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同期系统培训,邹平五电电气车间,学无止尽,引 言,在发电机与系统并网、小系统通过联络线并入大系统、母线并列运行（母联、分段开关操作）等操作中，因并网的双侧都是有源系统，如果并网的瞬间非同期，那么将产生较大的冲击电流，严重威胁设备健康水平和电网安全运行。因此，在上述操作过程中，必须进行同期操作。,同期的概念介绍,同期，就是指待并系统与并入系统的各相，在电压量上 ，要求幅值相等、相序一致、频率相同、相角差为0。 而实际上，交流电的变化一般是每秒50次（50hz），靠人眼是根本无法准确判别和定位的。因而，引入同期装置和同期系统。 但即便引入同期装置，也根本做不到绝对同期。在并网时只能尽量减少差值，减小冲击影响。,教学目的：掌握同期方式、同期条件、同期点及同期方式的设置、 同期电压的引入、手动准同期装置、自动准同期装置、 发电机的自动准同期并网过程； 重 点：掌握同期点及同期方式的设置、同期电压的引入、手动 准同期装置、自动准同期装置、发电机的自动准同期装置 难 点：掌握同期电压的引入、同期合闸回路、发电机的自动准 同期装置,同期系统,概述 同期电压的引入 自动准同期装置 发电机自动准同期装置的并网过程,同期操作（或同期并列）：是将同步发电机投入到电力系统参加同期并列运行的操作，同期操作是借助于同期电压和同期装置实现的。 同期系统：在发电厂和变电站中，通常把反映同期装置和同期电压连接关系的回路称为同期系统。 同期操作的基本要求： 并列qf合闸瞬间产生的冲击电流ichiym qf合闸后，发电机能迅速同步。,概述,1、理想条件: 电压大小相等 频率相同 电压相位角差不超过允许值 相序相同 2、实际条件: 电压差（5%10%）ue 频率差（0.2%0.5%）fe,即0.10.25hz 相位差100,同期条件,1、准同期方式 （1）开机励磁升压同期操作合闸（合qf） （2）优点：冲击电流小 （3）缺点：并列操作时间长；操作要求高；操作系统复杂，要求严格 （4）分为手动准同期和自动准同期 2、自同期方式 （1)开机转数升至95%ne合qf励磁升压，拉入同步 （2)优点：并列快；操作简单；接线简单 （3）缺点：冲击电流大；并列瞬间引起系统电压短时严重下降；系统之间不能采用自同期并列 在这里我们只讲一下准同期方式,同期方式,同期点：发电厂（或变电站）中每个有可能进行同期操作的断路器。也就是说当断路器两侧有可能出现非同一系统电源时，此断路器是同期点。 1、同期点的设置： qf上设置:（1）两侧均有电源（基本条件） （2）检查同期要求（必要条件） 方法：在qf两侧设置有同期作用的tv,同期点及同期方式的设置,1 同期电压 1、定义:同期电压是同期点（断路器）两侧电压经过电压互感器变换和二次回路切换后的交流电压。为了全厂配用一套同期装置，需要把同期电压引到同期电压小母线上。所以，通常把同期电压小母线上的二次电压称为同期电压。 2、以发电机同期为例说明: 待并侧电压：取发电机出口b、c相电压 系统侧电压：取110kv系统c相电压,同期电压的引入,c610,c620,b（n）600,也就是指引入同步继电器和自动准同期装置中的电压量。及c610、c620及n600。,无论两侧待并系统是何样，最终引入到同步继电器和自动准同期的电压量要保证同期。,同期电压的引入,同期电压的引入,现在我们以的同期系统电压量引入为例进行讲解，其相对简单。 同期点主要有三种类型：发变组与系统并网、母联同期并列、联络线同期。无论是哪种类型的同期都至少用到一个或两个110kv母线的电压。 一次电压很高，电压引入最基本的是靠pt传变至二次侧低电压这个道理我们都知道，但在具体如何引入的我们来学习一下。,几种需要同期操作的系统,发变组,母联、分段,联络线,同期系统组成及回路讲解,同期用电压量的采集：,c610,c620,b（n）600,也就是指引入同步继电器和自动准同期装置中的电压量。及c610、c620及n600。