摘 要：发电机非同期并列是发电机运行中严重的故障之一，它产生的冲击电流会对发电机、变压器及系统造成严重伤害，机组会发生强烈的振动，有可能使待并发电机绕组变形、绝缘崩裂，甚至将绕组烧毁。文章分析了发电机出口开关本身及其合闸回路故障引发的非同期并网故障的案例，并提出了可行的解决办法，为其他发电机组安全稳定运行提供了借鉴经验和警示，以避免类似事故的发生，以供参考。
关键词：昭平水电厂；发电机；非同期；并列分析；解决办法
前言：发电机同期并列的条件是发电机与系统的相序相同，电压、频率相同，相位基本相同(指差距在规程允许范同内)，才可以将发电机并人系统。但由于发电机并网时牵涉的设备和条件比较多，因此当一个因素不满足时就达不到并列条件的要求。如果强行并网，就有可能发生非同期并网现象。
1昭平水电厂二号发电机组案例分析
近期昭平水电厂二号发电机组完成大修后，准备试验并网发电时发生了非同期并列电气操作的恶性事故。具体发生事故为：机组检修完成后，对机组正常开机，励磁系统零起升压后进行试并网。上位机发并网令后有正常开出，但是出口断路器没有动作合闸，多次发令没有反应，检查合闸回路没有异常。最后检查才发现是蓄能电源保险没有投， 运行人员投上蓄能电源保险后，蓄能电机启动蓄能，然后就听到断路器一声巨响，机组同时发生较大震动。我们判断出口断路器非同期合闸了，此时机组基本没有带负荷，所以机组经过短时震荡后迅速被拉到同步。我们迅速手动断开出口断路器，机组紧急停机，查找事故原因。
2事故检查及原因分析
非同期并列是发电厂电气操作的恶性事故之一。非同期并列时，由于合闸冲击电流很大，巨大的冲击电流对发电机、变压器及对系统造成严重冲击。机组将发生强烈的振动，使待并发电机绕组变形、扭弯、绝缘崩裂、定子绕组并头套熔化，甚至将绕组烧毁。即使当时没有损坏，也会造成严重的隐患。我们把发动机系统各设备全部停电检查。检查发现断路器没有异常，只是合闸线圈较大有烧焦味道；机组基本没有带负荷，合闸冲击电流相对较小，短时震荡对机组绕组等各方面影响不大。发生了非同期并列电气操作的恶性事故，造成的后果万幸不大。但是我们必须查找原因并采取措施进行防范。
断路器为西门子3AH1型号真空断路器，分析断路器合闸回路，如下图：
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现场断路器内部接线如上图未蓄能闭锁继电器K1接线已拆除，再查找以前配套保护装置图纸，发现保护装置安装有相关闭锁回路，为了防止跳跃而取消了未蓄能闭锁继电器K1。由上图可以分析出来。由于未蓄能闭锁继电器K1电源接线已经取消，K1的常闭接点21-22；31-32是一直导通状态。只要有合闸令，合闸线圈回路就导通，由于合闸保持回路的存在，合闸线圈回路就一直保持导通状态，这也是合闸线圈较大有烧焦味道的原因。蓄能电源保险没有投，断路器无法蓄能，断路器就没有合闸。合闸线圈是一直导通得电励磁状态，当运行人员投上蓄能电源保险后断路器电机蓄能完成，断路器马上合闸，此时不是同期点，发动机非同期并列。非同期并列的设备原因找到了，但是运行人员开机前检查不到位及操作漏项却是最主要的。
为了避免再次发生非同期并列事故，要求检修车间恢复未蓄能闭锁继电器K1电源接线，以达到未蓄能闭锁功能。
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按图分析，蓄能标志继电器S3在未完成蓄能情况下，常闭接点22-21闭合，未蓄能闭锁继电器K1得电动作，K1常闭接点21-22；31-32打开，从而闭锁合闸线圈Y9，避免了非正常状态下合同动作。但我们恢复未蓄能闭锁继电器K1接线后，试验确实具备了未蓄能状态下闭锁合闸，但发现每次正常分闸后，都需要把操作回路电源断开后重新供电才能再次合闸。我们分析，断路器设计为每次分闸操作后再次重新蓄能，分闸后还未完成蓄能时蓄能标志继电器S3常闭接点22-21闭合，未蓄能闭锁继电器K1得电动作，K1常开接点13-14闭合，保持K1动作状态，从而一直闭锁合闸线圈Y9。蓄能完成后断开操作电源，解除未蓄能闭锁继电器K1动作状态，合闸线圈Y9回路可以正常导通。需要对回路进行修改，修改如下图：
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按上图分析，未蓄能状态下闭锁合闸线圈Y9，蓄能完成后，蓄能标志继电器S3常闭接点22-21打开，断开未蓄能闭锁继电器K1回路，合闸线圈Y9回路可以正常导通。完成上述技改后。完善未蓄能闭锁功能，分合闸均正常操作，达到技改目的。
3解决办法
发电机非同期并网故障，有开关本身的原因、同期装置故障的原因、PT接线错误的原因，其中，因开关合闸回路错误造成的非同期并网事故比较少，而且比较难以查找，应吸取教训，减少由于出口开关及其二次回路故障造成的非同期并网，建议采取以下预防措施。
（1）假同期试验：在发电机并网前做假同期试验，这不但能够检查出接线错误，以及开关的合闸时间参数是否合格，再结合其它手段，还能检查出开关二次回路接线是否正确。
（2）开关掉闸试验：若开关二次回路检查后不能确定回路是否正常，可进行开关掉闸试验，以验证二次回路的正确性。
（3）加强开关的检查维护：由于水电厂启停机次数比较多，发电机出口开关分合闸频繁，因此对开关的各项特性参数如分合闸时间、同期、弹跳时间，行程和超行程等要求很高，如果开关异常，将首先在这些参数上表现出来，因此应适当缩短发电机出口开关的特性试验周期，另外开关的绝缘、耐压、动作电压等常规试验也应按标准进行，防止开关绝缘方面的故障。
结束语：
综上所述，开关合闸回路存在故障是造成发电机非同期并网的主要原因，但由于类似的合闸回路故障不容易查找，而且，在开关合闸正常的情况下，该类型的合闸回路故障也表现不出来，平时开关的传动也难查出二次回路故障，另外开关的本身故障导致开关不能正确合闸，是导致发电机非同期并网的首要原因，并且发电机非同期并列原因很多，主要集中在人员操作失误、电压回路接线错误、设计缺陷、设备自身故障等，避免发电机非同期并列事故，主要要从操作人员应熟知操作方法、对设备的熟悉上，加强培训；当二次回路有任何变更时，要保证接线正确并做好相关试验才可并列操作；对新安装的机组要严格把关试验项目，避免出现遗漏；要定期对机组进行相关试验，设备的调试等方面做足工作，方可避免发电机非同期并列事故的发生。
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