工学电力系统自动化第二章1课件

第二章同步发电机的自动并列一．概述二．准同期并列的基本原理三．自动并列装置的工作原理四．频率差与电压差的调整五．微机型(数字型)并列装置的组成1一．概述并列操作的意义

电力系统运行中，任一母线电压瞬时值可表示为:同步发电机组并列时遵循如下的原则：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１～２倍的额定电流。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。—电压幅值

—电压的角速度

—初相角

式中

2准同期并列

图1-1准同期并列(a)电路示意；(b)相量图；(c)等值电路 × 待并发电机组加励磁电流，其端电压G，调节G的状态参数使之符合并列条件。理想条件为：

频率相等

电压幅值相等相角差为零三个条件很难同时满足

3电压幅值差

①频率=②相角差③电压幅值不等：则冲击电流最大值为：等于零；

图2-2准同期条件分析(a)=0；(b)≠0

、—发电机电压、电网电压有效值；

—发电机直轴次暂态电抗

4可见，冲击电流主要为无功冲击电流。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1～2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，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5～10％。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。5合闸相角差

②电压幅值①频率=③相角差不等：则冲击电流最大值为：等于零；—系统电压有效值；

—发电机交轴次暂态电抗。

可见，由电压相角差产生的冲击电流主要为有功冲击电流，说明发电机立刻与电网交换有功功率，使机组联轴受到突然冲击。6频率不相等

频差：

电角速度之差称为滑差角速度，简称滑差：滑差周期为：

可见，频差、滑差和滑差周期都可以用来确定地表示待并发电机与系统之间频率差的大小。滑差大，则滑差周期短；滑差小，则滑差周期长。在有滑差的情况下，将机组投入电网，需要经过一段加速或减速的过程，才能使机组与系统在频率上“同步”。加速或减速力矩会对机组造成冲击。显然，滑差越大，并列时的冲击就越大，因而应该严格限制并列时的允许滑差。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10～16s之间

7频率不相等对待并发电机组暂态过程的影响待并发电机组进入同步运行的暂态过程示意图。

8自同期并列

自同期并列操作是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网频率，滑差角速度且机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器DL接着立刻合上励磁开关，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。自同期并列最突出优点是控制操作非常简单，限于当时控制技术水平，在电力系统发生事故、频率波动较大的情况下，应用自同期并列可以迅速把备用机组投入电网运行，所以曾一度广泛应用于水轮发电机组，作为处理系统事故的重要措施之一。

9自同期并列方式不能用于两个系统间的并列操作。同时应该看到当发电机用自同期方式投入电网时，在投入瞬间，未经励磁的发电机接入电网，相当于电网经发电机次暂态电抗短路，因而不可避免地要引起冲击电流。当机组一定时，自同期并列的冲击电流主要决定于系统的情况，即决定于系统电压和系统电抗。自同期时发电机的端电压值与冲击电流成正比。另外，必须指出：发电机母线电压瞬时下降对其它用电设备的正常工作将产生影响，为此也需受到限制，所以自同期并列方法现已很少采用。10第二节准同期并列的基本原理脉动电压与两电压幅值相等

==0设初始角

并应用和差化积公式得：令为脉动电压的幅值，则

1112与两电压幅值不相等

当时，当时，为两电压幅值和。为两电压幅值差；xGUU-13自动准同期装置

图2-8自动准同期并列装置组成

14准同期并列合闸信号的控制逻辑图2-9准同期并列合闸信号控制逻辑结构图

恒定越前相角准同期并列恒定越前时间准同期并列图2-11恒定越前时间原理 15恒定越前时间并列装置的整定计算越前时间允许电压差允许电压差值一般定为（0.1~0.15）UN允许滑差角频率为发电机组的允许合闸相角，其决定于发电机的最大冲击电流值。16第三节自动并列装置的工作原理装置的控制逻辑时间配合并列的检测信号整步电压正弦型整步电压线性整步电压17恒定越前时间恒定越前时间部分

恒定越前时间电平检测器原理示意图

恒定越前相角电平检测器工作原理图

18滑差大小检测利用比较恒定越前时间电平检测器和恒定越前相角电平检测器的动作次序来实现滑差大小的检查。当

时，

当当时，

时，

19电压差检测由于线性整步电压不载有并列电两侧电压幅值的信息，所以就无法作为电压差的检测。电压差检测可直接用两电压的幅值进行比较。合闸信号控制逻辑合闸控制逻辑框图

20频差控制滑差方向的检测原理

滑差方向的检测原理图

21压差控制

电压差控制单元的任务是在并列操作过程中，自动调节待并发电机的电压，使电压差条件符合并列的要求。它的构成框图与频率差控制的相似。由电压差方向测量环节和脉冲展宽电路组成。22图2-26数字式并列装置硬件框图2324错过合闸时机的情况

2526R104R106BG102输出R108R109R112BG103+12V1YBR101D101D105D102BG101+40VR107C1022YBR102D104D103D106D107D108D109D101R113+55VR1030V线性整步电压形成电路27图2-18全波线性整步电压

28C112BG106BG107R120R115R118R119R117R122R121BG108D110D111UBG105e+40V+12V0V恒定越前时间获得电路

29合闸部分30均频部分31经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow