电力系统自动装置ppt课件

1、North China Electric Power University同步发电机的自动并列同步发电机的自动并列齐郑教5B区10280798596根本内容根本内容n1、并列操作、同期、同期点的根本概念n2、同步发电机并列操作的原那么n3、同步发电机的并列方法n5、同步发电机准同期并列时偏离理想条件n 情况下的后果n4、同步发电机准同期并列的条件根本概念根本概念并列操作、同期并列操作、同期将发电机投入系统称为并列操作，又称为将发电机投入系统称为并列操作，又称为同期。同期。并列操作是组成电力系统的第一项操作并列操作是组成电力系统的第一项操作同期点同期点每一个有能够进展并列操作的断路器称作同期每一

2、个有能够进展并列操作的断路器称作同期点。点。G系统系统QF根本概念根本概念系统系统QF1QF2QF3QF4系统系统QF5结论：不同的运转方式具有不同的同期点结论：不同的运转方式具有不同的同期点方式方式1：G1经过经过QF1并列并列G1G2方式方式2：G1经过经过QF4并列并列方式方式3：G1经过经过QF3并列并列同步发电机并列操作的原那么同步发电机并列操作的原那么并列操作的根本原那么并列操作的根本原那么1、同期断路器合闸时，冲击电流应尽能够小，其瞬时最大值普通不超越1-2倍的额定电流。2、发电机并入电网后，应能迅速进入同步运转形状，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。产生宏大的冲击电流，甚

3、至大于机端短路电产生宏大的冲击电流，甚至大于机端短路电流流引起系统电压严重下降引起系统电压严重下降使电力系统发生振荡以致使系统瓦解使电力系统发生振荡以致使系统瓦解并列操作不当的后果并列操作不当的后果同步发电机并列操作的原那么同步发电机并列操作的原那么并列操作不当，后果很严重！并列操作不当，后果很严重！同步发电机的并列方法同步发电机的并列方法( (一一) )自同期并列自同期并列发电机升速到接近同步转速发电机升速到接近同步转速把发电机投入系统把发电机投入系统将励磁电流加到转子回路将励磁电流加到转子回路同步运转同步运转异步发电机异步发电机同步发电机的并列方法同步发电机的并列方法并列迅速，操作简单，可

4、以快速向系统注入并列迅速，操作简单，可以快速向系统注入有功功率有功功率从系统吸收大量无功功率，系统电压下从系统吸收大量无功功率，系统电压下降，冲击电流较大降，冲击电流较大事故处置，紧急投入备用机组时事故处置，紧急投入备用机组时优点优点缺陷缺陷适用情况适用情况同步发电机的并列方法同步发电机的并列方法( (二二) )准同期并列准同期并列发电机升速到接近同步转速发电机升速到接近同步转速将励磁电流加到转子回路将励磁电流加到转子回路把发电机投入系统把发电机投入系统同步运转同步运转空载电动势空载电动势同步发电机的并列方法同步发电机的并列方法冲击电流小，对系统的扰动小，可以向系统冲击电流小，对系统的扰动小，

5、可以向系统发出无功功率发出无功功率时间较长时间较长正常情况下投入发电机时正常情况下投入发电机时优点优点缺陷缺陷适用情况适用情况同步发电机准同期并列的条件同步发电机准同期并列的条件XGSUUUGUXU GUXU发电机电压、电网电压的有效值发电机电压、电网电压的有效值dX 发电机次暂态电抗、系统等值电抗发电机次暂态电抗、系统等值电抗XX最理想的情况就是最理想的情况就是 ，此时，此时 ，QF合闸合闸冲击电流为零。冲击电流为零。0SUGXUU同步发电机准同期并列的条件同步发电机准同期并列的条件准同期并列的理想条件：准同期并列的理想条件：XGXGff或或3、频率相等、频率相等XGUU1、电压幅值相等、电

6、压幅值相等0e2、相角差为零、相角差为零实践上不能够也没有必要满足理想条件实践上不能够也没有必要满足理想条件偏移理想条件下的后果偏移理想条件下的后果-相角差相角差并列时的电气形状：并列时的电气形状：XGffXGUU0e冲击电流最大瞬时值：冲击电流最大瞬时值：max1.8 22sin2ehGdXiUXX GU发电机电压的有效值发电机电压的有效值冲击电流主要为有功电流分量。冲击电流主要为有功电流分量。dX 发电机次暂态电抗、系统等值电抗发电机次暂态电抗、系统等值电抗XX偏移理想条件下的后果偏移理想条件下的后果-相角差相角差30 时并列操作的电流波形时并列操作的电流波形偏移理想条件下的后果偏移理想条

