绪论及同步发电机自动并列装置

1、1.整步电压整步电压包含同步条件信息量的电压称为包含同步条件信息量的电压称为整步电压整步电压2.正弦整步电压的特点：正弦整步电压的特点：三条三条3.线性整步电压的特点线性整步电压的特点（1 1）线性整步电压包含了相角差信息量；）线性整步电压包含了相角差信息量；（2 2）线性整步电压的斜率与频差绝对值成正比；）线性整步电压的斜率与频差绝对值成正比；（3 3）线性整步电压波形和顶值电压与）线性整步电压波形和顶值电压与u usyssys和和u ug g的幅值无关，的幅值无关，不包含压差信息。不包含压差信息。4.导前时间脉冲导前时间脉冲自动准同步装置在压差、频差符合要求时，应在导前自动准同步装置在压差

2、、频差符合要求时，应在导前=0的固定时间发出与当前压差、频差大小无关的合闸脉冲，的固定时间发出与当前压差、频差大小无关的合闸脉冲，即恒定导前时间脉冲。即恒定导前时间脉冲。5.频差大小检查方法的比较频差大小检查方法的比较（2）2016.5.16提问提问（1）2014.5.14提问提问1、发电机准同步并列的理想条件是什么？、发电机准同步并列的理想条件是什么？2、发电机准同步并列的实际条件是什么？、发电机准同步并列的实际条件是什么？发电机电压和系统侧电压同时满足三个条件：发电机电压和系统侧电压同时满足三个条件： 幅值相等，频率相等，相位相同幅值相等，频率相等，相位相同电压幅值差不应超过额定电压的电压

3、幅值差不应超过额定电压的5%10%；相位差应接近零，不应大于相位差应接近零，不应大于5；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%。3 3、发电机同步并列的方法有哪些？、发电机同步并列的方法有哪些？如何实现的？有什么优缺点？如何实现的？有什么优缺点？4 4、同步点、同步点 在发电厂和变电站中，两侧在发电厂和变电站中，两侧均有电源可以进行并列的断路器均有电源可以进行并列的断路器称为同步点。称为同步点。2014.5.14提问提问第三次作业：（第三次作业：（2014.5.16） 1、数字式并列装置的主要特点、数字式并列装置的主要特点 。2、数字式并列装置软硬件组成。、数字式并列

4、装置软硬件组成。电力系统自动装置第一章 绪 论第一讲第一讲随着经济建设的发展，电力系统向着随着经济建设的发展，电力系统向着高电压、大机组、现高电压、大机组、现代化大电网代化大电网发展，系统运行方式的变化越来越频繁，对电发展，系统运行方式的变化越来越频繁，对电力系统的运行提出了更高的要求。力系统的运行提出了更高的要求。 问题就出现了：问题就出现了：如何保证电力系统的安全稳定运行，保证如何保证电力系统的安全稳定运行，保证提供不间断、高质量的电能呢？提供不间断、高质量的电能呢？ 电力系统自动装置要研究的问题电力系统自动装置要研究的问题，当然这个问题不是，当然这个问题不是这一门课程就能解决的，我们这门

5、课程也只是解决其中的这一门课程就能解决的，我们这门课程也只是解决其中的一部分问题。一部分问题。 从电力系统及其运行特点出发，看一下这门课程的主要内容。从电力系统及其运行特点出发，看一下这门课程的主要内容。 电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户 动力系统=电力系统+动力装置 电力网=变压+输电线路+用户第一章 绪 论 易于将其它形式的能转化为电能易于将其它形式的能转化为电能 便于远距离输送（输电线路、电缆）便于远距离输送（输电线路、电缆） 电能集中，分配自由电能集中，分配自由 速度快（速度快（3030万万km/skm/s），能量大，能做到约时停送电），能量大，能做到约时停送电缺点：不能储存缺

