（上海电力安装第一工程公司热电调试中心）
摘要：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。调试过程中任何的疏忽或不足就不能保证机组安全的并网，甚至造成设备的损坏。因此本文从实际工作出发，详细分析了现场调试试验过程中的要点，难点，以便今后调试人员在工作中举一反三，确保把调试工作做好做细。
关键词：同期系统；并网；同期电压；假同期试验；导前时间
0引言
同期系统是发电厂电气系统一个重要的组成部分，工作正确与否直接决定了发电机组能否安全顺利的并入系统。调试过程中只有在充分熟悉同期装置的工作原理及特性，对各相关回路进行充分的检查和传动试验，才能确保并网一次成功，保护发电机不受到以外的损害。本文从以现场的实际调试经验出发，列举了调试中的一些要点进行分析，希望对相关调试人员有所帮助和受益。
1同期并网原理简介
发电机准同期方式是将待并发电机在并入电网前，通过励磁装置调压、DEH调速，使发电机机端电压接近系统电压，转速接近额定转速，选择在零相角差的时刻合上并网开关，使得发电机在冲击电流最小的情况下迅速被拉入同步运行。发电机与系统并网属于差频并网，准同期的三个条件是压差、频差在允许的范围之内并且在相角差为0时并网。当并网过程中出现压差将会导致无功性质的冲击，当出现频差将会导致有功性质的冲击，而出现相差则包含着两类分量的冲击。压差和频差的存在将导致并网瞬间在并列点两侧会出现一定的功率交换，无论是发电机对系统或系统对系统并网对这种功率交换都有相当的承受力，但发电机并网时角差的存在将会导致机组的损伤，甚至会诱发次同步谐振。所以，要求同其装置应该确保在相角为0时完成并网。
2同期电压的接入
由于电流系统中主变基本为Y/Δ-11点接线组别，而这种变压器原边和副边之间的同名相电压存在30°的相角差，因此，在发电机变压器组高压侧断路器并网时如同期电压取自其高、低压侧TV二次侧相同接线方式的同名相，则须将其中一侧二次电压转角30°。一般可采用三种方式来补偿这30°角差，一是利用转角变压器来实现此功能，此方法现在用的比较少。二是采用高、低压侧电压互感器取用不同接线方式电压。三是，目前微机型同期装置都设有利用软件将装置内系统侧二次电压转角+30°（滞后）或-30°（超前）的功能，来简化同期接线。后两种方法目前都广泛应用于各现场。值得主意的是，如果采用不同电压接线方式来补偿的话，软件中就不能再设置电压转角了。
我们以一个发电机变压器组为例来加以说明。如图所示，一台发电机电压经Y/△-11接线的变压器升压后再由高压侧断路器同期并网，由相量关系得到同期电压（发电机侧取Uac时）如表1所示。
图1
表1YN，d11接线变压器高压侧同期时的同期电压
调试人员要特别注意的是接入的同期电压相别务必正确、极性务必正确，否则会造成设备的严重损坏。在进行同期装置单体试验时，可以用继电保护测试仪从盘柜端子排分别在系统侧和待并侧加入电压，两侧电压角度设置为0°，观察同步表的指针是否指在0°位置。此项步骤非常重要，可以检验内部电压连线是否正确，尤其是电压回路带有隔离变的，隔离变极性的接线也可检查到，该项工作可以避免由于内部接线错误而导致的发电机非同期并网。因为发电机并网前假同期试验无法确认同期电压回路是否正确，准同期并网两侧电压频率并不相同（一般待并侧稍高压系统侧），如果两侧电压极性接反，在某一时刻两侧电压会有同相位的情况，这时同期装置依然会判定同期条件满足而发出合闸指令。
3验证同期系统接线的正确性
3.1发电机带母线零起升压试验
在自动准同期装置各静态性能试验调试检查，开关量输入输出回路、出口回路检查，同期装置调频、调压、合闸各功能回路试验完毕后，如果有条件的话，需要进行发电机带主变零起升压试验，这是确保同期电压回路正确性最好的一个方法。
