王 权，肖 坤
雅砻江流域水电开发有限公司，成都 610051
[摘要]：本文简述某水电站一起机组并网失败过程，介绍该站机组同期装置原理，结合以往经验查找分析该次机组并网失败原因，提出优化开机流程、缩短设备更换周期、调整相关参数等合理化建议，保障机组并网成功率，一定程度上为“远程控制、无人值班”运行模式推进消除隐患。
关键词：并网失败；同期装置；原因分析；合理化建议
1概况
某水电站位于四川省凉山州西昌市与盐源县交界的雅砻江打罗河湾上，是雅砻江下游河段第三座梯级电站，装有4台60万千瓦混流式机组，总装机240万千瓦，多年平均发电量117.67亿千瓦时，主要供电华东和川渝。2012年3月首台机组发电，2013年3月4台机组全部发电。
2同期装置应用
该电站机组同期装置通过一台双通道单对象自动准同期装置(ABB SYN5202-2071)、一个同期检查继电器、一个整步表和A2柜上的相关操作把手组成，以实现机组自动、手动准同期。
同期检查继电器仅有检测功能，在同期条件满足时开放合闸回路；同期装置具有同期检测和调节功能，当同期条件满足时发合闸脉冲，当滑差和相角差超出定值范围时，输出调节脉冲去调速器调节机组转速；当电压差超出定值范围时输出脉冲到励磁装置，调节机端电压，同期装置开出命令，驱动同期合闸继电器，发出同期点开关的同期合闸脉冲。
自动准同期通过同期装置实现，当同期条件不满足要求时，由同期装置发出电压、转速调整令，当同期条件满足要求时，自动发出合闸令，当GCB合闸成功后自动退出同期装置。正常情况下机组同期并列点在发电机出口断路器处，要求并列点两侧相序相同，频率偏差在0.1Hz以内，电压偏差在1%以内。
3机组并网失败实例分析
3.1机组并网失败实例
事件经过：2019年05月11日06时48分34秒至06时50分34秒之间，该电站#4机组发电机开机并网过程中断路器首次合闸失败，运行人员现场检查#4机组同期装置、断路器未见明显异常，再次发机组发电令，06时53分53秒，#4机组发电机断路器第二次合闸成功，合闸瞬间，500kV母线电压由533.4kV突降至531.0kV，#4机无功功率由1.2MVar突降至-125.9MVar。
3.2原因分析
机组并网失败原因可从机组出口断路器、同期装置、二次测量回路及同期条件等几方面着手分析，同期条件为断路器两侧相序相同，频率偏差在0.1Hz以内，电压偏差在1%以内，本质上与机组电压UG、机组频率f和机组电压相位相关【1】，机组调速器系统、励磁系统调节能力为关键。回顾本次同期并网失败到再次并网成功以及#4机机端无功波动等现象，排除#4机出口断路器、同期装置和二次测量回路故障。
查询#4机同期装置压差、频差数据，首次并网06时48分34秒至06时50分34秒同期装置启动期间，#4机系统侧电压(厂高变高压侧电压Uab)约为19.1kV，#4机机组侧电压(机端电压Uab)由19.7kV调节至19.4kV，#4机同期装置无法在2分钟内（同期时间定值）将机组侧电压调节到位(与系统侧电压差值小于0.2kV)。
查询保护故障录波#4机主变低压侧三相电压实时数据和#4机发电机机端三相电压实时数据，对比发现#4机主变低压侧（与厂高变高压侧PT 相同）三相电压不平衡，其中b相电压偏低(Ua=58.140V；Ub=54.136V；Uc=58.352V)。发电机机端三相电压正常（Ua=58.140V；Ub=58.394V；Uc=58.361V
可见，#4机主变低压侧B相电压偏低，与机端电压差值过大，导致同期装置无法在2分钟内将机端电压调节到位，首次并网失败。第二次06时53分53秒同期合闸时，在第一次同期装置已将机组侧电压调至19.4kV的基础上，成功在2分钟内将机组侧电压调节到19.2kV左右，满足同期条件，#4机并网发电成功，同期装置动作正确。#4机出口断路器第二次合闸成功时，机端电压为19.2kV左右，与系统侧实际电压19.9kV相比过低，导致无功突降，励磁系统动作正常。
进一步检查4BYH B相一次熔断器(型号: RN2-20/0.5、厂家:上海电瓷厂)的熔丝性能劣化、导通不良，造成二次电压信号采集不正常，测量其电阻值为无穷大（正常为200）。
3.3异常处理
该电站首台机组发电至今已逾8年，部分设备从厂家生产日期算起至今已近10年，逐步进入老化期和厂家规定的更换期，针对此次机组并网失败事件，该电站结合机组检修或定期工作全面排查20kV系统电压互感器的一次熔断器外观、阻值情况，存在异常的立即处理，机组检修时全面更换；检查库存备品高压熔断器性能，补充充足的近年生产的熔断器备品。
4改进建议
上述机组并网失败事件不难看出，由于YH一次熔断器熔丝性能劣化造成机组一次同期失败是可以通过一些技术手段避免的【2】。
4.1.延长同期时间
机组同期装置从同期启动到同期失败时间2min，延长同期时间，给予机组足够的电压调整时间，有效提高同期成功率。亦可在机组开机程序中增加启动二次同期令，即当机组第一次同期失败后，监控系统未检查到异常则不退出自动开机流程，再次启动同期同时报警。
4.2.调整电压相关参数
分析统计以往同期数据，以大数据作支撑调整励磁系统参数，提高励磁系统电压调节速率，缩短同期所需时间；调整空载机端电压定值，减少与系统间的电压调节量。
4.3.掌握手动同期方法
利用三维可视化智能仿真系统，真实模拟，有效提高检修、运行人员手动同期能力，补足电力生产一线员工年轻化经验不足的短板。
5结语
机组能否顺利并网直接影响可靠性指标，甚至造成较大的经济影响，并网失败时首先检查相关一次设备状态，然后从同期三要素来分析并网失败原因，探索出真正症结所在。通过一起并网失败事件的分析、处置以及提出理论上的合理化建议，为今后机组安全稳定运行、状态检修等积累了宝贵经验。
[参 考 文 献]
[1] 刘强，陈艳丽.关于发电机组并网的研究与验证[J].电气工程与自动化.2016年第15期：1-2.
[2] 李安兴.水轮发电机组同期失败原因分析及处理[J].红水河.2018年第6期：111-114.