6、点：不能储存 因此，电力系统运行中发生的问题，如处理不及时或不正确，将影响电力系统正常运行，甚至造成大面积的停电，或对重要用户长时间中断供电。 因此，电力系统中的局部故障，如处理不当，会影响整个电力系统的安全运行。 3)3)电力系统运行的过渡过程非常短暂电力系统运行的过渡过程非常短暂。 电力系统中各元件的投、切和电能输送过程电力系统中各元件的投、切和电能输送过程几乎都在一瞬间进行，即电力系统从一种运几乎都在一瞬间进行，即电力系统从一种运行方式过渡到另一种运行方式的过渡过程非行方式过渡到另一种运行方式的过渡过程非常短暂、因此电力系统的运行，要求具有较常短暂、因此电力系统的运行，要求具有较高的自动

7、化程度，需要继电保护、自动装置高的自动化程度，需要继电保护、自动装置的投入，实施实时监控。的投入，实施实时监控。事故分析举例山西电网7.20事故 19991999年年7 7月月2020日日8 8时时5454分，山西省太原供电局所辖新分，山西省太原供电局所辖新店变电站发生了一起由于变压器店变电站发生了一起由于变压器10kv10kv侧短路而引发侧短路而引发的全站停电事故，变电站主控室着火，烧毁了的全站停电事故，变电站主控室着火，烧毁了1 1号主号主变压器等设备，由于全站直流消失，站内保护装置变压器等设备，由于全站直流消失，站内保护装置拒动，造成事故扩大，先后有拒动，造成事故扩大，先后有1 1条条1

8、10kv110kv线路、线路、6 6条条220kv220kv线路线路,8,8台发电机组等掉闸，殃及山西电网并台发电机组等掉闸，殃及山西电网并波及到华北主网波及到华北主网 。事故分析如下：事故分析如下： 根据事故现场和所收集的故障录根据事故现场和所收集的故障录波报告，可以确认：此次事故是由波报告，可以确认：此次事故是由低压侧引起，经中压侧到高压侧低压侧引起，经中压侧到高压侧（10kv-110kv-220kv10kv-110kv-220kv）、由单相到）、由单相到相间，最后到三相故障逐步发展起相间，最后到三相故障逐步发展起来。来。 1) 1)一次设备一次设备 直接产生、输送、分配和使用电能的设备，

9、均称为直接产生、输送、分配和使用电能的设备，均称为一次设备，如发电机、开关电器、电力线路等，主要包一次设备，如发电机、开关电器、电力线路等，主要包括以下几个方面括以下几个方面: :(1) (1) 生产和转换电能的设备。生产和转换电能的设备。 如变压器，电动机，发电机等。如变压器，电动机，发电机等。(2) (2) 接通和断开电路的开关设备。如高低压断路器、接触接通和断开电路的开关设备。如高低压断路器、接触器、熔断器、负荷开关、隔离开关、磁力启动器等。器、熔断器、负荷开关、隔离开关、磁力启动器等。 (3) (3) 限制短路电流或过电压的设备。如电抗器、避雷器等限制短路电流或过电压的设备。如电抗器、

10、避雷器等 (4) (4) 载流导体。如传输电能的软、硬导体及电缆等。载流导体。如传输电能的软、硬导体及电缆等。 (5) (5) 接地装置。接地装置。 2)2)二次设备二次设备 对一次设备和系统的运行状况进行测量、对一次设备和系统的运行状况进行测量、控制、保护和监察的设备统称为二次设备。控制、保护和监察的设备统称为二次设备。二次设备包括：二次设备包括：(1)(1)互感器。互感器。如电压互感器、电流互感器等，将一次如电压互感器、电流互感器等，将一次系统的高电压、大电流转换成低电压、小电流，系统的高电压、大电流转换成低电压、小电流，向继电保护装置和测量仪表供电。向继电保护装置和测量仪表供电。(2)(

11、2)测量表计。测量表计。如电压表、电流丧、功率表、电能如电压表、电流丧、功率表、电能表等，用于测量电路中的电气参数。表等，用于测量电路中的电气参数。(3)(3)继电保护和继电保护和自动装置自动装置。如各种继电器、自动装。如各种继电器、自动装置等，用于监视一次系统的运行状况，迅速反置等，用于监视一次系统的运行状况，迅速反应异常和事故，然后作用于断路器，进行保护应异常和事故，然后作用于断路器，进行保护控制。控制。(4)(4)操作电器。操作电器。如各类型的操作开关、按钮等实现如各类型的操作开关、按钮等实现对电路的操作控制。对电路的操作控制。 (5)(5)直流电源设备。直流电源设备。如蓄电池组、直流发

