小型水电站微机监控改造中同期系统的安装与调试

电力18讯：    摘  要：  同期系统是水电站一个重要的二次系统，同期系统接线是否正确必须通过同期系统安装和调试来保证。在小型水电站微机监控改造工程中同期系统安装和调试稍有不慎可能引起严重后果，必须引起高度重视。

关键词：  小型水电站；微机监控改造；同期系统安装与调试
    

一、  同期系统的安装
    
当采用微机监控方式时往往自动准同期系统与发电机、变压器等主设备的保护、监控、操作、信号等功能已经集成在一起，并且已经按照主设备分类组成监控单元。虽然各微机监控装置生产厂家不同，大致结构和功能均差不多，一般只是一些细部功能和通讯方式不同罢了。一般不需单独对同期系统进行安装，只需按照微机监控装置生产厂家要求接入被保护控制主设备的规定电压、电流量二次值(模拟量)、交直流工作电源、和各开关量输入输出(即开入开出)、接入按照通讯规约规定的通讯方式配置的通讯线路即可。也就是按照微机监控装置生产厂家要求将上述各量接上保护监控屏的端子牌。
    
这个阶段的工作看起来简单，其实非常容易出问题。尤其对老厂改造工程问题更多。为了保证接线正确性，应该首先仔细研究厂家捉供的接线原理图和端子图，认真领会其设计意图；其次按照厂家图纸结合本厂情况绘制每一面屏施工图、端子图；图中要标清元件代号、回路标号、电缆编号、端子编号等，要特别注意厂家图中元件号、回路号与本厂实际设备的标号可能出现的不一致。当出现同一回路、同一设备而标号不一致时应采用补救措施取得统一。在具体接线时应严格按照二次回路接线施工要求，保证工艺水平。接线完成后应仔细核对检查，防止错、漏、断线。对监控回路中的二次电缆应采“kvvp”型带屏蔽的控制电缆，敷设时应尽可能避开高压、大电流的电力和动力电缆，对通讯线路可采用双绞屏蔽线。其屏蔽层应按厂家设计要求可靠接入每面屏的接地干线，全厂设备安装完成后将全厂各监控保护屏的接地干线用10mm2以上截面铜芯软导线连通并进行一点接地。接地电阻不宜超过2Ω。
    
二、同期系统的调试
    
1、准同期并列的条件
    
同步发电机准同期并列实际操作条件为：
    
待并机与系统电压差小于10％(标么值)；
    
待并机与系统频率差小于(0.2～0.5)％(标么值)；
    
待并机与系统相位差小于10°；

现在一般的微机监控装置借助计算机技术只要同期系统接线不错、相序不错都能达到比上述规定的操作条件好得多的控制标准进行并列，能达到断路器合闸瞬间冲击电流非常小接近理想并列状态的好效果。
    
2．非同步并列的后果
    
安装接线完成后进入现场调试阶段。现场调试阶段工作十分重要，万不可掉以轻心。要消除那种认为微机监控装置已经可以准确控制并列条件可放心投入运行。这种侥幸心里可能导致非同期并列的严重后果。
    
以发电机在发电机出口母线并入无穷大系列为例：
    
设运行系统次暂态电势为EYT，待并机次暂态电势为Ec，待并机阻抗标么值一般在0.2左右，而无穷大系统阻抗标么值为∞；
    
则发电机出口断路器合闸瞬间产生的冲击电流为：I=(Ext―Eg)／(Xxt+Xg)
    
当忽略系统阻抗即Ext≈0，则冲击电流等于系统与待并机电压相量差比上发电机阻抗。
    
作出相量图(图略)
    
由相量图可分析推知：
    
Icj=(2Eg／Xg)sin
    
其中o为系统电势与待并机电势相角差。当o为180°时，其冲击电流标么值最大可达到：
    
Icj= (2EG／XG)sin=2(EG／XG)sin(180／2)≈2Id
    
Icj≈2(1／0.2)sin(180／2)=2X5=10
    
即冲击电流最大可达二倍发电机三相出口短路电流或者发电机10额定电流，必然造成重大损失。
    
例如引入监控装置用于检查准同期条件的系统电压或者待并机电压任何一个极性接反，当微机监控装置检查到满足同期条件而合上断路器瞬间，其一次回路同期点两侧电压就刚刚差180°，就必然造成上述10倍额定电流的冲击。
    
再如引入监控装置用于检查准同期条件的系统电压或者待并机电压任何一个错相，当微机监控装置检查到满足同期条件而合上断路器瞬间，其一次回路同期点两侧电压就刚刚差120°(或者240°)将产生Icj≈2X(1／0.2)si