7、件下的后果-相角差相角差45 时并列操作的电流波形时并列操作的电流波形偏移理想条件下的后果偏移理想条件下的后果-相角差相角差在相角差不为在相角差不为0的情况下合闸后，将会产生有功性质的的情况下合闸后，将会产生有功性质的冲击电流。冲击电流。我国普通限制角差在我国普通限制角差在10 以内，大型机组在以内，大型机组在2 以内。以内。结论结论相角差越大，冲击电流越大。相角差越大，冲击电流越大。例题分析例题分析max1.8 22sin22*(0.1250.25)2arcsin0.19911.41.8 2*2*1.05ehGdXeiUXXrad解：例：某发电机的次暂态电抗为例：某发电机的次暂态电抗为0.1

8、25，系统等值电抗，系统等值电抗0.25，最大，最大允许冲击电流为允许冲击电流为2求：最大合闸相角偏移理想条件下的后果偏移理想条件下的后果-电压差电压差XUGUhIXGff0eXGUU并列时的电气形状：并列时的电气形状：冲击电流最大瞬时值：冲击电流最大瞬时值：dSdXGhXUXUUi 55. 228 . 1max冲击电流主要为无功电流分量。冲击电流主要为无功电流分量。GUXU发电机电压、电网电压的有效值发电机电压、电网电压的有效值dX 发电机直轴次暂态电抗发电机直轴次暂态电抗偏移理想条件下的后果偏移理想条件下的后果-电压差电压差在电压差不为在电压差不为0的情况下合闸后，将会产生无功性质的的情况

9、下合闸后，将会产生无功性质的冲击电流。冲击电流。我国普通限制电压差在我国普通限制电压差在5%-10%以内，大型机组在以内，大型机组在0.1%以内。以内。结论结论电压差越大，冲击电流越大。电压差越大，冲击电流越大。偏移理想条件下的后果偏移理想条件下的后果-滑差滑差XUGUSUGXj2tX1tGe并列时的电气形状：并列时的电气形状：XGUU0eXGff断路器断路器QF两侧的电压差为脉两侧的电压差为脉动电压：动电压：21sinsintUtUuXmXGmGS021tUttUuXGSXGXGmGS2cos2cos2sin2脉动电压的幅值脉动电压的幅值偏移理想条件下的后果偏移理想条件下的后果-滑差滑差Su

10、 是幅值为是幅值为 ,频率接频率接近工频的交流电压波形。近工频的交流电压波形。SU2sin22sin22sin22sin2emXemGSmGXGmGSUUtUtUUXGSSSf22ST脉动电压周期脉动电压周期 、滑差频率、滑差频率 、滑差角频率、滑差角频率 都可以都可以用于表示待并发电机的频率与电网之间或两并列电网频用于表示待并发电机的频率与电网之间或两并列电网频率之间的相差程度。率之间的相差程度。SSfST偏移理想条件下的后果偏移理想条件下的后果-滑差滑差此时的合闸相角差是时间的函数，与发出合闸时间有关。此时的合闸相角差是时间的函数，与发出合闸时间有关。假设发出合闸信号的时辰不恰当，就会产生

11、较大的冲击假设发出合闸信号的时辰不恰当，就会产生较大的冲击电流，假设发出合闸信号的时辰恰当，就会在电流，假设发出合闸信号的时辰恰当，就会在QF两侧电两侧电压相量重合时合闸，冲击电流为零。压相量重合时合闸，冲击电流为零。假设并列时频率差较大，即使合闸相角差很小，满足要假设并列时频率差较大，即使合闸相角差很小，满足要求，也需求发电机阅历一段时间的加速或者减速过程，求，也需求发电机阅历一段时间的加速或者减速过程，才干实现同步。加速或减速力矩会对机组呵斥冲击，严才干实现同步。加速或减速力矩会对机组呵斥冲击，严重时甚至会导致失步。重时甚至会导致失步。偏移理想条件下的后果偏移理想条件下的后果-滑差滑差发电

12、机发出发电机发出功率功率发电机吸收发电机吸收功率功率偏移理想条件下的后果偏移理想条件下的后果-滑差滑差滑差偏移理想条件时滑差偏移理想条件时并网后，需经过加速或减速的振荡过程，力矩将并网后，需经过加速或减速的振荡过程，力矩将会对机组呵斥冲击会对机组呵斥冲击有能够出如今功角到达有能够出如今功角到达180时，滑差频率还没有时，滑差频率还没有降到零，机组会运转到功角大于降到零，机组会运转到功角大于180 的区域，失去的区域，失去稳定性稳定性我国普通限制滑差周期在1016s之间同步发电机准同期并列的条件同步发电机准同期并列的条件t*结论结论压差、角差、滑差三者中，压差与其他两个无关，压差、角差、滑差三者