12、电机、如蓄电池组、直流发电机、硅整流装置等，供给控制、保护用的直流电源硅整流装置等，供给控制、保护用的直流电源及厂用直流负荷和事故照明用电等。及厂用直流负荷和事故照明用电等。 3) 3)二次设备发展方向二次设备发展方向 随着现代科学技术的发展，电气二次随着现代科学技术的发展，电气二次设备系统不断吸收和使用新技术，正设备系统不断吸收和使用新技术，正在向在向弱电化弱电化、选线化选线化、远动化远动化和和电子电子化化发展。发展。 所谓所谓弱电化弱电化，就是在控制、信号、保护和监测设备，就是在控制、信号、保护和监测设备中以低电压，弱电流中以低电压，弱电流( (例如直流操作电压为例如直流操作电压为2424

13、、4848、60v60v，电压互感器二次额定电压为，电压互感器二次额定电压为50v50v，电流互感，电流互感器二次额定电流为器二次额定电流为0.5a0.5a等等) )来代替原来一般的强电来代替原来一般的强电式电压和电流式电压和电流( (直流操作电压为直流操作电压为110v110v、220v220v，电压，电压互感器二次侧额定电压为互感器二次侧额定电压为l00vl00v，电流互感器二次，电流互感器二次侧额定电流为侧额定电流为5a)5a)。这样，就。这样，就可以降低对控制、保可以降低对控制、保护、信号和监测设备的绝缘要求，相应地缩小它们护、信号和监测设备的绝缘要求，相应地缩小它们的体积，同时也可采

14、用截面较小的弱电控制电缆，的体积，同时也可采用截面较小的弱电控制电缆，这对节省有色金属，减小控制尺寸，缩小控制面积这对节省有色金属，减小控制尺寸，缩小控制面积和方便运行控制操作等都带来好处。和方便运行控制操作等都带来好处。所谓所谓选线化选线化，就是以一个控制开关通过切换，就是以一个控制开关通过切换开关有选择地操作若干个被控对象或对若开关有选择地操作若干个被控对象或对若干个被控对象进行分组操作的方法。也可干个被控对象进行分组操作的方法。也可进一步采用与自动电话相类似的拨号选线进一步采用与自动电话相类似的拨号选线技术，以便在控制台上用少量的操作设备技术，以便在控制台上用少量的操作设备去控制较多的被

15、控对象，或用少量监测设去控制较多的被控对象，或用少量监测设备来监测较多回路的电气参数。备来监测较多回路的电气参数。前者被称前者被称为选线控制，简称选控；后者被称为选线为选线控制，简称选控；后者被称为选线监测简称选测监测简称选测。 所谓所谓远动化远动化，就是电气设备的远距离监测和，就是电气设备的远距离监测和控制技术，一般也可称为遥测、遥信、遥控制技术，一般也可称为遥测、遥信、遥调和遥控技术。远动化采用有线通信和无调和遥控技术。远动化采用有线通信和无线通信线通信( (例如载波、微波等例如载波、微波等) )大大地扩充了大大地扩充了传送信息的数量和传输距离，它使变电所、传送信息的数量和传输距离，它使变

16、电所、水电站无人值班成为可能，水电站无人值班成为可能，是实现电力系是实现电力系统调度自动化统调度自动化 的基础。的基础。所谓所谓电子化电子化，就是采用新电子技术和各，就是采用新电子技术和各种无触点元件，提高二次设备动作的种无触点元件，提高二次设备动作的灵敏性和可靠性，这也是采用计算机灵敏性和可靠性，这也是采用计算机技术为基础技术为基础把以微型计算机为中心把以微型计算机为中心的发电厂综合自动化推进到一个崭新的发电厂综合自动化推进到一个崭新的阶段的阶段。 1 1）故障）故障 电力系统在运行中，可能出现各种故障和不正常运行状电力系统在运行中，可能出现各种故障和不正常运行状态。最常见同时也是最危险的故

