应急柴油发电机组同期并网问题分析与改进

何洋+赵江+韩瑜

【摘 要】应急柴油发电机组首次同期并网试验是进行柴油机稳态运行试验及验收试验的前提，并网过程中存在的问题将影响柴油发电机组的验收与投运。本文主要叙述了柴油发电机组首次并网进行同源核相的方法及核相时出现的问题以及在并网过程中存在的问题及其相关解决方法。

【关键词】同源核相；手动准同期；逆功率

1 柴油发电机组同期并网装置简介

柴油发电机组同期并网试验是在柴油发电机组调试期间进行带载试验的前提以及在运行期间每年进行带载能力验证试验的基础。海南核电的五台柴油发电机组共配备两台同期小车，其中一台作为主同期小车放置于主控室，另一台作为备用小车暂存在仓库，两台同期小车能够实现完全相同的功能。同期并网装置的作用是在试验时向应急母线的进线开关发出合闸命令使柴油发电机组与电网连接。同期小车上安装有自动准同期装置和手动准同期装置，正常试验情况下用自动准同期装置发出合闸命令。

2 同源核相方法及出现的问题

2.1 同源核相的两种方式

在进行1LHP柴油发电机组并网试验同源核相时采用的是将1LGC和1LHA母线停役，断开1LGC的进线开关100JA和200JA。启动1LHP柴油发电机组，在电压和频率达到稳定后合上1LHA002JA和1LHA001JA将电压倒送至1LGC母线，同期装置采集柴油发电机机端电压互感器二次侧电压和1LGC母线电压互感器二次侧电压，然后在同期小车上进行同源核相。该方法进行核相的优点是操作相对简单，但必须同时停役1LGC和1LHA两段母线，同时因为柴油发电机组在进行并网试验前未进行过任何带载试验，不能保证电源的可靠性，因此在同源核相期间柴油发电机组的辅助系统电源1LLG配电盘不能由1LHA母线供电，所以为了保证1LHP并网试验期间柴油发电机组辅助系统正常运行，必须将1LLG配电盘的进线电源通过临时变更由A列供电改至B列供电，变更实施难度较大。

在进行1LHQ柴油发电机组并网试验同源核相时采用的是将柴油发电机顶上出现箱内的三相出线电缆断开并用聚酯纤维绝缘板做好隔离措施后，由1LGD母线经1LHB001JA将电压送至1LHB母线，然后再经1LHB002JA将电压送至发电机机端及发电机出口电压互感器，然后在同期小车上进行同源核相。采用该方法的优点是1LGD和1LHB母线均不需要停役，且柴油发电机组的辅助系统电源不受影响，但该方法需要断开发电机定子绕组出线电缆，工作量较大。

2.2 同源核相过程中出现的问题

在同期小车内进行核相测量电网侧和发电机侧电压差时发现同相之间电压不为零，相间电压差为Uaa′=100V、Ubb′=2.4V、Uab′=102.4V、Uba′=102.4V。

在检查确认同期装置二次电压采集回路无误后，初步判断发电机出口电压互感器一次侧存在问题。打开发电机出口电压互感器后盖板后发现在端接电缆时错将A相与C相接反。电缆A相与C相对调后再次进行同源核相测量相间电压差Uaa′=2.7V、Ubb′=2.4V、Uab′=104.9V、Uba′=100.4V，同相之间电压为零，异相之间电压为额定线电压，且用相序表测量三相电压相序为正序，说明此时一次回路接线恢复正常。

3 同期并网回路存在的问题

3.1 同期并网过程出现逆功率

在柴油发电机组调试期间及投运后定期试验期间多台应急柴油发电机组在进行自动同期并网试验时曾出现因为逆功率保护动作跳发电机出口断路器现象，柴油发电机组逆功率保护定值为7.5%Pn，经2.4s延时后动作于跳发电机出口断路器002JA。在柴油机电子调速器内设置的初始负荷为5%Pn，即当电子调速器收到并网完成信号后将柴油机油门齿条突增%5Pn。经过试验观察发现，当电网频率波动较大进行柴油发电机并网试验时输出的有功功率波动也较大，最大波动范围能达到1Mw，所以在并网初期容易造成逆功率跳闸。其次是经过试验并录波发现并网瞬间柴油机突增的5%油门开度在没有人为干预的情况下无法自行保持，在随后的几秒钟内柴油机油门开度信号在缓慢减小，柴油机本体上的油门缓慢关小，最终造成柴油发电机组逆功率跳闸。

3.2 手动准同期并网回路存在问题

同期小车内手动准同期并网回路如图1所示，从图中可以看出无论手动准同期装置出口791ZK是否满足，按下手动同期按钮790TO，手动同期命令将通过808XR继电器保持，一旦791ZK出口条件满足，则立即通过809XR向待并网断路器发出合闸命令。该操作过程将使断路器在手动准同期装置允许的最大相角差时发出并网合闸命令，无法满足尽量接近相角差为零时并网的要求。

4 同期并网小车及同期并网操作的相关改进

（1）针对同期小车手动准同期回路存在的问题，根据厂家的意见修改为如图2所示的接线方式，即取消原来手动同期命令的保持回路。进行手动准同期并网时在手动准同期装置允许合闸的范围之外按下手动同期按钮将不会发出合闸命令且同期命令不保持，手动准同期允许合闸范围内，通过人为控制合闸命令发出时机可使断路器在相角差接近为零时合闸，使发电机受到的冲击最小。

（2）针对同期自动同期并网方式下柴油发电机组容易出现逆功率跳柴油发电机出口断路器问题，在同期小车上增加并网完成后调整有功和无功的功能，即在并网完成后将并网模式选择开关790TL切至手动、自动或测试模式即可在同期小车上通过增减速和增减压旋钮完成功率的增减，无需切换至就地控制盘进行功率调整，缩短了功率调整时间，可大大减小柴油发电机组发生逆功率的概率。完成有功功率的调整后将790TL切换至OFF位，闭锁同期小车上的功率调整功能以防止误操作。

5 结束语

应急柴油发电机组同期并网试验是验证其带载能力的重要途径，带载能力将决定其是否能够作为核电厂备用电源，所以定期有效的进行同期并网试验对核电厂的安全稳定运行至关重要。本文通过对并网试验时出现的问题进行描述并作出相应的改进与优化，能够有效的提高海南核电厂内五台柴油发电机组的并网试验成功率，保证了柴油发电机组的可用性。

[责任编辑：许丽]