同期系统二次回路

同期系统二次回路第1页/共93页§6.1

同期的基本知识

在进行断路器合闸操作时，若待合闸的断路器两侧有不同电源（所谓两侧有不同电源是指：不能保证在任一时刻两侧电源的三相电压相量均相等且频率相同）时，则必须通过同期方式（又称为同步方式）进行该断路器的合闸操作。第2页/共93页§6.1

同期的基本知识

通过同期的方式，满足同期条件进行的并列操作称为同期并列操作。

§6.1.1

同期并列操作第3页/共93页§6.1

同期的基本知识§6.1.2

同期并列的条件⑴.并列瞬间的冲击电流必须小于一定的允许值；

⑵.并列后，并列运行的系统应能尽快地进入同步运行状态。

说明：无论采用何种同期并列方式，都必须满足上述同期条件。区别仅在于：不同的同期并列方式，冲击电流允许值的大小不一样。

第4页/共93页§6.1

同期的基本知识§6.1.3

同期并列的方式同期并列的方式准同期方式自同期方式待并发电机在并列前已经励磁对发电机冲击较小，但并列速度较慢特点：待并发电机在并列前未加励磁对发电机冲击较大，但并列速度较快特点：第5页/共93页§6.1

同期的基本知识1、准同期方式⑴.概念是指待并发电机在并列前已经励磁，调节发电机的励磁和转速，当待并发电机与系统间符合准同期条件时，将发电机出口断路器合闸，发电机即与系统并列运行。⑵.分类按自动化程度的不同可分为手动准同期和自动准同期。第6页/共93页§6.1

同期的基本知识⑶.实际使用的准同期条件①.待并发电机与系统的相序必须一致；

②.待并发电机与系统对应相的电压绝对值差不超过允许值（≤5%～10%）；③.待并发电机与系统的频率差不超过允许值（≤0.1～0.25Hz）；④.合闸瞬间待并发电机与系统对应相的电压相位差不超过允许值（≤10°）。第7页/共93页§6.1

同期的基本知识说明：①.满足上述条件中的①、②和④条，即满足了同期条件⑴(冲击电流不得超过允许值)；满足上述条件中的第③条，即满足了同期条件⑵(并列后，发电机应能尽快地进入同期运行状态)。②.有关相序一致的条件，一般是在发电机初次启动时，通过核对相序来完成的。因此，准同期装置只需要考虑条件(2)～(4)即可。第8页/共93页§6.1

同期的基本知识⑷.准同期方式的操作顺序调节发电机的转速使其接近额定转速

合上发电机的灭磁开关调节发电机的电压使其接近额定电压

细调，使频率差、电压绝对值差均满足准同期条件当相位差满足准同期条件时，合上发电机出口断路器第9页/共93页§6.1

同期的基本知识⑸.优、缺点(相对于自同期方式)并列合闸瞬间的冲击电流较小（理想情况下为零），对发电机和系统影响较小。⑴.并列过程时间较长；优点：缺点：⑵.若准同期系统出现故障或回路接线错误，可能造成非同期并列；⑶.装置接线较为复杂。第10页/共93页§6.1

同期的基本知识⑹.适用范围既适用于发电机与系统间的同期并列，也适用于两个单独运行的电力系统间的同期并列。第11页/共93页§6.1

同期的基本知识2、自同期方式⑴.概念指待并发电机在并列前未加励磁，调节发电机的转速，当待并发电机的转速接近系统转速时，将发电机出口断路器合闸，然后再合上发电机的灭磁开关给发电机加上励磁。在电磁力矩的作用下发电机被系统拖入同步运行。

第12页/共93页§6.1

同期的基本知识⑵.分类按自动化程度的不同可分为手动自同期和自动自同期。说明：由于自同期方式的优点就是快速，因此实际上只使用自动自同期方式。第13页/共93页§6.1

同期的基本知识⑶.自同期并列的条件自同期并列的条件就是同期并列的基本条件。

说明：①.冲击电流在操作过程中不可调，因此冲击电流不超过允许值是靠设计选型时满足的。②.并网后应能尽快地进入同期运行状态，与准同期并列一样，是由调节发电机转速与系统转速基本一致来实现的。第14页/共93页§6.1

同期的基本知识⑷.自同期方式的操作顺序调节发电机的转速使其接近额定转速

合上发电机出口断路器

合上发电机的灭磁开关

发电机被系统拖入同步运行

（不用操作）第15页/共93页§6.1

同期的基本知识⑸.优、缺点(相对于准同期方式)⑴.并列过程时间短；优点：⑵.不会发生非同期并列；⑶.装置接线简单。⑴.并列合闸瞬间的冲击电流大，对发电机和系统产生不利影响；