17、障是各种类型的短态。最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路，其中包括路，其中包括相间短路和接地短路相间短路和接地短路。此外，还有。此外，还有输输电线路断线，旋转电机、变压器同一相绕组的匝间电线路断线，旋转电机、变压器同一相绕组的匝间短路等短路等，以及由上述几种故障组合而成的复杂故障。，以及由上述几种故障组合而成的复杂故障。 电力系统中发生短路故障时，可能产生下列严重后果电力系统中发生短路故障时，可能产生下列严重后果: : (1) (1)数值较大的短路电流通过故障点时，引燃电弧，使故障设备数值较大的短路电流通过故障点时，引燃电弧，使故障设备损坏或烧毁。损坏或烧毁。 (2)(2)短路电流通过非

18、故障设备时，产生发热和电动力使其绝缘短路电流通过非故障设备时，产生发热和电动力使其绝缘遭受到破坏或缩短设备使用年限。遭受到破坏或缩短设备使用年限。 (3)(3)电力系统中部分地区电压值大幅度下降，将破坏电能用户正电力系统中部分地区电压值大幅度下降，将破坏电能用户正常工作或影响产品质量。常工作或影响产品质量。 (4)(4)破坏电力系统中各发电厂之间并联运行稳定性、使系统发生破坏电力系统中各发电厂之间并联运行稳定性、使系统发生振荡，从而使事故扩大，甚至使整个电力系统瓦解。振荡，从而使事故扩大，甚至使整个电力系统瓦解。2 2）不正常运行状态）不正常运行状态 电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏时，但

19、没有发生电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏时，但没有发生故障，这种情况属于故障，这种情况属于不正常工作状态不正常工作状态。例如，因负荷超。例如，因负荷超过供电设备的额定值引起的电流升高、称为过负荷，就过供电设备的额定值引起的电流升高、称为过负荷，就是一种常见的不正常工作状态。在过负荷时使电气元是一种常见的不正常工作状态。在过负荷时使电气元件载流部分和绝缘材料温度升高而过热，加速绝缘材料件载流部分和绝缘材料温度升高而过热，加速绝缘材料老化和损坏老化和损坏并有可能发展成故障。并有可能发展成故障。此外，系统中出现此外，系统中出现有功功率缺额而引起的频率降低、发电机突然甩负荷而有功功率缺额而引起的频

20、率降低、发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统振荡等，都属于不正常运产生的过电压，以及电力系统振荡等，都属于不正常运行状态。行状态。3 3）事故）事故 电力系统中发生不正常运行状态和故障时，都可电力系统中发生不正常运行状态和故障时，都可能引起系统事故。能引起系统事故。事故是指系统或其中一部分的正常事故是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的程度，甚至造成人身伤亡和电气设备损到不能容许的程度，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏坏。 系统事故的发生，除系统事故的发生，除自然条件的因素自然条件的因素( (如遭

21、受雷击如遭受雷击等等) )以外，以外，一般都是由设备制造的缺陷、设计和安装的一般都是由设备制造的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当引起的错误、检修质量不高或运行维护不当引起的；因此，；因此，应提高设计和运行水平，并提高制造与安装质量这应提高设计和运行水平，并提高制造与安装质量这样可大大减少事故发生的几率。样可大大减少事故发生的几率。 但是不可能完全避免系统故障和不正常运行状但是不可能完全避免系统故障和不正常运行状态的发生，故障一旦发生，故障量将以近似于态的发生，故障一旦发生，故障量将以近似于光速影响其他非故障设备，光速影响其他非故障设备，甚至引起新的故障。甚至引起新的故障。为防

