第一章-发电机的自动并列

1、电力系统自动化电力系统自动化 发电机的自动并列发电机的自动并列 同步发电机励磁自动控制系统同步发电机励磁自动控制系统 电力系统频率及有功功率的自动调节电力系统频率及有功功率的自动调节 电力系统电压调整和无功功率控制技术电力系统电压调整和无功功率控制技术 电力系统调度自动化电力系统调度自动化 配电管理系统配电管理系统 实验实验第一章第一章 发电机的自动并列发电机的自动并列 概述概述 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 自动准同期并列控制自动准同期并列控制第一节第一节 概述概述 =基本知识点基本知识点= 并列操作的意义并列操作的意义 准同期并列准同期并列 自同期并列自同期并列 第一节概述GU

2、xUQFG 一台发电机在末并入系统运行之前，电压一台发电机在末并入系统运行之前，电压u uG G与与u ux x的状态的状态不等，须符合一定条件后才允许断路器不等，须符合一定条件后才允许断路器QFQF合闸作并网运行。合闸作并网运行。这一操作称为并列操作。这一操作称为并列操作。 第一节概述（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不超过倍的额定电流。（2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。方法两种: 准同期并列（一般采用）、自同期并列。第一节概述图1-1准同期并列(a)电路示意；(b)相量图；(c)等值电路xU)(bGUxG

3、esUXG)(aGUxUDL GsUXGGExEXxGUDLxU)(c第一节概述第一节概述向量图分析向量图分析GUxUxU)(bxGesU)(aGUDLGGU0GX0Um0GUXUGU第一节概述第一节概述)(aIhGUxUsU第一节概述准同期条件分析 (a)=0；(b) 0 xUGU)(bIhesU)(aIhGUxUsU 冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响，由于定子绕组端部的机械强度最弱，所以须特别注意对它所造成的危害。由于并列操作为正常运行操作，冲击电流最大瞬时值限制在12倍额定电流以下为宜。 为了保证机组的安全，我国曾规定压差冲击并列电流不允许超过机端短路电流的二十分之一到十分之一。据此

4、，得到准同期并列的一个条件为：电压差不能超过额定电压的510。现在一些巨型发电机组更规定在0.1以下，即希望尽量避免无功冲击电流。第一节概述第一节概述xUGUIhesU第一节概述我国在发电厂进行正常人工手动并列操作时，一般取滑差周期在1016s之间。第一节概述2.频率不相等对待并发电机组暂态过程的影响Oabsseosoc状态发电机状态电动机Oeb状态发电机)(a)(bP并列的同步过程分析第一节概述发电机准同步并列的实际条件：发电机准同步并列的实际条件：(1)待并发电机与系统电压幅值接近相等，电压差待并发电机与系统电压幅值接近相等，电压差不应超过额定电压的不应超过额定电压的5%10%。(2)在断

5、路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电压的相位差应接近零，误差不应大于压的相位差应接近零，误差不应大于5。(3)待并发电机电压与系统电压的频率应接近相等，待并发电机电压与系统电压的频率应接近相等，频率差不应超过额定频率的频率差不应超过额定频率的0.2%0.5%。第一节概述第一节概述本节完第二节 准同期并列的基本原理 =基本知识点基本知识点= 脉动电压脉动电压 准同期并列条件准同期并列条件 合闸条件的计算合闸条件的计算 准同期并列装置准同期并列装置 第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理u在满足并列条件的情况下，采用准同期并列方法将待并发电机组投入电

6、网运行，前已述及只要控制得当就可使冲击电流很小且对电网扰动甚微。u因此准同期并列是电力系统运行中的主要并列方式。 第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理xU)(bGUxGesU)(aGUxUDL G第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理tsxUGUsU第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同

7、期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理自动准同期装置的组成可用图1-8表示，按自动化程度分为：（1）半自动准同期并列装置 没有频差调节和电压调节功能，只有合闸信号控制单元 待并发电机的频率和电压由运行人员监视和调整 当频率和电压都满足并列条件时，并列装置就会在合适的时刻发出合闸信号（2）自动准同期并列装置 设置了频率控制单元、电压控制单元和合闸信号控制单元 待并发电机的频率或电压都由并列装置自动调节 当满足并列条件时，自动选择合适时机发出合闸信号 第二节准同期

