摘要： 发电机相序即是相位的顺序，三相交流电源中每一相电压经过同一值的先后次序。发电机运转时，若相序接反则发电机会反转，是非同期并列最严峻的状况，将使发电机受到严峻损坏。新装发电机和大修过一次回路的发电机并列前必须核对相序，以防止非同期并列。核对发电机和电网相序通常有电动机法、相序表法和同步指示器法等方法。本文围绕发电机并联条件、发电机和电网相序的核对方法以及相序测试试验要求和步骤展开系统分析，旨在为发电机相序核对和并联操作提供技术参考。
一、发电机并联条件
1. 双方应有一致的相序
（1）相序要求。双方应有一致的相序，如图1所示。
（2）相角差控制。一般应将相角差控制在10°以内，此时的冲击电流约为发电机额定电流的50%。
（3）相序一致的工程意义。相序一致是并联的首要条件，相序不一致会导致非同期并列，产生巨大的冲击电流。
2. 双方应有相等的电压
（1）电压相等要求。待并入电网发电机的电压有效值与电网的电压有效值相等。
（2）允许偏差。允许相差正负5%的额定电压值。
（3）电压相等的工程意义。电压差过大会在并列瞬间产生无功环流，影响发电机和电网的稳定运行。
3. 双方应有同样或者十分接近的频率和相位
（1）频率要求。待并发电机的周波应与电网的周波相等。
（2）允许偏差。但允许相差在正负0.05至0.1周/秒以内。
（3）频率相位接近的工程意义。频率和相位的接近程度决定了并列瞬间冲击电流的大小，频率差过大时并列会产生有功冲击。
图1 发电机正负相序示意图
二、发电机和电网相序的核对
1. 电动机法
（1）电网启动。用1台普通的三相感应电动机接在厂电网电源上，由电网启动电动机，记下电动机的旋转方向。
（2）发电机启动。然后用发电机启动电动机，观察电动机的旋转方向。
（3）判断依据。如果电动机旋转方向与电网启动方向相同，则说明发电机与系统相序相同。
（4）调整方法。相序不同时，停下发电机对换任意两条出线再核查相序。
（5）电动机法的工程意义。电动机法通过比较电动机在两种电源下的旋转方向来判断相序，方法直观、设备简单，适用于现场快速核对。
2. 相序表法
（1）适用电压。相序表只能用在电压为500V以下情况，其原理如图2所示。
（2）新安装发电机的测量。对于新安装的发电机，在第1次起动后未加励磁的条件下，可在发电机定子出口处测量发电机的残压和相序。
（3）高压发电机的测量。发电机升压后，对于高压发电机，可以把相序表接在汇流母线电压互感器的二次侧，然后分别把电网电源和发电机送上汇流母线，观察相序表指示的旋转方向。
（4）低压发电机组的测量。对低压发电机组可把相序表直接接在汇流母线上。
（5）判断依据。方向一致则相序相同，方向相反则相序不同。
（6）相序表法的工程意义。相序表法直接读取相序指示，测量结果明确，是相序核对中最常用的方法之一。
图2 发电机相序表工作原理图
3. 同步指示器
（1）电压调节。通常用电压表测量电网电压，并调节发电机的励磁电流，使得发电机的输出电压与电网电压一致。
（2）相序检查。再借助同步指示器检查发电机与电网的相序，其方法如图3所示。
（3）灯光明暗法。如图3a所示，将3只灯泡直接跨接于电网与发电机的对应相之间。调节发电机励磁电流的大小获得一定电压；电压调整好后，如果相序一致，灯光应表现为明暗交替，否则说明相序不一致，应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，保证相序一致。
（4）灯光旋转法。如图3b所示，灯1跨接于AB，灯2跨接于B1A，灯3跨接于C1C。调节发电机励磁电流的大小使得电压一定；电压调整好后，如果相序一致，则灯光旋转，否则说明相序不一致，应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，保证相序一致。
（5）同步指示器的工程意义。灯光明暗法和灯光旋转法通过灯光的明暗变化或旋转方向直观判断相序状态，适用于并列操作过程中的实时监测。
图3 三相同步发电机整步示意图
4. 自制不动相序指示器
（1）元件选择。当不便在汇流母线和厂用电源上核对相序且又没有相序表，可自制不动相序指示器检查相序。电容器C最好选用8F以上，耐压不低于450V的；灯泡可用一般白炽灯，最好选用同一厂家生产的15W灯泡。
（2）相别判断。习惯上把接有电容器的端子接到中相，假定为B相。由于电容器上的电压向量落后其电流向量，因此使它后面一相灯泡承受的电压略高，灯泡较亮的为C相，较暗的A相。
