【摘要】本文结合自动准同期装置在宣钢的成功使用经验，对发电机自动准同期并网进行浅要的分析介绍。
【关键词】发电机；同期并网；自动准同期 ；电压；频率
引言
发电机必须并入电力系统才能将所发出的电能上送至系统中，才能实现电能从发电机流向用电设备，对发电机与电力系统之间的并列操作就是同期并网操作，同期并网操作是发电机操作中的一项关键内容，操作出现问题将直接导致发电机并网失败。当前，企业电网的规模日益增大，同时发电机的数量和容量都在不断增加，这就需要对同期并网技术进行深入的了解，最终实现能够将发电机准确、可靠、稳定的并入系统目标。
1、发电机并网的条件手动准同期的缺点
1.1发电机并网的条件
（1）发电机机端母线的电压与系统母线的电压幅值相等并且波形一致 。
（2）发电机所发出电的频率与系统的频率相同，均为50Hz。
（3）发电机侧电压与系统侧电压的相序相同。
（4）合闸的瞬间，发电机侧电压与系统侧电压相位相同 。
在以上四个条件具备的基础上，就能完成发电机的顺利并网，在并网瞬间 ，发电机机端电压与系统电压的瞬时值越是差距越小，则发电机并网时受到的冲击就越小，并网过程就越平稳。
2、手动同期并网的缺点
老式发电机采用的手动准同期装置，虽然可以通过人工观察合闸前的发电机与系统两侧的电压、频率等数值，通过调节发电机本体和励磁装置来调节发电机侧的参数使其等于系统侧参数，并在参数相同的时刻合上并网开关 ，实现发电机的并网操作，但是根据实际情况来看 ，其始终摆脱不了如下几条缺点：
（1）不能自动选择合闸的时机 ，对操作人员的专业素质和操作熟练程度依赖性较大。
（2）老的手动准同期装置的精度下降，虽然是在同期装置所显示的可以合闸的区间进行合闸并网工作，但是往往由于操作的延时和装置的细小误差而使实际合闸过程并不满足发电机并网的条件，这种状况就造成了非同期并网。
（3）过程完全需要人工进行干预，不能实现自动调节 。
3 、微机自动准同期装置的结构
我厂选用的微机自动准同期装置属于越前时间恒定的自动并列装置 ，这种并列装置对发电机侧和系统侧的电压频率进行检测，当在设定的越前时刻检测到两侧的电压差和频率差均在设定的允许范围之内 ，则迅速启动合闸逻辑并输出合闸信号驱动断路器合闸，实现发电机的并网，这样能够最大程度上保证在经过了断路器固有的合闸延时之后，两侧电压与频率的差值仍然处于最小的范围 。如果在合闸逻辑启动之前装置判断出电压或者频率的差值超出设定的允许范围，则马上闭锁合闸出口 ，并在程序内部将合闸逻辑闭锁，通过检测到的电压频率差值来对分别给出发电机转速升高降低以及电压升高降低指令。微机自动准同期装置包括了以下五部分 ：
3.1导前时间设定部分，微机自动准同期装置的导前时间是通过4位拨码来进行设置的，四位拨码代表了16进制的0000-1111共计16个数，对应时间为0.1-1.6秒，这个前导时间的设定需要对断路器固有的合闸时间进行检测，使前导的时间与断路器合闸时间匹配。系统电压与发电机机端电压之差形成的以滑差周期脉动的电压信号。其周期也可以通过拨码进行设置。
3.2自动调压单元，微机系统通过模拟转数字模块对高压设备二次侧的电压信号进行采集，采集周期通常系统固定为10ms，经过采集器的电压信号为一个0～5V的直流信号 ，微机通过内部的比较器对系统电压与发电机机端电压进行比较 ，根据两侧电压的差值给出发电机电压升高或者降低信号，直至调节后两侧的电压差值保持在5%以内 。
3.3自动调频单元 ，调频单元配置高速频率采集通道 ，分别对发电机侧和系统侧的频率进行快速采集比较 ，当发电机频率低于系统侧频率时就对应的升高发电机转速 ，反之则降低发电机转速 ，直到达到并网要求的频率之差控制在0.33Hz以内。
3.4自动同期合闸单元，当发电机机端与系统侧的电压和频率均在规定的范围之内时，自动同期合闸单元则投入并密切监视两侧的电压和频率值 ，如果在设定的保持时间之内电压和频率差值均未越过规定的范围 ，这就表示发电机当前的运行状态十分平稳 ，下一个滑差时间内必然会出现最佳的同期合闸时间点。此时立即投入自动同期合闸准备逻辑，等待下一个滑差时间周期内同步点的到来 ，一旦检测的该同步点则逻辑输出断路器合闸，发电机成功并网 ，若此周期内未检测到最佳的同步点 ，则程序继续等待同步点的出现 。在自动合闸单元中需要设置合闸动作的时间提前量 ，这个提前量应该能与断路器的合闸时间相匹配。
3.5出口执行和信号指示单元，出口执行单元包括了输入输出接口芯片，光电隔离电路以及大功率驱动电路和出口继电器 ，根据功能一般采用了五出口继电器的结构，五个出口继电器分别完成发电机升转速、降转速、发电机电压升高、降低、同期合闸五个功能，其中可以通过内部逻辑分别对五个出口进行功能连锁或者闭锁，出口继电器分别对应了不同的信号指示灯，可以通过指示灯来观察自动准同期装置的运行状态 。
4、微机自动准同期装置的应用优势
4.1微机自动准同期装置的操作比老式准同期装置便捷简单，操作人员只要按下启动按钮就能完成发电机同期并网的复杂操作，消除了发电机并网对操作人员素质的依赖性。
4.2能够适时的选择最佳时机进行合闸 ，客服了传统手动准同期装置在合闸瞬间其内部需要进行的角度检测 ，将同期并网的冲击降到最小。
4.3由于其前导时间和滑差时间可以通过外部的拨码进行调节 ，这就可以使自动准同期装置适应不同的发电机出口断路器 ，使得合闸时间的提前量总能够与断路器固有的合闸时间保持一致，确保在最佳的时间内完成合闸。
4.4微机自动检同期装置运行可靠，能够适应较频繁的发电机并网操作，且其不受外部环境的影响，对于复杂的工厂现场，其能够切实的保障发电机同期并网操作的长期可靠性，提高整个系统运行的稳定性。
5、结束语
自动准同期装置在宣钢发电机系统中得以成功运用，时间证明了其在可靠性、快速性、稳定性等多方面均远远的超过了传统依靠手动准同期的操作方法，保障了发电机并网操作的成功率 ，直接增加了企业发电机运行的经济效益 。
参考文献
[1]粟梅，郭旭东 ，官诗军.一种新型的微机自动准同期装置.电力设备网
[2]彭晓涛，王少荣，程时杰.高性能微机自动准同期装置.电力系统自动化 ，2002.09
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