缺点：⑵.适用范围较小。第16页/共93页§6.1

同期的基本知识⑹.适用范围

只能用于发电机与系统间的同期并列，不能用于两个单独运行的电力系统间的同期并列。第17页/共93页§6.1

同期的基本知识§6.1.4

同期点的设置⑴.同期点的概念

同期点是指在某些情况下需要通过同期合闸的断路器。

⑵.同期点设置的原则

一般当某断路器跳闸后，若断路器两侧电源可能出现不同情况时，此断路器就应设定为同期点。

第18页/共93页§6.2

准同期系统的交流电压回路由准同期方式的条件可知，发电厂在进行准同期并列操作过程中，需要比较同期点断路器两侧的电压、频率和相位（频率和相位可由电压相量来测量），因此，需要将同期点断路器两侧的电压引入到准同期装置。

第19页/共93页下图为某发电厂准同期系统中的交流电压回路图该发电厂采用集中同期方式第20页/共93页同期电压引入同期电压转换第21页/共93页⑴.同期点两侧的二次电压必须有一个公共点；

为了使同期装置能正常工作，同期点两侧电压必须具备可比性。为此，同期电压必须满足下述条件：§6.2.1

同期电压的引入通常采用电压互感器二次侧接地的B相作为公共点。⑵.同期点两侧对应相的电压，在满足同期条件时不应该存在相位差。

可以通过转角变压器对一侧电压进行移相。第22页/共93页右图为准同期系统中的交流电压回路图中有关同期电压引入部分的接线图图中蓝色部分为一次接线图第23页/共93页下面以1QF同期并网为例对同期电压的引入进行介绍第24页/共93页将1＃发电机断路器1QF对应同期开关1SAS切换至“投入”位置第25页/共93页1SAS的这些触点接通第26页/共93页反映待并侧电压的二次电压从1TV的二次侧引接到同期小母线第27页/共93页A相通路反映待并侧A相的二次电压引至小母线WTAa第28页/共93页C相通路反映待并侧C相的二次电压引至小母线WTAc第29页/共93页B相通路反映待并侧B相的二次电压引至小母线WVBb第30页/共93页反映系统侧电压的二次电压从3TV的二次侧引接到同期小母线第31页/共93页A相通路反映系统侧A相的二次电压引至小母线WOS’a第32页/共93页B相通路反映系统侧B相的二次电压引至小母线WVBb第33页/共93页说明：①.若要通过其他同期点(如1＃主变高压侧断路器2QF)进行同期并列操作，则将该同期点对应的同期开关切换至“投入”位置，该同期点的待并侧和系统侧的电压就会分别引入对应的同期电压小母线上。

②.为了确保同期电压小母线上只可能有一个同期点对应的电压，全厂或全站所有的同期开关共用一个操作手柄。操作手柄只有在同期开关处于“退出”位置时才能拔出。§6.2

准同期系统的交流电压回路第34页/共93页§6.2.2

同期电压的转换

当作为待并侧和系统侧同期电压测量的两组电压互感器的一次侧电压存在固定的相角差(如两组电压互感器分别接在采用Y/△－11接线方式的主变压器的高、低压侧的情况)时，必须将其中一组电压互感器的二次侧电压进行移相，以使两侧电压相位一致。同期系统中同期电压的移相是利用转角变压器实现。第35页/共93页为了减少设备，节省投资，下图中1QF和2QF的同期电压都取自1TV和3TV。第36页/共93页

1TV和3TV对应相电压的相位相差30度，图中是利用转角变压器TR将1TV的二次侧电压移相30度。第37页/共93页右图为准同期系统中交流电压回路图中有关同期电压转换部分的接线图第38页/共93页转角变TR的一次侧电压取自待并侧电压互感器的二次侧电压第39页/共93页转角变TR经移相后的二次侧电压送往待并侧同期电压小母线，供准同期装置使用第40页/共93页§6.3

手动准同期系统手动准同期系统中，判断是否满足准同期条件，执行实现准同期条件的操作和断路器合闸命令的发出均由操作人员人工完成。手动准同期系统只是显示同期电压、频率和相位（或显示比较后的结果），供操作人员判断。第41页/共93页

手动准同期系统的核心部分是同期检测装置。

§6.3.1

手动准同期检测装置⑴.作用显示同期点两侧同期电压、频率和相位差(或电压差、频率差和相位差)，供操作人员判断是否满足同期条件，捕捉同期时刻。⑵.分类

手动准同期检测装置有两种形式：同期小屏和组合式同期表。

§6.3

手动准同期系统第42页/共93页1、同期小屏⑴.结构

同期小屏上装有五只测量仪表：两只电压表、两只频率表和一只同期表。两只电压表和两只频率表分别显示待并系统与运行系统的电压和频率；同期表指示同期位置。

⑵.说明不再采用。(小水电站尚有使用)§6.3

手动准同期系统第43页/共93页2、组合式同期表⑴.特点和同期小屏显示电压和频率不同，组合式同期表显示电压差和频率差，便于操作人员进行同期条件的判断。§6.3

手动准同期系统

常用的组合式同期表为MZ-10型组合式同期表。⑵.分类三相式和单相式（两者外形完全相同）第44页/共93页⑶.结构

MZ－10型组合式同期表内部有三只表计：频率差表、电压差表和同期表。§6.3

手动准同期系统右图为MZ-10型组合式同期表正面图第45页/共93页频率差表用于显示同期点两侧频率差指针偏向“+”一侧，表示待并侧频率高于系统侧指针偏向“－”一侧，表示待并侧频率低于系统侧第46页/共93页电压差表用于显示同期点两侧电压差指针偏向“+”一侧，表示待并侧电压高于系统侧指针偏向“－”一侧，表示待并侧电压低于系统侧第47页/共93页同期表用于指示同期点(也能反映两侧频率的高低)指针顺时针旋转，表示待并侧频率高于系统侧指针逆时针旋转，表示待并侧频率低于系统侧第48页/共93页下图为MZ-10型组合式同期表端子图第49页/共93页B、B0和B0’表后直接连接在一起第50页/共93页接入待并侧同期电压接入系统侧同期电压第51页/共93页3、MZ-10型组合式同期表外部接线§6.3