试验时，需要腾空系统侧一条母线，然后合上隔离开关和断路器，将发电机升压，通过系统侧母线PT和发电机PT加至同期回路的两个电压，实际上都是发电机电压，属于同电源定相，因此同期回路反映的发电机和系统电压指示基本相同，同步表的指针也应指示在0点。否则，同期回路的接线错误。
3.2假同期试验
3.2.1试验目的
在于检查同期装置是否可靠动作，并网开关控制回路是否完好，并网开关的合闸反馈时间。通过导前时间的测量合理的整单同期装置参数，使得并网断路器主触头在电压相角差为0的瞬间合闸，实现发电机平稳并入系统。
3.2.2试验方法
试验时，将隔离开关断开，短接其接入同期回路的辅助接点，此时，系统电压就通过这对辅助接点切入同期装置。另外，待并发电机的电压也同时进入同期回路。此时，自动准同期装置就会自动对发电机进行调速、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。显然，若同期回路的接线有错误，其表计将指示异常，无论手动准同期或是自动准同期，都无法捕捉到同期点，而不能将待并发电机出口断路器合上。因此，假同期试验是检查并列点同期回路接线是否正确的有效方法。
3.2.3注意事项
断开并网断路器至汽机调速系统的并网信号，防止汽机切换为功率控制。断开并网开关间隔的隔离刀闸，停电并挂牌。另外试验中可以人为将发电机频率、电压升高或者降低检查同期装置发出的调压、调速信号是否正确。
3.2.4导前时间测试
在并网之前系统频率与待并发电机频率不相等Us与Ug之间的相角差δ=ωdt随时间t而变化，如图2所示。δ以0~2π为周期而变化，Ud的幅值也由小到大随之变化。当δ=0时，Ud=0；当δ=π时，滑差电压达最大值Udm=2Um。δ从零至的2π时间，即相邻滑差电压幅值为零点之间的时间，即为滑差电压Ud的周期Td。
图2发电机并网示意图
滑差电压幅值的零点，表示Us与Ug之间相角差为零，Td的长短又反映两电压频差的大小，所以准同期可利用滑差电压包络线波形变化，来实现准同期合闸。手动准同期和自动准同期的目的，均为检查发电机电压与系统电压之间的电压差、频率差以及电压相角差，当电压差和频率差满足要求时，以提前时间tfw发出合闸命令，使并列断路器主触头在电压相角差为零的瞬间合闸，实现发电机平稳并入系统。
进行假同期试验时，我们使用的是WFLC型录波仪，进行导前时间的录取。分别把系统侧和待并侧电压的火线接入交流电压输入通道，这样就可以得到滑差电压，在同期装置柜内端子排上并接接入录波仪的合闸反馈信号，录波仪的直流电压输入通道正端接合闸指令负端，负端接地，这样就可以录取滑差电压、合闸指令以及断路器的合闸反馈信号。图3为某工程项目假同期试验录取的波形。根据波形我们可以看出，从同期装置发出合闸指令，到断路器在电压相角差为0左右合闸，所用的时间为125ms。依据这个参数，我们可以微调开关合闸时间这个定值参数，再进行波形录取，直到断路器主触头在电压相角差为零的瞬间合闸。
假同期试验完毕，同期回路接线基本都检查验证完毕，可以拆除临时的短接线（隔离刀辅助接点），恢复措施（发电机并网信号），发电机可以安全的进行同期并网了。
图3假同期试验导前时间录取
4结束语
同期系统调试包括同期装置和同期回路两部分，其中任一环节出现差错都不能保证发电机能够安全可靠的并入电网，并且会对发电机本体造成严重的危害，影响发电机的使用寿命，因此确保同期系统的正确性、可靠性是我们调试工作的重中之重。从合理的设定各项整定参数，到全面细致的各项试验都是不可或缺的，作为在一线的调试人员，我们必须及时总结经验，不断完善试验方法，从而提高工作效率，使同期并网更加安全可靠。
参考文献：
[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答（第二版）[M].北京:中国电力出版社，1999.
[2]电力系统继电保护原理（第四版）[M].北京：中国电力出版社，2010.
[3]深圳国立智能SID-2FY/N型自动准同期装置使用说明书