22、止系统事故扩大，保证非故障部分仍能可为防止系统事故扩大，保证非故障部分仍能可靠地供电，并维持电力系统运行的稳定性，要靠地供电，并维持电力系统运行的稳定性，要求迅速有选择性地切除故障元件。求迅速有选择性地切除故障元件。切除故障的切除故障的时间有时要求短到十分之几秒到百分之几秒、时间有时要求短到十分之几秒到百分之几秒、显然，在这样短的时间内，由运行人员发现故显然，在这样短的时间内，由运行人员发现故障设备，并将故障设备切除是不可能的。只有障设备，并将故障设备切除是不可能的。只有借助于安装在每个电气设备上的借助于安装在每个电气设备上的自动装置自动装置，才，才能实现。能实现。： 大容量大容量 超高压超高

23、压 远距离远距离目前，我国电力工业已开始进入目前，我国电力工业已开始进入“大机组大机组”、“大电网大电网”、“超高压超高压”、“高自动化高自动化”的的发展新阶段。发展新阶段。w科技水平不断提高科技水平不断提高, ,调度自动化、光纤通信、调度自动化、光纤通信、计算机控制等高新技术，已在电力系统中得计算机控制等高新技术，已在电力系统中得到了广泛应用到了广泛应用。 1 1 电力系统自动化的主要任务有：电力系统自动化的主要任务有：（1 1）保证电能质量。）保证电能质量。（2 2）提高系统运行安全性。）提高系统运行安全性。（3 3）提高事故处理能力。）提高事故处理能力。（4 4）提高系统运行经济性。）提

24、高系统运行经济性。2 电力系统自动化技术包括两方面的内容：电力系统自动化技术包括两方面的内容：一是电力系统自动装置一是电力系统自动装置二是电力系统调度自动化，二是电力系统调度自动化，也就是电力系统实也就是电力系统实时调度。时调度。3 电力系统自动装置的内容和作用备用电源和备用设备自动投入输电线路自动重合闸自动调节励磁装置按频率自动减负荷装置自动并列装置故障录波装置和保护配合提高供电可靠性保证电能质量、提高系统经济运行减轻运行人员的劳动强度自动记录故障过程，以利于分析处理事故4 4 电力系统自动化技术的发展电力系统自动化技术的发展 我国电力系统自动化在我国电力系统自动化在50年代前几乎是空白年代

25、前几乎是空白。50年代年代后，随着计算机技术和数字通信技术的发展，电力系后，随着计算机技术和数字通信技术的发展，电力系统自动化技术也得到了很快的发展，通过计算机不但统自动化技术也得到了很快的发展，通过计算机不但能够实现复杂的调节和控制，而且使大量运行数据和能够实现复杂的调节和控制，而且使大量运行数据和信息处理实现实时化。近年由于控制理论、信息论等信息处理实现实时化。近年由于控制理论、信息论等方面的成就，大规模、超大规模集成电子器件不断推方面的成就，大规模、超大规模集成电子器件不断推出，世界上已经有许多国家和地区电力系统应用了先出，世界上已经有许多国家和地区电力系统应用了先进的自动化系统，我国也

26、这领域的研究和实践也取得进的自动化系统，我国也这领域的研究和实践也取得了进展，各种自动装置正在实现了进展，各种自动装置正在实现微机化微机化，电力系统的，电力系统的综合自动化水平在不断提高。综合自动化水平在不断提高。 本课程要掌握的内容：本课程要掌握的内容： 同步发电机的自动并列装置同步发电机的自动并列装置 同步发电机的自动调节励磁装置同步发电机的自动调节励磁装置 输电线路的自动重合闸输电线路的自动重合闸 备用电源和备用设备的自动投入装置备用电源和备用设备的自动投入装置 按频率自动减负荷装置按频率自动减负荷装置1课程的性质与任务 本课程的任务是：使学生们掌握电力系统自动装置的工作原理、接线方式、

