假同期试验方法改进及波形分析

摘要： 根据现行假同期试验方法，对于双母线接线方式下的假同期试验隔离点进行优化选择，同时对于假同期试验中录取的波形进行分析。

Abstract： According to current simulating synchronization test method， the paper makes optimization selection for isolation point for double bus connection mode and does waveform analysis.

关键词： 假同期；脉动电压；导前时间

Key words： simulating synchronization；ripple voltage；leading time

中图分类号：U673.37 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）29-0034-02

0 引言

目前，利用自动准同期装置将发电机投入系统已经成为主流方式，而为了确保自动准同期装置能够正常正确工作，在正式并列之前，必须经过同期定向及假同期试验进行检查，录波，比对波形，并根据试验结果进行参数调节后，方能正式进行同期操作。假同期试验的目的确保同期系统控制、回路能够正常工作，并且检查导前时间整定合适。

1 假同期试验内容

在做自动准同期系统假同期试验时，待并断路器及其隔离开关应在分闸位置，断开合闸输出回路，并且拉开隔离开关的交直流操作控制电源小开关（防止隔离开关误动）。采取防止断路器合上后机组自动加载的措施，准备采用录波仪观察和录取波形。

发电机开机后，人为使转速和电压偏离额定值，投入同期装置，观察同步表转向应正确（待并侧频率高于系统侧频率时同步表灯光按顺时针方向依次点亮，反之则按逆时针方向依次点亮）。发出的调速、调压脉冲亦应全部正确。

接入同期合闸回路，投入同期装置，同期装置在满足条件时发出合闸脉冲合上待并断路器。从所录波形观察，断路器应在一次系统两侧相角差为0°位置合上。如在非0°位置合闸，则应修改整定的导前时间。

2 假同期试验方法探讨

针对假同期试验的内容，不同的电气主接线形式，假同期试验的试验方法也不相同，以图1双母线接线为例，在假同期试验时（见图1中方案1），取I母线为试验母线为例，一般的试验方式是将1G作为假同期试验隔离点，即在试验前断开1G，及1G控制动力电源，短接电压切换装置中的1G辅助接点，将I母电压（系统电压切换后）送至同期装置，由于同期装置的启动指令受到1G位置闭锁，还需在DCS中强制刀闸I母刀闸（1G）在合闸位置。具备条件后，启动同期装置，同期装置将分别根据系统电压（I母TV来），发电机侧电压（主变高压侧TV来）的幅值，频率。进行调频，调压操作，满足同步并列条件后合并列断路器进行假同期试验。假同期试验完成后，跳开并列断路器，恢复试验前措施，断开电压切换箱中短接线，解除DCS中强制条件。为后续发电机并网做试验准备。在此试验方案下，试验前做措施，试验后恢复措施，都使试验过程复杂，消耗试验时间。

本文提供了另外一种思路，即通过选择不同于传统试验方式下的隔离点位置，同样以取I母线为试验母线，取3G为隔离点，直接合上1G，与1G位置相关的回路，逻辑将自动满足条件，母线电压将正常切换进同期装置，不需要进行短接1G接点及试验后的恢复工作。另外3G位置不作为同期启动条件，因此不需要强制逻辑及试验后恢复逻辑。为整个试验节省了时间。

3 假同期试验中录取的波形分析

一般的假同期过程中会录取脉振电压、装置合闸输出接点和断路器辅助接点。而在未并列前发电机电压系统电压如下所示：

分别用下标s，g来区分系统电压于发电机电压，下面通过计算来分析假同期及同期中的波形。

us=Uscos（？棕st+？兹s） ug=Ugcos（？棕gt+？兹g）

如果直接录取PT二次侧，脉振电压即

us-ug=UScos（？棕st+？兹s）-Ugcos（？棕gt+？兹g）

为了简化计算，考虑到并网前发电机电压与系统电压幅值接近，频率接近，Us=Ug=U，？棕s=？棕g=？棕

则，利用公式，

us-ug=-2U[sin■t+■]sin[■t+■]

=-2U[sin■t+■]sin（■）

=-2Usin（■）sin（？棕t+？兹）=2Ucsin（？棕t+？兹）

其中，Uc=Usin（■）=常数，？兹=■=常数

所以，并网前系统电压与发电机电压差也近似为三角函数，只不过该函数最大值不超过系统电压（发电机电压）的两倍，因此若直接引用PT二次电压进入录波装置，需要考虑装波形记录装置通道是否匹配。由于受到近似计算的影响（系统电压与发电机电压的电压幅值与频率略有差异），所以该三角函数的曲线更为复杂且并不稳定。由该函数，通过修正近似计算，我们可以得出假同期录波的电压大致为如下形状：

下面图片分别为现场录取的假同期波形，波形基本与理论计算修正后相符。

在录制电压波形的同时，通过引入合闸指令，与并列断路器位置反馈，可以判断导前时间是否整定合适，断路器合闸是否为最佳时间。如下图：

4 结论

本文通过对于双母线接线方式下假同期过程中隔离点的做出了优化选择，避免了为做假同期试验而进行的临时措施，简化了操作步骤，节省了试验时间。由于同期试验穿插与机组整套启动试验期间，同期试验的试验时间也决定了电气整套启动试验时间，缩短试验时间实现快速并网对满足系统负荷平衡及减少机组空转能耗有重要意义。另外对于假同期试验中录制的波形进行理论分析，并结合实际试验波形对比验证。对于脉振电压的理论分析对于计算和整定导前时间有重要意义。

参考文献：

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[2]王维纶.自动准同期导前时间测试仪[J].四川电力技术.

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