手动准同期系统引入MZ-10型组合式同期表的同期电压都通过手动准同期开关SSM1接入。手动准同期开关SSM1具有“退出”、“粗略”和“精确”三个位置。第52页/共93页MZ-10型组合式同期表外部接线如右图所示点划线框内为非同期闭锁电路和集中同期按钮第53页/共93页4、MZ-10型同期表的工作过程§6.3

手动准同期系统

MZ-10型同期表具有“退出”、“粗略”和“精确”三个工作状态。处于哪个工作状态由手动准同期开关SSM1控制。第54页/共93页⑴.“退出”状态当手动准同期开关SSM1切换至“退出”位置时，SSM1所有触点都处于“断开”状态。没有电压引入同期表，同期表处于“退出”状态第55页/共93页⑵.“粗略”状态当手动准同期开关SSM1切换至“粗略”位置时，它的这些触点接通。第56页/共93页该端子引入待并侧A相电压WSTa(A610)SSM1触点4SSM1触点3(A611)MZ-10端子A第57页/共93页该端子引入待并侧C相电压WSTc(C610)SSM1触点12SSM1触点11(C611)MZ-10端子C第58页/共93页该端子引入系统侧A相电压WOS’a(A620)SSM1触点16SSM1触点15MZ-10端子A0第59页/共93页这些端子引入公共点B相电压WVBb(B600)SSM1触点8SSM1触点7(B601)MZ-10端子B,B0,

B’0第60页/共93页§6.3

手动准同期系统

MZ-10型组合式同期表除了A0’端子没有引入电压外，其他端子都引入了相应的同期电压。同期表进入“粗略”工作状态，频率差表和电压差表开始工作，帮助操作人员分析是否符合同期条件，并作出相应的调节。在“粗略”工作状态下，组合式同期表中的同期表没有工作。还不能进行同期并网操作。第61页/共93页⑶.“精确”状态当手动准同期开关SSM1切换至“精确”位置时，它的这些触点接通。第62页/共93页该端子引入待并侧A相电压WSTa(A610)SSM1触点2SSM1触点1(A611)MZ-10端子A第63页/共93页该端子引入待并侧C相电压WSTc(C610)SSM1触点10SSM1触点9(C611)MZ-10端子C第64页/共93页这两端子引入系统侧A相电压WOS’a(A620)SSM1触点14SSM1触点13MZ-10端子A0,A0’第65页/共93页这些端子引入公共点B相电压WVBb(B600)SSM1触点6SSM1触点5(B601)MZ-10端子B,B0,

B’0第66页/共93页§6.3

手动准同期系统

MZ-10型组合式同期表所有端子都引入了相应的同期电压。组合式同期表进入“精确”工作状态，除了频率差表和电压差表工作外，同期表S也投入工作。操作人员对电压、频率进行精确调节，根据同期表S的指示，捕捉同期时刻发出合闸脉冲。

MZ-10型组合式同期表必须在完成“粗略”状态下的调节后，才能进入“精确”状态下的调节。第67页/共93页§6.3.2

非同期闭锁§6.3

手动准同期系统

手动准同期系统工作过程中，电压和频率的调节，合闸命令的发送，都是由电气运行人员人工进行的，难免会产生误操作。为了防止因误操作导致非同期并列的发生，手动准同期系统中应设置了非同期闭锁部分。非同期闭锁电路由同期检查继电器KSY和手动准同期解除开关SSM组成。第68页/共93页非同期闭锁部分接线图第69页/共93页同期点断路器的合闸回路中含有同期合闸小母线1WSC和2WSC，只有当1WSC与2WSC间的电路接通时，才能对断路器进行合闸操作。第70页/共93页1WSC与2WSC间的电路只有当SSM1的触点25-26和同期检查继电器KSY的动断触头都接通时，1WSC与2WSC间的电路才接通第71页/共93页SSM1的触点25-26只有在SSM1处于“精确”位置时才接通，保证了合闸操作只有在MZ-10处于“精确”状态时才可能进行第72页/共93页KSY的的动断触头只有在同期点两侧电压满足准同期条件时才接通，保证了合闸操作只有在满足准同期条件时才能进行第73页/共93页§6.3.3

同期点断路器的合闸回路§6.3

手动准同期系统同期点断路器的合闸回路如下图所示第74页/共93页与一般的断路器合闸回路不同的是：增加了这部分内容第75页/共93页同期合闸小母线1W