压和电网电压的幅值以及频率的检测，在以上两个的对象分析中，当其不能满足以上条件需求的基础上，需要及时的调整发电机的实际电压，接下来针对电网与发电机电压的相角差进行分析，当其满足条件下的合闸脉，实现合闸装置并网[1]。

由于在自备电站同期装置中，其发电机的电压幅值与发电机的励磁有关系，并且相应的汽轮机转速与电压的频率有关系。因此，电压幅值与频率不满足条件时，需要从发电机的励磁角度出发，充分的调节其内部的励磁，关注发电机的触发电压。借助这样得方式，调整斩波器控制电压，借助直流电动机电枢电压的改动方式，实现系统转述的调节[2]。

3.硬件组成

自备电站安装同期点装置，硬件组成比较关键，在该自备电站安装同期装置中，所需要的硬件主要包含了以下内容：

1）斩波器；斩波器在自备电站同期装置中比较关键，其安装在系统负载和恒定的直流电源之间，主要的作用就是能够直接改变电力系统加载在负载上的直流电压平均值。该种设备的应用，能够直接作用关断晶闸管或者是MOS管之间，应用于开关元件。常见的自备电站安装同期装置系统中所应用的斩波器，都采用了国际半导体公司所生产的IRFP360管。该种开关元件能够实现设备的快速关断，并且相关的电阻率较低，在实际驱动上也比较简单。为了防止干扰以及隔离单片机，可以在装置中接入相应的电感或者是电容产生震荡，保障二极管和电抗器的实际续流[3]。

2）整流装置。在自备电站安装同期装置中，在系统中安装整流装置，应用可控硅组成整流装置。该装置的实际作用就是将三项交流电源转变为直流电，之后，将该种整流装置应用到交流发电机的励磁线圈上。在励磁系统中，为了发挥出整流装置的实际作用，需要直接改变整流装置的输出电压，保障交流发电机在自备电站安装同期装置过程中，能够改变其电压幅值。一般情况下，同期装置的整流装置上采用相桥式的全控整流电路，该种电路方式为三相桥式全控整流电路。在该电路中，具体的参数如下：三相交流电压为30V，同步电压为18V。为了改变触发电压大小，可以通过改变晶闸管的导通角方式，将输出电压直接改变[4]。

4.设计接线

在自备电站安装同期装置应用环节中，其系统设计的接线比较关键。在自备电站安装环节中，应用何种设计接线方式，直接影响着自备电站的运行。因此，在本文中以潘家口防汛自备电站的实际系统设计接线为例进行分析，在该自备电站中所应用的电站接线单元为“两机一变”的扩大单元接线方式，在实际应用中，首先需要进行发电机的选择，关注两台发电机的出口断路器、与系统主变高压端中的同期点。当两台出口断路器分别为608DL和609DL时，那么选择其相对应的主变高压侧为308DL的断路器为同期点。当以上的出口断路器的同期点确定之后，需要进行二次绕组的确定，以及相应的电压互感器的分析。相应的电压互感器二次绕组分别为1YH和4YH。从这样的同期装置参数确定过程中，需要保障自备电站同期装置安装中互感器中的相位、同期点的两侧能够与电压的相位相符。

当不同类型的断路器作为同期点时，其电压互感器选择数值不同。例如，在主变高压侧选择308DL断路器作为的35KV侧的同期点时，其所对应的电压值分别为63kV和35kV，并且相应的母线两电压互感器分别为：4YH、5YH。此时，当主变压器的Y型接线侧存在着30°的相位差，在自备电站安装过程中，为了有效的解决这一问题，可以应用基于转角接线的方式，一般情况下，应用△/Y-1接线的转角变换方式[5]。

5.转变角接线

在进行自备电站安装同期装置时，可以通过转变角接线的方式，对发电机的接线进行检查。在实际的检查过程中，具体的做法就是将发电机带的主变压器进行零起升压，并且升到额定数值。实现接线的检测，可以应用同期选择开关的方式，逐个同期点进行检测。当系统中的接线准确时，检测结果中会显示为同期位置不动，而出现这样的结果主要是因为同一台发电机在实际应用中，能够满足同期并列中的电压、相位以及频率都行相同的条件。经过检测，其相应的检测结果为的608DL、609DL两个同期点正确，并且相应的主变高压侧同期点会出现一定程度的同步表偏移。在该种偏移下的相位差为的60°。针对以上情况，可以直接确定自备电站安装同期装置的接点上存在着一定程度的失误[6]。

在308DL同期点故障检测中，发现其两侧的接线负载不同，一侧为主变压器，另一侧为转角设备，其中基于主变压器的接线为Y/△-11接线，而在另一侧则为的5YH和ZB型号的转角。在进行自备电站的安装环节中，首先需要设计人员能够充分的考虑到主变、转角接线方式是否一致。当对设备进行检查之后，根据现场的实际情况，确定相应的接线方式。

结论：综上所述，自备电站安装同期系统的应用需要在电压、频率以及相位三方面因素平衡的基础上，实现同期装置的调整，实现自备电站并网应用。在本文中针对自备电站安装同期装置的系统原理进行分析，阐述同期装置中的两个重要硬件组成部分。此外，在自备电站安装同期装置应用环节中，其系统设计的接线比较关键，当不同类型的断路器作为同期点时，其电压互感器选择数值不同。通过转变角接线的方式，对发电机的接线进行检查，实现同期装置的稳定运行。

参考文献

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[2]杜伟阳.辅控网在石油化工自备电站装置的应用[J].仪器仪表用户,2016,(05):57-59.

[3]徐茂利.浅析脱硫脱硝技术在企业自备电站锅炉系统改造中的应用[J].科技创新与应用,2014,(23):91.

[4]陶伟静.化工装置自备电站主机选型及供热可靠性论述[J].吉林电力,2012,(03):50-51.

[5]高仲,陈宣才.自备电站利用余热降低汽耗[J].石油化工设计,2008,(03):41-43+20.

[6]金文一,张友明.利用建筑物基础做防雷接地装置的分析与应用[J].黑龙江冶金,1997,(04):21-22+25.