火电厂发电机组非同期并网原因及改进
研究
摘要：火电厂发电机组运行中，非同期并网事故发生，会对生产作业稳定性产生影响，甚至影响的企业生产安全。

本文在说明发电机组非同期并网类型及影响基础上，分析事故发生原因，并结合实际提出优化改进措施，以此为生产管理工作开展提供参考。

关键词：火电厂；发电机组；非同期并网
同步发电机并网操作中，实现同期点两侧电压同步，尽量减少冲击电流对发电机和系统运行产生的影响，是必须要关注的重点问题。

在频率、相角及幅值等任何一项参数出现偏差较大时，都会导致非同期并网现象发生，对电气设备使用寿命产生影响。

但是在实际运行中，受多方面因素影响，会出现多种形式的非同期并网现象，导致电气设备无法保持安全稳定运行。

1、发电机组非同期并网类型及影响
以某电厂燃煤发电机组为例，发电机机端电压20kv经由主变压器升压至330kv，再通过主变高压侧开关与330kv系统连接，在系统改造和检修工作中，发现并网时引起电网有功、无功波动，发电机在并网瞬间，出现明显的“嗡嗡”声，机组故障录波器启动，显示有故障现象发生。

某电厂新建燃煤发电机组，在首次并网时，也引起电网和相邻发电机组出现上述现象，需要进行技术排查。

发电机组非同期并网现象发生，除与设计和施工因素相关外，还会受系统运行环境影响。

一旦出现非同期并网现象，将会导致系统无法正常运行，甚至出现设备严重故障等问题。

因此必须要结合实际做好非同期并网故障排查，确保系统保持稳定运行状态。

2、发电机组非同期并网原因分析
2.1 利用录波器文件排查
发电机组运行中，录波器能够准确记录并网及运行过程中各个参数运行信息，是分析非同期并网故障的基本依据。

以上述事故现象为例，通过文件中数据信息
分析，显示出在并网瞬间，发电机电流发生明显变化，电压波形出现畸变现象，
属于典型的非同期并网事故。

为进一步检查事故原因，首先排查同期装置定值，
主要包括频差、压差高限、压差低限、相角差补偿、调速周期、调速比例因子、
调压周期、导前时间等。

在检查中发现，该机组同期系统侧电压为A相，发电机
侧电压为A、C相，由此导致电压存在30°角差[1]。

同时在系统二次回路检查中
发现，系统侧电压在PT就地端子箱处接线与设计图纸不符，会导致系统侧电压
超出发电机电压120°，由此导致非同期并网现象发生。

2.1 同期电压选取错误
当前发电机组系统设计中，中性点通常是采用不接地系统，因此在发电机机
端并侧选用线电压。

在机组正常运行情形下，中性电电压为零，且三相对地电容
量没有明显差异。

但是在某相绝缘较低时，中性点电压会出现飘移现象。

这种情
形下，三相相电压会出现差异，但线电压依然保持不变。

如果采用发电机侧相电
压作为同期电压，则会在发电机同期时，出现明显的冲击现象。

在改扩建或进行
机组改造时，如果没有严格依照图纸要求进行二次接线，或者电压接错，必然会
导致非同期并网现象发生。

2.2 同期装置两侧电压接错
发电机组并网时，机组运行不仅受接线、中性点设置等因素影响，还会受机
组运行环境影响。

在降雨量较大、空气较为潮湿情形下，较为容易出现机组直流
接地现象。

例如在出现直流一点接地现象时，如没有及时消除故障现象，电网系
统无法达到并网条件，导致一点接地转变为直流两点接地，导致直流控制回路通
过两点接地直接导通合闸线圈，以此出现非同期并网现象。

以某火电厂机组在3000转和升压站500kv母线并网事故为例，在前期操作中，运行参数保持正常，
但是在发出同期装置合闸命令时，出现跳闸现象，经检查发现，在待并侧电网侧
两个电压接反，出现180°非同期并网，无法正常运行。