8、并列的基本原理准同期并列的基本原理三、准同期并列合闸信号的控制三、准同期并列合闸信号的控制第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第二节准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理本节完第三节 自动准同期并列控制 =基本知识点基本知识点= 线性整步电压线性整步电压 检测原理及装置检测原理及装置第三节 自动准同期并列控制 脉动电压含有同期合闸所需要的所有信息：脉动电压

9、含有同期合闸所需要的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差。电压幅值差、频率差和合闸相角差。 但是，在实际装置中，我们却不能利用它检但是，在实际装置中，我们却不能利用它检测并列条件。原因是，它的幅值与发电机电测并列条件。原因是，它的幅值与发电机电压和系统电压有关。压和系统电压有关。 第三节 自动准同期并列控制 XsLUsLmUGUXU0eeG a b图1-11 线性整步电压与相角差的关系第三节 自动准同期并列控制 eGuxuGuxuGuxuooooyusLusLmUttttt a b c d e 2 o o图1-12 全波线性整步电压一、线性整步电压一、线性整步电压1 形成电路形成电路（1）

10、整形电路：将正弦波转化为方波；）整形电路：将正弦波转化为方波；（2）相敏电路：相等于与门，）相敏电路：相等于与门，UG与与UX同相时输出同相时输出1，不同时输出不同时输出0；（3）滤波电路：平滑）滤波电路：平滑Uy的波形；的波形； 第三节 自动准同期并列控制 2 特点特点（1）分段线性：）分段线性：0,与与-,0；（2）与发电机电压和系统电压的幅值无关；）与发电机电压和系统电压的幅值无关； , 0)(0 ,)(eslmsleslmslUUUU第三节 自动准同期并列控制 3、波形、波形（1）uzb最大值最大值E对应对应=0或或360，最小值对应，最小值对应=180。所以线性整。所以线性整步电压包

11、含了相角差步电压包含了相角差信息量。信息量。（2）uzb波形和顶值电压与波形和顶值电压与uG、usys 的幅值无关，不包的幅值无关，不包含压差信息量。含压差信息量。（3）uzb的斜率与的斜率与fs成正比，成正比，包含了频差信息量。包含了频差信息量。 二、检测二、检测1 恒定越前时间恒定越前时间（1）检测电路）检测电路第三节 自动准同期并列控制 SLU1RC2R器测检平电时间信号恒定越前图1-13 恒定越前时间部分（2）相关计算）相关计算第三节 自动准同期并列控制 c2RUSLU1R2RCSLU1R2RCSLU1R2RC2RU2RU a b图1-14 利用叠加原理求UR2示意图（3）相关计算）相

12、关计算 UR2的计算（叠加原理）的计算（叠加原理） )(212212 2tURRRURRRUsslmslRsslmslmCslCCRURRRRCRRRRdtduCRRRRdtduCURRRRIRIU212121212121212112 2 222RRRUUU第三节 自动准同期并列控制 tYJ的计算的计算slmsslmYJsslmURRRRRRRCURRRtU2122121212)()(1111负号表示提前CRtCRtYJsYJs第三节 自动准同期并列控制 YJtSLU2RU2RU2RU 2RU tYJt恒定越前时间电平检测器原理示意图2AtSLUSLKU1ST2STt1At恒定越前相角电平检测

13、器工作原理图第三节 自动准同期并列控制 第三节 自动准同期并列控制 2 滑差检测滑差检测（滑差（滑差s）2AtSLUSLKU1ST2STt1At图1-16 恒定越前相角电平检测器工作原理图第三节 自动准同期并列控制 ，相角先，时间后，同时，相角后，时间先，YJAsYsYJAsYsYJAsYsYJssYAAseYJsYtttttttttt第三节 自动准同期并列控制 第三节 自动准同期并列控制 五、合闸信号控制逻辑五、合闸信号控制逻辑StYJUsLKUUUUU1Y2YUSZ非门与门与门双稳记忆动作合闸图1-17 合闸控制逻辑框图越前时间越前时间越前相角越前相角闭锁闭锁压差合格压差合格第三节 自动准同期并列控制 第三节 自动准同期并列控制 第三节 自动准同期并列控制 第三节 自动准同期并列控制 图1-20 频差控制波形图XUXUSLUttttt050增速减速第三节 自动准同期并列控制 第三节 自动准同期并列控制 本节完复习与思考1. 并列的方法有哪两种？如何定义？各有何特点？并列的方法有哪两种？如何定义？各有何特点？ 2. 准同步并列的条件有哪些？如果不满足这些条件会准同步