（3）400V电源的处理。对400V电源，每相应用两个一样的灯泡串联。
（4）互换验证。第一次测定后，最好把灯泡位置相互交换后再测定一次，灯泡互换后，原来亮的应变暗，暗的应变亮，以防止由于灯泡特性不同而造成推断错误。
（5）断线判断。测定时假如两相灯泡亮度一样，说明接电容器的相断线。
（6）电感替代法。如图4所示，假如现场没有适宜的电容器，可以用接触器的电磁绕组来代替，将其铁芯衔铁闭合，用棉线绑紧假如有电磁绕组的接中相，假定B相，由于电感上的电压向量超前电流向量，则灯泡较亮的是A相，较暗的C相。
（7）自制指示器的工程意义。自制不动相序指示器利用电容器或电感绕组造成的电压相量差异来判断相序，是在缺少专用相序表时的实用替代方案。
图4 发电机相序指示灯原理接线
5. 电压互感器
（1）接线方法。将发电机断路器和隔离开关拉开，用3只或2只单相电压互感器，将每只一次侧两端接在断路器一相的两侧套管上，二次侧接2倍于二次侧电压的白炽灯泡。
（2）操作步骤。然后合上隔离开关，把发电机转速和电压升至额定值。
（3）判断依据。若全部灯泡同时发亮同时熄灭，则发电机和电网相序一样，否则必须交换发电机出线的两相位置，并重新检查。
（4）高压开关柜的限制。采纳高压开关柜作为发电机主开关的电站，用这种方法检查相序，引线对地安全距离难以保证。
（5）低压发电机组的简化。对于低压发电机组，可以不用电压互感器，但每相要有两个220V的灯泡串联，跨接在断路器两侧，只要发电机与电网相序全都且频率和电压很接近时，三组指示灯泡将同时不断的一明一暗，否则三相灯光不是同明同暗变化，而是旋转发光。
（6）电压互感器法的工程意义。电压互感器法通过灯泡的同明同暗或旋转发光判断相序，适用于高压和低压发电机组的相序核对。
三、相序测试试验要求和步骤
1. 相序试验要求
（1）仪器准备。将核相序仪器准备到位。
（2）手车位置确认。确认发电机PT、励磁PT手车在工作位置，将隔离柜手车摇至工作位置，将发电机并网柜手车摇至抽出位置。
（3）保护投入。确认发电机所有保护已经投入，各联锁压板投入。
（4）通讯准备。准备好通讯工具，联络在控制室和电气室之间，明确联络责任人。
（5）试验要求的工程意义。相序试验前的仪器、手车位置、保护和通讯准备是保证试验安全和顺利进行的必要条件。
2. 相序试验步骤
（1）建立电压。投入励磁，建立发电机电压与电网电压一致。
（2）通知准备。检查发电机运行正常后，通知安装单位准备核相序。
（3）二次相序核对。首先核对二次相序，在发电机PT、励磁PT柜测量PT二次侧相序应为正相序，如图5所示。
（4）保护屏与励磁屏核对。在发电机保护屏及发电机励磁屏核对PT二次侧相序应为正相序。
（5）一次相序核对。二次相序核对完毕后，核对一次相序，在发电机保护屏启动自动同期装置，观察同期启动后，做好数据监控。
（6）相序与相位核对。分别核对发电机与系统侧相序及相位。
（7）试验步骤的工程意义。相序试验按照先二次后一次的顺序进行，二次相序核对确保测量回路正确，一次相序核对确保主回路相序正确。
图5 柴油发电机接线相序核对和调整
总结
发电机相序是三相交流电源中每一相电压经过同一值的先后次序，相序接反会导致发电机反转和非同期并列。发电机并联条件包括双方应有一致的相序，相角差控制在10°以内；双方应有相等的电压，允许相差正负5%的额定电压值；双方应有同样或者十分接近的频率和相位，允许相差在正负0.05至0.1周/秒以内。相序核对方法包括电动机法、相序表法、同步指示器、自制不动相序指示器和电压互感器五种。电动机法通过比较电动机在两种电源下的旋转方向判断相序；相序表法适用于500V以下电压，直接读取相序指示；同步指示器包括灯光明暗法和灯光旋转法，通过灯光变化判断相序；自制不动相序指示器利用电容器或电感绕组造成的电压相量差异判断相序，是在缺少专用相序表时的实用替代方案；电压互感器法通过灯泡的同明同暗或旋转发光判断相序。相序测试试验要求包括仪器准备、手车位置确认、保护投入和通讯准备，试验步骤按照先二次后一次的顺序进行，二次相序核对确保测量回路正确，一次相序核对确保主回路相序正确。掌握这些并联条件、核对方法和试验步骤，对于发电机相序核对和并联操作具有实际的工程意义。
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