,无论两侧待并系统是何样，最终引入到同步继电器和自动准同期的电压量要保证同期。,同期系统组成及回路讲解,同期用电压量的采集：,首先，说一下母线电压的引入，是取自母线pt开口三角的c相绕组。,为什么110kv母线的电压取pt开口三角的c相电压呢？而不从二次星形侧取呢？是考虑到d变压器转角吗？,答案是否定的，那究竟是什么原因呢？是因为二次星形侧的电压为.，而角形侧单相绕组电压为，我们同期系统引入的电压量为电压。 那么d变压器的转角问题是如何实现移相同期的呢？这个问题我们稍后会具体讲解。,同期系统组成及回路讲解,同期用电压量的采集：,其次，我们来介绍一下联络线电压的引入，其是取自线路的c相单相pt二次绕组。,同期系统组成及回路讲解,同期用电压量的采集：,电压量引入的最后一个是发电机出口电压，是取自发电机出口pt二次星形绕组。其具体取法还有别于前两种。,我们看到，发电机出口pt二次电压的引入是取的bc线电压，为什么呢？,同期系统组成及回路讲解,同期用电压量的采集：,原因有两个：一个是发电机出口二次星形侧相电压值为57.7v，我们想到前面110kv母线电压也是上述原因而取的开口三角侧的电压，这里为什么不取开口三角侧电压呢？是不是由于开口三角侧电压单相绕组也不是100v呢？原因不尽然。那么究竟是什么原因呢？这就是我们在前面提及的yd-11变压器两侧相角差如何转角移相的问题。下面让我们用相量图的方法具体来分析一下：,发电机电压的引入,发电机出口：,母线：,同期系统组成及回路讲解,具体同期电压回路组成:(母联同期）,110kv母,110kv母,sc630,sc640,n600,l3-620,l3-610,同期系统组成及回路讲解,具体同期电压回路组成:(联络线同期）,110kv母,110kv母,sc630,sc640,n600,l3-620,l3-610,同期系统组成及回路讲解,具体同期电压回路组成:(发变组同期）,110kv母,110kv母,sc630,sc640,n600,l3-620,l3-610,同期系统组成及回路讲解,手动准同期：,tjj,c610,c620,b（n）600,tjj,同期系统组成及回路讲解,手动准同期：,m721,13,14,m722,tjj,1,2,+,1,2,1stk,stk,tk,6,5,1kk,合闸控制回路,-,同期系统组成及回路讲解,自动准同期：,tjj,c610,c620,b（n）600,tjj,自动准同期：,c610,c620,b（n）600,自动准同期装置,同期系统组成及回路讲解,自动准同期：,m721,13,14,m722,tjj,1,2,+,1,2,1stk,stk,tk,17,18,dtk,hj,hj,m723,3,4,5,6,合闸 控制 回路,1kk,tk,-,jha,同期系统组成及回路讲解,自动准同期：（合闸继电器启动）,7,8,9,10,dtk,qa,hj,dtj,dtk,ztq,1,3,5,13,2,4,6,14,15,16,dtj,dtj,hj,+,-,同期系统组成及回路讲解,自动准同期：（合闸继电器启动）,7,8,9,10,dtk,qa,dtk,ztq,12,13,16,14,1,2,3,5,18,4,hj,+,-,jk4,jk4,tk,17,18,jk3,2,1,jk1,tk一共8个接点。取自各台机组的同期开关，因w3的同期装置可针对具体的机组设置不同的同期并网条件参数。,同期电压小母线是公用的，一共三根，其中n600公共接地。 我们了解了同期电压的引入，那么接下来我们来看一下同期装置是怎么完成并网的呢,小结,自动准同期装置,首先我们来认识一下自动同期装置及继电器,自动准同期装置内部面板,组合式同期表,同步检查继电器（tjj）,1、开机，励磁升压 2、投入同期开关tk 3、将1stk切至“粗略同期”，观察组合式同期表指示 4、将1stk切至“精确同期”，观察指针由慢向快方向缓慢旋转 5、 投入自动准同期开关dtk 6、 按下自动准同期启动按钮,同期操作步骤,功能： 能自动检测待并发电机与系统之间的电压差、频率差大小，当满足准同期条件时，自动发出合闸脉冲命令，并保证断路器主触头闭合瞬间=00 压差或频差不满足要求，能自动闭锁合闸脉冲，同时还能检测压差或频差的方向，对发电机电压或频率进行调整，以加快自动并列过程。