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电力系统 自动装置原理 第二章 同步发电机的自动并列。 上海交通大学 电气工程系 主要内容 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 2. 准同期自动并列装置的实现原理 3. 频差调节的方法 4. 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 发电机合闸时，冲击电流应尽可能小（小于允许值） 发电机合闸后，应尽快拉入同步 概 述 SE G ~ ~ QF 概 述 发电机的并列方法 准同期并列：严格按照发电机理想并列条件进行并列。 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。 发电机G电压 系统电压 两者的电压差称为滑差电压 概 述 发电机准同期并列条件的分析 ~ A B QF 0 QF 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 述 频率差——脉动电压的表现形式 设 ，电压的幅值相等。 概 述 脉动电压幅值 滑差频率 脉动周期 概 述 相量图 波形图 准同期并列的基本原理 脉动电压分析 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。 可采用两种方式 恒定越前相角准同期 恒定越前时间准同期 准同期并列的基本原理 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 电压差控制单元 合闸信号控制单元 半自动 全自动 准同期并列的基本原理 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 。 最佳滑差角频率 过零后合闸 过零时合闸 过零前合闸 准同期并列的基本原理 恒定越前时间准同期 提前量信号取恒定时间 3 s w 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。 所以，还是要限制 准同期并列的基本原理 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：f1＝50＋0.1cost Hz，f2=50+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。 准同期并列的基本原理 提示： 合闸相角差表达式为： 先不考虑提前量，则有： 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，5.4769秒，等等。 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 装置的控制逻辑 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 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 并列的检测信号 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 采用三角波（线性）的整步电压。不考虑电压差，只考虑相角差。精度较好。 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 自动并列装置的工作原理 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。 计算公式： 三角形上升边 三角形下降边 准同期并列的基本原理 装置内部控制和算法 最佳合闸相角 发出合闸信号的条件： 有可能错过合闸时刻。 恒定 等速变化 准同期并列的基本原理 频差检测