13、中，压差与其他两个无关，但是角差和滑差相关但是角差和滑差相关压差、角差、滑差不为零的影响压差、角差、滑差不为零的影响冲击电流并列后振荡压差0有，无功性质没有角差0有，有功性质有，不会导致失稳滑差0没有有，会导致失稳同步发电机准同期并列的条件同步发电机准同期并列的条件例例1：某汽轮发电机的并列冲击电流不能大于机端三相短路电：某汽轮发电机的并列冲击电流不能大于机端三相短路电流的非常之一，在发电机电压幅值、频率与系统电压相等的前提流的非常之一，在发电机电压幅值、频率与系统电压相等的前提下，试求最大允许并列误差角度。下，试求最大允许并列误差角度。73. 505. 0arcsin21*1012sin2

14、XX解：同步发电机准同期并列的条件同步发电机准同期并列的条件sTsradrad7 . 42)3(/33. 105. 0%20*5 . 0199. 0)2(4 .11199. 005. 1*2*28 . 1)25. 0125. 0(*1*2arcsin2) 1 (解：例例2：某发电机的次暂态电抗为：某发电机的次暂态电抗为0.125，系统等值电抗，系统等值电抗0.25，断，断路器合闸时间路器合闸时间0.5s，最大误差时间为，最大误差时间为20，并列安装最大误差时，并列安装最大误差时间间0.05s，最大允许冲击电流，最大允许冲击电流2求：最大合闸相角，允许滑差角频率，滑差周期偏移理想条件下的后果偏移

15、理想条件下的后果-滑差滑差留意留意满足冲击电流要求的允许滑差满足冲击电流要求的允许滑差满足稳定要求的允许滑差满足稳定要求的允许滑差取最小值取最小值准同期并列原理准同期并列原理电压幅值差控制电压幅值差控制滑差控制滑差控制角差控制角差控制恒定越前时间恒定越前相角准同期并列原理准同期并列原理恒定越前时间恒定越前时间间同期断路器合闸动作时回路延时同期装置合闸信号输出QFCQFCYJttttt恒定越前相角恒定越前相角YJt*准同期并列原理准同期并列原理tii1微分预告法微分预告法优点：简单优点：简单缺陷：误差较大缺陷：误差较大ddt*准同期并列原理准同期并列原理例例3：假设断路器完成合闸动作需求的时间是

16、：假设断路器完成合闸动作需求的时间是0.1s，0s时发电时发电机和系统电压相位差为机和系统电压相位差为7.2，0.04s时相位差为时相位差为6.2，发电机频率，发电机频率大于系统频率且滑差为匀速，那么合闸时辰为大于系统频率且滑差为匀速，那么合闸时辰为 _ s.sts188. 01 . 025/2 . 7/2504. 0/ )2 . 62 . 7(度解：采用微分预报法2 . 65 . 200.042 . 70.1880.2880.75. 3微机型自动准同期安装微机型自动准同期安装自动准同期安装功能自动准同期安装功能功能一：自动检查待并发电机与母线之间的压功能一：自动检查待并发电机与母线之间的压差

17、及频差能否符合并列条件，在满足这两个条差及频差能否符合并列条件，在满足这两个条件时，可以提早发出合闸信号，使断路器主触件时，可以提早发出合闸信号，使断路器主触头在角差为零时闭合头在角差为零时闭合功能二：当压差不满足条件时，进展均压操作功能二：当压差不满足条件时，进展均压操作(利用励磁调理器利用励磁调理器)；当频差不满足条件时，进；当频差不满足条件时，进展均频操作展均频操作(利用调速器利用调速器)微机型自动准同期安装微机型自动准同期安装自动准同期安装逻辑构造自动准同期安装逻辑构造或非门与门&压差不允许越前时间合闸信号频差不允许微机型自动准同期安装微机型自动准同期安装同期断路器G频差控制单元压差控

18、制单元合闸控制单元加速减速升压降压合闸PTPT自动准同期安装组成自动准同期安装组成微机型自动准同期安装微机型自动准同期安装NuTdtuUNGTGG1202NuTdtuUNSTSS1202电压差检测电压差检测SGUUU微机型自动准同期安装微机型自动准同期安装 频率差检测频率差检测 方法方法1：直接丈量：直接丈量降压滤波CPUu总线整形二分频定时/计数 方法方法2：经过角差间接丈量：经过角差间接丈量tdtdii1微机型自动准同期安装微机型自动准同期安装 相角差检测相角差检测电压变换异或门UgUs电压变换整形方波整形方波CPU总线微机型自动准同期安装微机型自动准同期安装 相角差检测相角差检测11,2,iixiiiixii微机型自动准同期安装微机型自动准同期安装 相角差检测相角差检测20abcUgUsUgUsUsUg微机型自动准同期安装微机型自动准同期安装 模拟式安装：线形整步电压模拟式安装：线形整步电压