,自动准同期装置,同期系统组成及回路讲解,自动准同期：,m721,13,14,m722,tjj,1,2,101,1,2,1stk,stk,tk,17,18,dtk,hj,hj,m723,3,4,5,6,合闸 控制 回路,1kk,tk,102,jha,自动准同期（）：,7,8,9,10,dtk,qa,dtk,ztq,12,13,16,14,1,2,3,5,18,4,hj,101,102,jk4,jk4,tk,17,18,jk3,2,1,jk1,tk一共12个接点。取自各台机组、线路、母联的同期开关，同期装置可针对具体的机组设置不同的同期并网条件参数。,看不到,1、3、1 同期检测装置 2、组合式同期表：三表制 （1）组成： 一只频差表hz测f 一只压差表v测 同期表s测 （通常采用mz10型）,1-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路,(2)同步表ps指针： 顺时针旋转：待并系统频率高于运行系统频率 逆时针旋转：运行系统频率高于待并系统频率 指针旋转速度越快：频差越大 指针旋转速度越慢：频差越小 指针指到红线：相位差为0 (3)接线： wstca：经ssm1，pv2，pc2；经ssm1ps wstcc：经ssm1（21）（23）ps wosa：经ssm1，pv1，pc1；经ssm1ps wbv：经ssm1，pv1，pc1 ，pv2，pc2 ，ps，同时ky,1、同期表,1、3、1 同期检测装置,1-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路,图1-6 mz10型组合式同期表 （a）外形图 （b）外部接线图,（a）,（b）,mz10型组合式同期表,mz10型组合式同期表由电压差表p1、频率差表p2和同期表p3组成。按接线方式mz10型组合式同期表可分为三相式和单相式两种，其电路图如图16所示。 电压差表p1的测量机构为磁电式微安表。整流电路将待并发电机和系统的交流电压变换成直流电流，并流入微安表进行比较。两个电流相等时，其差值等于零，微安表指针不偏转，即停留在零（水平）位置上；当待并发电机电压大于系统电压，即u（uugus）大于零时，微安表指针向正方向偏转；反之，指针向负方向偏转。 频率差表p2的测量机构为直流流比计。当待并发电机与系统的频率相同，即 （ ）等于零时，作用在流比计指针上的总力矩等于零，则指针不偏转，而停留在零（水平）)位置上。当待并发电机频率大于系统频率，即 （ ）大于零时，指针向正方向偏转；反之，指针向负方向偏转。,在组合式同期表中，压差表p1和频差表p2都是以系统电压和系统频率为基准的。所以，对于同期表p3，通常也是以系统电压向量为 基准，井假定其指向12点钟时固定不动。待并发电机电压向量 相对于 而变化，即指针不再表示系统电压向量，而是表示待并发电机电压向量 。当系统频率高于待并发电机频率，即 （ ）小于零时，指针向顺时针方向旋转；反之，当大于零时，指针向逆时针方向旋转。 指针旋转的角频率等于 。在 等于零的情况下：当系统 超前待并发电机电压 的角度为 时，指针向顺时针方向偏转 角；反之，指针向逆时针方向偏移 角。,同期检测装置 1、组合式同期表： 频率差表：fg=fs指针指在0；fgfs指针正偏；fgfs指针负偏 电压差表：ug=us指针指在0；ugus指针正偏；ugus指针负偏 同期表：同上。a0，b0“粗略同期”；a0，b0“精确同期”,同期系统的同期检测装置及闭锁回路,2、组合式同期表： 接线：图1-1 wstca：经ssm1，a wstcc：经ssm1，c wosa：经ssm1，a0，ssm1a0 wbv：直接接至b，b0，b0,1-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路,图1-1 组合式同期表的同期接线图,1、3、1 同期检测装置 2、组合式同期表：图1-1 （3）同期操作过程 投入sas 将qf两侧的电压经sas引到同期小母线中。 