横锦一级电站同期系统故障排除

　　摘要：同期系统是电厂向电网供电的枢纽控制系统，控制正常与否直接影响电厂供电可靠性和安全性。提出了同期系统成在的问题和解决问题方法。
　　一、横锦一级电站同期系统简介：
　　横锦一级电站共有四台发电机组：二台4000KW发电机组于1995年进行增容改造，于1996年完工并网发电。虽然采用了当时较为先进的计算机监控技术，但同期系统还是延用了较为传统的集中同期的方法，即将全站的同期操作集中在一块公用屏上。同期装置由二台发电机公用一套。每个同期点断路器两侧的交流电压由电压互感器二次侧引来，经同期开关触点接到同期小母线上，再由同期小母线引到同期装置中，构成一个同期系统。（见下图一）。
　　                       
　　此同期系统主要由自动同期装置；同步检查继电器；同期开关；同步表等主要设备构成。一台500KW发电机组于1992年投入运行。2003年为了更好地适应时展，对3＃发电机组进行自动化改造，使用了PLC可编程控制器，同期系统采用了微机自动准同期，并将同期并网功能附设在机组控制中，把机组的启动,同期并列操作合为了一个完整的功能。2003年为了适应对东阳和义乌城区供水的需要，增加了一台1250KW的发电机组，同期系统也采用了微机自动准同期。三个同期系统相互独立。
　　二、故障的现象
　　1、在对6QF进行同期合闸过程时，先将同期开关投入，使同期小母线带电，然后将同步表开关转至“粗略同期”位置，指针开始指示。反映出待并系统和运行系统的频率差和电压差，调整待并系统的电压及频率，当频率差表和电压差表的指针接近于零位时，将同步表开关转至“精确同期”位置，指针开始转动。虽然待并系统和运行系统的频率差和电压差都在允许范围之间，但是同期表的指针还是以较快的速度在转动，根本无法进行并网操作。
　　2、通过其它的同期点将机组和系统进行同期并车后。将同期开关投入，再将同步表开关转至“精确同期”位置，检查6QF同期点在与系统同步的情况下，同步表的指示情况。发现频率差表和电压差表的指针都指在零位位置，但同步表的指针并没有指在红线位置，且与红线大约相差30°角度左右。
　　3、用万用表测同步表后的U和V为109V，测U和V为109V，但是测U和U`为218V。
　　4、三相同步表（见下图二）
　　                    
　　三、排除故障的必要性
　　1、由于我厂担负着向东阳和义乌二个城区供水的重担，为了减少二个城区的停水时间。我厂特设计了一个近区供电线路。在电力系统进行抢修或出现事故时，可以向近区进行供电，以保证二个城区的供水。但是在电力系统恢复正常运行时，由于6QF不能进行同期并网，就需要进行一系列的倒闸操作，倒闸操作的项目比较多，且倒闸过程中需要对厂用电进行切换。我厂采用计算机监控后，实施了少人值守，致使倒闸操作人员的减少，使操作时间较长，一旦倒闸操作失误，就会使整个电厂失去厂用电，从而使机组事故停机。如果将6QF不能同期并网的故障排除，我们将不必进行倒闸操作，也就不存在倒闸操作失误的概率，使我厂的发电机能更安全、高效的运行。
　　2、如果将6QF不能同期并网的故障排除，可以在不进行一系列倒闸的情况下进行并网操作，减少了由于倒闸操作，而引起的近区供电线路的停电时间，消除近区供电线路用电户们由于停电而引起的不必要的经济损失。
　　3、减少了运行值班人员的工作量，使我厂向少人值守的目标又迈近了一步。同时，也减少了由于倒闸操作过程中，机组空载运行时间，相应地增加了发电机的发电量。
　　四、故障排除的过程
　　1、 根据故障的现象，我们初步判定为同期回路接线错误。因为同期回路接线繁多，且自从机组投运以来此同期点从未进行同期并车，有可能在回路中接线错误。首先考虑二次侧的接线错误。我们发扬不怕繁、不怕累的精神，将此同期的每一根接线都根据同期回路的展开图和原理图进行查线。并用对线灯进行确定，没有发现接线错误。