3、发电机组非同期并网的改进优化
3.1 假同期试验
假同期试验是指利用模拟方法进行假的并列操作，在进行试验时，将发电机
并网断路器的隔离开关断开，同时将辅助触点短接，系统二次电压通过辅助触点，进入同期回路。

同时待并发电机的电压也进入同期回路[2]。

在这种状态下比较同
期并列条件，若能够满足运行条件，自动准同期装置发出合闸脉冲，则将出口断
路器合上，如果出现接线错误，则会在表计上显示异常，无法捕捉到同期点，需
要检查原因并进行针对性处理。

但是在实际应用中，假同期试验只能够检测出同
期装置及合闸回路是否正确，无法全面验证同期回路电压的正确性，因此还需要
在检查和排除故障现象后，结合其他检验方式，在确保电压正常情形下，才能够
确保同期回路接线的正确性，避免出现非同期并网事故发生。

3.2 同源核项试验
同源核项试验是指在检修过程中，同期电压的二次回路线路有变动，或者某
个元件进行更换后，应当在并网前进行同源核项试验，试验方法为腾出一条空母线，合上机组的待并断路器，将带并侧与系统侧纳入统一系统，在升压至正常值后，利用同源核对二次回路中电压在大小、相位、频率等方面是否一致，检查同
期装置中待并侧与系统侧电压采样值是否能够保持规范要求。

通过同源核项试验，能够在同期前检查电压运行稳定性，确保所采取的处理措施符合规范要求，有效
规避非同期并网事故发生。

3.3 二次同期回路的改进
在火电厂发电机组同期并网中，要求操作人员能够严格依照电力生产事故管
理规范进行操作，但是在生产管理中，依然会出现非同期并网事故，导致设备受损，给企业带来较大损失。

产生这方面问题主要原因，一是由于操作人员没有严
格依照规范要求执行操作程序，同时在设计环节，相关标准及反事故措施，也多
是只进行方向性规定，在细节方面规定不够完善。

设计院或设计团队在具体实践中，没有深入联系实际情况，导致二次回路不够完善，出现非同期并网事故发生。

例如在当前同期系统中，都在回路上加装同期闭锁继电器，但是在具体设计中，都是将同期闭锁继电器的机端电压与进同期装置的机端电压安装至同一组PT 中。

由此导致在检修过程中，极容易出现接错电压现象，出现非同期并网事故[3]。

因此在设计中，应当尽量采用2个不同PT的处理方式，改进接线形式，以此有
效避免这类事故发生。

3.4 严格依照行业标准作业
通过总结火电厂发电机组非同期并网事故发生原因，除前期施工出现操作失
误外，对作业标准理解不够透彻，没有考虑到现场情况，没有做好细致检查情况下，直接进行同期操作，也是出现非同期并网的重要因素。

因此在生产作业中，
技术人员首先应当深入理解电力行业标准，分析标准中的具体规定，分析条款内
容与生产现场情况的差异之处，考虑到设计中没有完全覆盖的情形，在做好优化后，再进行同期操作。

例如在某些条款中，只是做出原则性规定，并没有细化至
接点和二次回路设计等方面问题，需要技术人员在遵守规定基础上，灵活应用，
提升操作可行性，推动行业标准更加完善。

4、结束语
深入分析火电厂发电机组非同期并网原因，并在前期做好相应的试验和操作
准备，细化具体操作要求，是日常运营管理应当关注的重点内容。

对技术人员而言，必须要树立精细化理念，从技术和管理两个方面入手，构建完善的非同期并
网防范措施体系，有效提升操作安全，避免发电机损坏事故发生，有效提升企业
整体效益水平。

参考文献
[1]刘武旭.某火电厂6号发电机组非同期并网原因分析[J].电力设备管
理,2020,No.48(09):78-80.
[2]田勤俭.大型发电机组非同期并网的原因分析及防范措施[J].山西电
力,2020,No.223(04):18-21.
[3]赵胜利,颜红建.发电机非同期并网事故分析及处理对策[J].华电技术,2012,34(12):25-26+31+80.。