将ssm1切至“粗略同期”，观察电压差表和频率差表指示并调节待并系统使其读数接近于0 将ssm1切至“精确同期”，观察指针由慢向快方向缓慢旋转 当指针接近红线100，操作sa合闸，系统并列 切除sas,1-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路,1、3、2 同期闭锁电路:防止误操作造成的非同期并列 1、同期点qf之间应相互闭锁 为了避免同期电压回路混乱而引起非同期并列，在并列操作的时间内，同期电压小母线只能存在待并断路器两侧的同期电压。为此，每个同期点断路器均装有同期开关，并公用一个可抽出的手柄，此手柄只有在“断开”位置时才能抽出。以保证在同一时间内，只允许对一台同期点断路器进行并列操作。,1-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路,1、3、2 同期闭锁电路:防止误操作造成的非同期并列 2、同期装置之间应相互闭锁 发电厂或变电站可能装有两套及以上不同原理构成的同期装置。为了保证在同一个时间内只投入一套同期装置，一般通过同期选择开关（即手动准同期开关ssm1、自动准同期开关ssa1和自同期开关ssa2）来实现，并公用一个可抽出的手柄。,1-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路,1、3、2 同期闭锁电路:防止误操作造成的非同期并列 3、手动调频（调压）与自动调频（调压）回路相互闭锁 （1）在待并发电机控制屏上手动调频（或调压）时，应切除集中同期屏上的手动调频（或调压）回路。 （2）手动调频（或凋压）时，应切除自动均频（或均压）回路。 （3）自动调频（或调压）装置和集中同期屏上的手动调频（或调压）装置，每次只允许对一台发电机进行调频（或调压）。,1-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路,1、3、2 同期闭锁电路:防止误操作造成的非同期并列 4、闭锁继电器ky（tjj） 为了防止在不允许的相角差下误合闸，通常在手动准同期合闸回路中装设闭锁误合闸的同期检查继电器。 （1）交流回路。同期检查继电器平时不工作，ssm1处于“断开”位置，只有在手动准同期时将ssm1置于“精确”位置，ky才接于运行系统电压（或）和待并系统电压（或）上。全厂（所）公用一只同期检查继电器。,1-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路,1、3、2 同期闭锁电路:防止误操作造成的非同期并列 （2）直流回路。,1-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路,图1-8 带有闭锁的断路器合闸回路,1、3、2 同期闭锁电路:防止误操作造成的非同期并列 （2）直流回路。 ky（tjj）：同期检查继电器，只有当同期双方电压相位的差值在整定范围内时，才闭合较长时间。 s2（bk）：手动操作闭锁开关，当同期双方某一方无电时，可投入s2使qf能可靠合闸。,1-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路,1、4、1 手动准同期装置的任务： 1、检测频差并调整：利用频差表（或两只频率表）检测系统与待并发电机的频率差，并利用调速（或调频）开关，人为地调整待并发电机的频率，使其向系统频率靠拢。 2、检测压差并调整：利用压差表（或两只电压表）检测系统与待并发电机的电压差，并通过调整发电机的励磁来调整待并发电机的电压，使其向系统电压靠拢。 3、捕捉同期点：运行人员根据频差表和压差表的指示，判别频差和压差是否满足准同期并列条件。当满足时，再根据同期表的指示，选择合适的超前