　　2、虽然在二次侧的接线中没有发现错误，但是在通过其它同期点将机组与系统并网后。将同步表投入，测同步表的U和U`端子的电压应为110V左右。所以我们判定应在同期回路的一次侧应有接线错误。对此同期点的二只电压互感器的一次侧进行查线。发现Y603电压互感器，由于装于室外，长期经受风吹日晒、雨淋，铭牌已模糊不清。但隐约能认出高压侧的A•X和低压侧的ａ•ｘ。高压侧的A•X应分别接在系统的U和V相。事实刚好与此相反，A接在系统的V相上,X接在系统的U相上。为了进一步确认此接线的错误，我们决定对此电压互感器一极性做一个试验。
　　试验接线（见下图三）
　　　　
　　使用2节1.5V电池串联，500μA量程微安表根据上图的接法接好。合上闸刀K，当μA表指针正转时A和ａ为同极性，当μA表指针反转时A和ｘ为同极性。
　　结果指针正转说明此电压互感器极性与铭牌上所标为一致的。这样就可以进一步确定此电压互感器上的一次侧接线接反，将其错误的接线更换后，将整步表投入，测表后的U和U`端子，发现在机组与系统同步时，这两个端子电压为0V，说明此故障已排除。
　　3、经过对电压互感器的一次侧错误接线改正后，我们对6QF进行同期合闸试验，发现整步表还是存在着指针接近红线时，转动过快，无法控制并车时间。重复“故障的现象2”中的步骤，同期表的指针还是没有指在红线位置，且与红线大约相差30°角度左右。难道整步表失灵，但这一想法马上又被推翻掉，因为在其它的同期点进行并车时，整步表指示一切正常。我们将怀疑重点放在了同期开关上。将同期开关的接线全部拆除，用万用表测同期开关的每一个接点，同期表的接点通、断都正常。
　　4、一切都好像进行了死胡同，连续几天的查线、对线，找出电压互感器一次侧的错误接线，大家都感觉比较疲惫，难道就这样放弃。“不能”，我们要发扬连续作战的精神来攻克这个故障。重新梳理了一下思路，将此故障点进行块状分割，查一块、放一块，缩小故障点的范围。
　　（1）重新又对同期回路的一次侧、二次侧接线进行查线、对线，确认其与图纸上都相
　　一致。大家确定这一块应无漏线，无错误接线，将其放下不再作为故障发生的原因。
　　（2）对整步表进行检查。方法是通过其它同期点进行并车试验，整步表的指针的指针旋转快慢与电压差、频率差成正比，并车成功后，整步表的指针刚好在整步表的红线正中。确定整步表完好，决定将整步表判定为完好，将其放下，不再作为故障发生的原因。
　　（3）对同期开关进行检查：拆除同期开关上的所有接线，用万用表测同期开关的每一个接点，考虑到每个人对同期开关操作的手法不同，可能有所偏差。由多人对同期开关进行操作，测得同期表的接点通、断都正常。排除其为故障发生的原因。
　　（4）对同期回路中的电压互感器的绝缘电阻进行测量，其绝缘值都在允许范围内。
　　（5）最后只有整步表的测量机构三个线圈上的接线没有查。它们的接线应该分别来自待并系统的u、v、w。将同期开关投入后，测同步表后的uv电压为109V，uw电压为0V，vw电压为0V，经查线，w相并没有引入同期开关的17个接点。理论分析：同期表的测量机构有三个线圈，其中线圈w1w2分别以附加电阻Ru、Rw，Rv连接至待并系统的Uuv上，产生一个脉动磁场。脉动磁场和旋转磁场相互作用而产生力矩，使同期表S的可动线圈带着指针自由转动。由于同期表的w相漏接，帮而脉动磁场和旋转磁场所产生的力矩不能抵消，在已同步的情况下同期表的指针与红线相差30°左右的角度。
　　5、将同期表的w相接入后，进行并车试验一切正常。
　　五、故障排除后的感想
　　1、由于多种原因串在一起而引起的故障，比较难排除。然而图纸的不规范也使我们走了不少的弯路。例如图纸上没有标出同期开关上的17、18点的接线，就为我们的查线设置了很多的障碍。
　　2、深感理论知识的不够扎实。不能通过理论分析来查出故障的原因，缩小查线的范围。而只能通过按图对号入座来查找故障的原因。
　　六、结束语
　　此故障的排除，大大减少了运行人员倒闸操作的工作量。也深切地体会到加强理论知识学习的必要性，也学到了锲而不舍的精神在故障排除中的重要性。