大型发电机变压器组侧断路器均在单元控制室控制,接线多为接入330kV或500kV系统,该系统接线一般为双母线或3/2断路器接线,现以3/2断路器接线(同期电压采用简化法引入)为例,说明同期装置与DCS的接口问题。
从电压互感器取得同期电压,并通过断路器、隔离开关的辅助触点将同期电压送入开关,再进一步选择同期方式,直至准同期并网。
一、同期电压接口
同期电压接入开关SS,如图8-22所示。图中SS为两台断路器共用三位置的开关。选择在哪台断路器上进行同期操作,必须通过SS开关将相应的同期电压引入。如在1QF上同期时,U1、U2通过SS⑤-⑥、SS①-②接入,2QF上同期时,U1、U2通过SS③-④、SS⑦-⑧接入。此后再通过同期方式选择开关SSA1(三位置开关)选择自动还是手动准同期。选择自动准同期时,同期电压就被引入了自动准同期装置ASA;选择手动准同期时,同期电压就被引入到手动同期表计。
用DCS控制时,可用键盘或软接线分别设置接口,用以取代SS硬接线开关。如图8-22所示,图中的SS已经是由软件实现的软开关了。不进行同期操作时,SSK应在“解除”位置。
图8-22 3/2断路器界限同期电压的简化接线
二、手动/自动同期方式
手动或自动准同期方式选择开关SSA1。SSA1的作用是选择同期方式。如图8-22所示,如有手动和自动装置同期两种方式时,则用SSA1选择同期方式。如果彻底取消手动同期方式,则可将SSA1开关取消,直接将同期电压引入自动准同期装置。现代大型同期发电机同期回路设计都取消传统的手动准同期表计及接线,但手动准同期的功能并没有取消(作为自动准同期的备用),它是由微机型自动准同期装置中的“智能同期表”功能来实现的。这时的手动、自动同期方式切换,表面看来仍然由SSA1来实现(参见图8-23的同期仿真画面),但这时的SSA1与传统的方式选择开关完全不同。首先它不是图8-23中的三位置硬接线开关,而是用来投入或解除“智能同期表”的软开关。DCS实现同期方式选择时,要解决接入自动准同期装置ASA的接口,除解决电压接入触点外,还要解决与汽轮机电液调速装置(DEH)、发电机自动电压调整装置(AVR)和断路器操动机构等的接口问题。
图8-23 手动同期装置画面(微机型)
如上所述,实现手动准同期功能的同期表计由微机型自动准同期装置来实现,即在ASA的参数整定菜单“智能同期表”选项中选“Y”,则同期装置一上电即进入同期表计状态,从DCS画面上就可以看到压差、频差、相角差的变化。
三、同期闭锁(www.xing528.com)
1.常规同期系统措施
常规同期系统中装设解除同期闭锁开关SSM。为了防止非同期并列,保证准同期装置准确投入,我国惯例一般设有同期闭锁继电器,接在自动和手动同期装置的出口回路,即如果同期装置误判断,仍有一个闭锁触点KY断开合闸回路,但要试验或其他原因需要解除这闭锁触点时,设有解除闭锁开关SSM。用DCS操作时,SSM用软开关来实现,如图8-23所示。平时SSM在“投入”状态。
2.大容量发电机的同期闭锁措施
采用微机监控系统以后,大容量发电机的同期闭锁不像以往那样复杂。当前大容量机组(单机200MW及以上)发电厂采用微机分散控制系统(DCS),网络控制室采用微机监控系统(NCS)。DCS、NCS均采用开放式分层分布网络结构。发电厂机组控制方式一般为二级控制,即厂控层和就地控制,发电厂网络控制实现站控层、就地和远方遥控的三级控制方式,同一时间只允许一种控制方式有效。对任何操作方式,保证只有本次操作步骤完成后,才能进行下一步操作。在厂站控层或远方遥控均通过人工按键实现对断路器的一对一操作,根据操作需要,控制装置均具有同期检定和防误操作闭锁功能,因此,被操作的断路器之间相互闭锁可以不设。在微机同步装置中,通过软件很容易实现“每次只允许一个同期点进行同期操作”的要求。
四、进入DCS系统中的同期合闸方式
大容量发电厂机组采用DCS控制时,一般每台机组专设一套自动准同期装置ASA,每套ASA按控制对象输入相应断路器的参数,然后通过接口接入网络总线中。此时,发电机的断路器合闸有两个途径:
(1)由DCS的“机组程序启动(顺控)”来实现,即DCS发出机组启动指令后,按程序要求由汽轮机电液调速器(DEH)对汽轮机进行调速,达到接近同期转速时,DCS发出指令(有些DCS系统由DEH来实现),自动将磁场开关合闸,并投入自动电压调整装置(AVR),由AVR自动调节励磁电流,使发电机机端电压接近额定值;随后,DCS发出指令接通自动准同期装置ASA,ASA对运行和待并机组的在线参数进行判断,给DEH和AVR脉冲,自动调节发电机转速和电压,ASS按断路器的实际合闸时间整定越前时间,当满足同期条件时,将发电机断路器合闸,操作的全过程由DCS自动完成。
(2)途径是当发电机转速和电压(可由DEH和AVR自动调节,也可由运行人员手动调节)接近同期条件时,运行人员投入ASS,ASS按上述途径将发电机断路器合闸,这个途径是当机组运行前DCS未调整好或DCS机组程序启动故障或停运时,运行人员干预进行同期操作。
目前,国产几种ASA产品的面板上都装有整期表,同期过程可以直接观察。因此,此同期方式也可不设同期方式选择闭锁。
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