摘要
发电机并列的条件是:电压相等,频率相同,相序、相位一致。严重的非同期并列将危及发电机及相关设备的机械寿命,还可能扩展为电网输配电事故。概述了发电机并列冲击电流允许值及非同期并列允许合闸的极限相位差角,并对非同期并列产生的原国进行分析,这些原因主委包括一次系统误合闸、同期并到误操作、同期田路或同期裴夏接线错误等。最后提出发电机非同期并列的重要预防措施。
1.1发电机的并列条件
发电机的并列条件是:电压相等,频率相同,相序、相位一致。满足上述条件,发电机合闸并列的瞬间,冲击电流及冲击力矩为零,是发电机准同期并列的理想状态。在这里,相序、相位非常关键。相序不相同,并列的发电机不但永远不会同步,而且将导致机组遭受损坏并引起电网严重事故;相位差超过规定允许,就会发生不同程度的非同期并列,同样也会带来不良后果,有时基至是灾难性的后果。
1.2 发电机并列的冲击电流及其允许值
事实上,发电机并列时,电压、频率、相位差与技术规定总会多少有一些偏差而产生冲击现象。但是,在规定条件下,设备还是具有一定的承受能力的。以机端三相短路为条件设计的发电机,其结构及安全上已考虑能够承受值为的短路电流(不考虑非周期分量)所产生的机械应力及热效应。取标幺值发电机电势E-1.05UN,此时机端短路电流的承受倍数。
从保证设备安全考虑,发电机非同期并列的冲击电流及冲击力矩应小于机端短路值。在考虑了一定的安全裕度之后,表面冷却的发电机,根据允许冲占力矩求得的允许冲击电流倍数(最大冲击电流周期分量八与发电机额定电流入之比)规定值见表)。由此可见,发电机非同期并列所产生的冲击电流,只要在允许范围之内,设备在安全方面就没有问题。
1.3发电机非同期并列的后果及危害
轻微的非同期并列,因占氏,冲击电流小,对发电机及电网影响小,并列后发电机将很快进人同步,安全上没有问题。严重的非同期并列,占多占6,特别是同期回路接错线及人员误操作引起的非同期并列,占县至可大到60、120、180、240,在电网容量为无限大时(X、-O),按式(2)冲击电流对应值,已达到或超过发电机设计所允许的承受及表1规定的允许值。特别是非同期并列,冲击力矩将达到最大值、并且比机端短路时产生的电磁力矩大好几倍。(3)这对发电机组是华常危险的。一方面,冲击力矩将使原动机大轴、发电机大轴及连轴器产生危
险的机械应力及疲劳损伤、危及设备寿命;另一方面,因电动力、绕组发热与冲击电流平方成正比,超过规定允许的冲击电流,往往引起发电机定子绕组端部变形及绝缘损坏,接头严重过热或烧断,造成发电机内部短路。另外,非同期冲击电流以1 匀”(匀”为频差)为周期,作用时间长,往往使得与发电机连接的主变压器同时发生故障,扩大为电网输配电事故。冲市电流还使系统产生振荡,引起电压下降,甩负荷,造成大量用户停电。
总之,发电机非同期并列,后果非常严重,破坏力有时甚至超过机端短路,将造成重大损失,可能毁坏发电机组。
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