[发明专利]一种大型同步调相机组惰转同期并网方法

权利要求书

1.一种大型同步调相机组惰转同期并网方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建采用SFC变频启动的调相机组并网系统，所述系统中，调相机组通过并网开关Q1与电网相连，并网开关Q1的两侧布有电压互感器PT1和PT2，分别检测电网与调相机组两侧的电压信号，同期装置通过接收PT1和PT2电压信号，来计算电压幅值、频率和相位；SFC变频装置通过切换开关K1及隔离开关与调相机组定子相连，励磁系统与调相机组转子相连；

2)监控系统在检测到调相机组、SFC变频装置、励磁系统和同期装置正常后，给SFC变频装置下发开机指令，SFC变频装置驱动同步调相机组的转速从零开始逐渐升高；同时SFC变频装置通过控制励磁系统来调节励磁电流；

3)当同步调相机组的转速加速到额定转速的1.05倍时，SFC变频装置给监控系统发送转速达到3150rpm的信号，监控系统发出指令切除SFC变频装置，并断开隔离开关，调相机组开始惰转；待SFC变频装置退出后，监控系统向励磁系统发出升压命令；

4)监控系统在检测到调相机组机端电压达到一定值时，给同期装置发送启动同期的指令，此时励磁系统继续升压；同期装置通过接收电压互感器PT1和PT2电压信号，实时计算电网侧和待并侧电压幅值、频率和相位；

5)同期装置接收到启动同期指令后进行同期判断，捕捉符合同期并网条件的时机，发出合闸指令；

所述符合同期并网条件的时机是指，调相机组在惰转过程中至少需要有一个同期窗口使得调相机组机端电压的频率、相位和幅值与电网侧电压同步，这三个条件同时满足；

所述发出合闸指令的时机是指，用符合同期并网的三个条件的时刻，减去导前角时间，即为给断路器发出的合闸命令的时刻；所述导前角时间是通过现场试验测试出来的，为从发出合闸命令到实际合闸的时间；

所述同期窗口的计算方法为：

51)根据调相机组的转动惯量、空载损耗以及主变的空载损耗，或者根据惰转曲线计算出机组的滑差，按照一定的频率差以及时间间隔，在设定初始相位的前提下，根据式(1)，计算出此时的相位差

其中，f_N为系统侧频率，f₀为调相机惰转后起始频率，f为调相机频率，为调相机与系统侧初相位差；

52)利用计算机穷尽初相位差从0～360゜的范围，计算出所有工况特性，根据工况特性曲线，搜寻出对应工况最接近系统侧频率时的相位差小于1度的时刻点，即可计算出对应的频率差；

53)穷尽所有工况并搜寻出最大频率差，设定为并网条件中的频差值，即为满足所有工况同期并网的频差定值；

54)设同期相位差定值为1゜，则实际满足该条件的相位差为-1゜～1゜一个区间，即为同期窗口；

6)当同期装置检测到并网开关Q1已合闸信号后，给监控系统发送同期并网成功信号，自动同期并网结束。

2.根据权利要求1所述的一种大型同步调相机组惰转同期并网方法，其特征在于，所述步骤3)中，励磁系统按照电压闭环方式向电压给定值调节。

3.根据权利要求1所述的一种大型同步调相机组惰转同期并网方法，其特征在于，所述步骤4)中，监控系统在检测到调相机组机端电压达到机端额定电压的40％时，给同期装置发送启动同期的指令。

4.根据权利要求1所述的一种大型同步调相机组惰转同期并网方法，其特征在于，所述调相机组机端电压幅值通过同期装置调节励磁实现，或者通过励磁系统直接升压至系统电压标幺值实现。