同步发电机的自动并列

1、第二章第二章 同步发电机的自动并列同步发电机的自动并列上海交通大学 电气工程系电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理主要内容主要内容同步发电机自动并列的条件和原则同步发电机自动并列的条件和原则1.准同期自动并列的分析准同期自动并列的分析2.准同期自动并列装置的实现原理准同期自动并列装置的实现原理3.频差调节的方法频差调节的方法4.电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理v 同步发电机自动并列的条件和应遵守的原则同步发电机自动并列的条件和应遵守的原则 理想并列条件 并列的现实情况分析 原则1. 发电机合闸时，冲击电流应尽可能小（小于允许值）2. 发电机合闸后，应尽快拉入同步概概 述述xGUUx

2、GxGff电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理SEGEUQFXXXU概概 述述发电机的并列方法1.准同期并列：严格按照发电机理想并列条件进行并列。2.自同期并列：发电机事先未经励磁。将转子提到接近同步转速。此法适用于小型机。优点：快速、方便；控制简单。缺点：冲击电流大；引起系统电压突降；应用受限。XdXhXXUI 电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机G电压系统电压两者的电压差称为滑差电压概概 述述v发电机准同期并列条件的分析发电机准同期并列条件的分析XUABGUQF0SUGUXUGXeQFSUXUGUXXGXGEXE)sin(1tUUGmGG)sin(2tUUXmXX)sin()

3、sin(21tUtUUUUXmXGmGXGS电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 电压幅值差 设 ，频率与相角相等。 此时冲击电流 ，主要为无功分量。 最大值 相角差 设 ，频率与电压相等。 此时冲击电流 ， 较小时，主要为有功分量。 概概 述述mXmGUUxdmXmGhXXUUI hhmIi 28 . 100XG2sin2exqqhXXEI e电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 频率差脉动电压的表现形式 设 ，电压的幅值相等。 概概 述述XG2sincos22GxGxsmGuUtt脉动电压幅值SUcos2GxssuUt滑差频率脉动周期SXGSf2SSSfT21电力系统电力系统自动装

4、置原理自动装置原理概概 述述 相量图 波形图 电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理v 脉动电压分析脉动电压分析0SU1ST2STt1S2SXGUUXGUU电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理脉动电压中包括信息如下：电压幅值差。最佳为 的值最小，二电压重合时判别。频率差，显示出相角差随时间变化的规律。 要求 小于某一允许的值，相当于要求脉动电压周期 大于某一给定的值。 最佳是在 与 重合时合闸，即相角差为零时（相量重合）幅值差最小，考虑动作时间，要提前。 根据相角差的变化规律，可求得合闸指令最佳发出时机。 可

5、采用两种方式mXmGUUSSTGUXU恒定越前相角准同期恒定越前时间准同期电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理v 准同期并列装置的原理准同期并列装置的原理并列装置的构成自动化程度一般分为频率差控制单元频率差控制单元电压差控制单元电压差控制单元合闸信号控制单元合闸信号控制单元半自动全自动电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 恒定越前相角准同期恒定越前相角准同期 提前量信号取某一恒定相角 。 断路器的合闸时间为 。同期装置动作时间为 。YJQFtCtCQFttttsyYJ0常数最佳滑差角频率0SUtt1s02s

6、ysttAU321sss3s0sys0sys0sys过零后合闸过零时合闸过零前合闸电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 恒定越前时间准同期恒定越前时间准同期 提前量信号取恒定时间常数CQFttt0SUt1s02syst321sss3stt 理论上可以完全无冲击，但是动作时间存在误差，设 为允许合闸相角。CQFttttSey所以，还是要限制Sey电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理v 装置的整定装置的整定已知：两个区域电网的等值机系统如图所示，其电压幅值相等，频率分别为：f1500.1cost Hz，f2=5

7、0+0.1sin2t Hz，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。 电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理v提示：合闸相角差表达式为：20100212sin2 . 0cos2 . 0)(22esettfff先不考虑提前量，则有：01 . 02cos1 . 0sin2 . 02sin2 . 0cos2 . 00ttdtttee251sin01sinsin1sin21sin212cossin222ttttttt考虑时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可为：3.6678秒

8、，5.4769秒，等等。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理逻辑关系满足即可以合闸。必须在 之前判定完毕。自动并列装置的工作原理自动并列装置的工作原理v 装置的控制逻辑装置的控制逻辑YJt越前时间信号电压差不允许滑差不允许与门或非门合闸信号电压差、频率差判别区SUtYJtst电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理正弦整步电压法正弦整步电压法采用 与 直接做差，得到正弦性的包络线来判别。误差较大。自动并列装置的工作原理自动并列装置的工作原理v 并列的检测信号并列的检测信号GU两种方法应用于模拟式并列装置中，实现检测。线性整步电压法线性整步电压法XU采用三角波（线性）的整步电压。不考虑电压差

9、，只考虑相角差。精度较好。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动并列装置的工作原理自动并列装置的工作原理正弦整步电压法线性整步电压法电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动并列装置的工作原理自动并列装置的工作原理v 相角差相角差 原理：矩形波的宽度（变化）与 相对应。在数字式准同期装置中采用。 分析：假设系统频率为额定值50Hz，待并发电机频率低于50Hz。)(te)(te1,2iixii计算公式：三角形上升边三角形下降边1,iixii电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理v装置内部控制和算法装置内部控制和算法最佳合闸相角221DCsiDCsiYJtttXiiisit21Xsisisit21发出合闸信号的条件：有可能错过合闸时刻。YJi2恒定等速变化电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理频差检测 都要受到限制。 可采用电压频率测量法（ ） 求得。电压差检测 a、直接读入法：采用交流采样 A/D CPU b、直接比较法：例图2-25（b）、siNffCtsi/电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理频率差与电压差控制频率差与电压差控制v 频率差控制频率差控制 频率差检测ZXGfffZXGfff发调速脉