27、配置原理和使用方法，了解自动装置的整定原则，熟悉自动装置的原理图，使同学们具备本专业高素质劳动者和中、高级专门人才所必需的基本知识和基本技能，全面提高学生素质，从事本专业技术工作打下基础。三 教学要求2 课程的学习目的课程的学习目的 通过本课程的学习，使同学们了解电力系统自动化、电通过本课程的学习，使同学们了解电力系统自动化、电力系统自动装置的重要意义，掌握电力系统中常用自力系统自动装置的重要意义，掌握电力系统中常用自动装置的作用、构成、工作原理、性能、运行特性以动装置的作用、构成、工作原理、性能、运行特性以及有关参数的整定计算，了解电力系统中常用的自动及有关参数的整定计算，了解电力系统中常用

28、的自动装置的发展现状及趋势。同时通过掌握电力系统自动装置的发展现状及趋势。同时通过掌握电力系统自动装置的分析方法、基本原理与特点，深化对装置的理装置的分析方法、基本原理与特点，深化对装置的理解，培养一定的分析问题和解决问题的能力，为从事解，培养一定的分析问题和解决问题的能力，为从事电力系统自动化及自动装置的调试、管理、开发与研电力系统自动化及自动装置的调试、管理、开发与研究等工作打下必要的基础。究等工作打下必要的基础。3 课程学习课程学习学习本科的先修课程有：学习本科的先修课程有：电路原理、电机学、电路原理、电机学、电子技术、电力系统分析、发电厂电气部分、电子技术、电力系统分析、发电厂电气部分

29、、电力系统继电保护电力系统继电保护等。等。本专业的另一门主要课程本专业的另一门主要课程继电保护也属于继电保护也属于安全自动装置的范畴，虽然已经独立成为一门安全自动装置的范畴，虽然已经独立成为一门课程，但与本课程之间存在联系。并且，这课程，但与本课程之间存在联系。并且，这 两两门课程在有些章节考虑问题和分析问题的方法门课程在有些章节考虑问题和分析问题的方法是相似的，如：继电保护整定计算的方法和思是相似的，如：继电保护整定计算的方法和思路同样适用自动装置等。所以，在学习本课程路同样适用自动装置等。所以，在学习本课程时，应该具备必须的继电保护知识，并且两门时，应该具备必须的继电保护知识，并且两门课程

30、的学习不应脱节。课程的学习不应脱节。 4 学习要求能按时上课、按时完成作业；提倡课前预习课后复习能按时上课、按时完成作业；提倡课前预习课后复习每节课前会提问大家几个上节课的概念或者重点内容，每节课前会提问大家几个上节课的概念或者重点内容，计入平时成绩；计入平时成绩；对老师的教学和本门课的学习有什么意见或者是建议对老师的教学和本门课的学习有什么意见或者是建议可以反馈给我。办公楼可以反馈给我。办公楼401401电力实训教研室电力实训教研室 成绩评定：该门课程成绩按以下比例评定，考勤成绩评定：该门课程成绩按以下比例评定，考勤10%10%，实验实验15%15%，平时作业，平时作业15%15%，期末考试

31、，期末考试60%60%。采用采用闭闭卷卷考试方式。考试方式。 第二章 同步发电机的自动并列装置第二讲2.1 概述概述2.2 准同步准同步2.3 同步条件检查同步条件检查2.4 数字式并列装置数字式并列装置第二章第二章 同步发电机的自动并列装置同步发电机的自动并列装置学习目的：学习目的：1 1、熟悉并掌握并列的一些基本概念；、熟悉并掌握并列的一些基本概念； 2 2、掌握准同步并列的实际条件及分析；、掌握准同步并列的实际条件及分析； 3 3、理解微机型自动准同步装置的原理，、理解微机型自动准同步装置的原理， 掌握其使用方法。掌握其使用方法。母线：母线：电网电压波动范围和国家规定频率范围标准：电网电

32、压波动范围和国家规定频率范围标准：正弦交流电的三要素：正弦交流电的三要素：母联：母联：母线母线是指在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备是指在变电所中各级电压配电装置的连接，以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接，大都采用和相应配电装置的连接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。这统称为母线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。母线的作用是汇集、分配和传送电能。在电力系统中，母线将配电装置中的各个载流分支回路连接在一起在电力系统中，母线将配电装置中的各个载流分支回路连接在一起.母线按外型和结构，大致分为以下三类：母线按外型和结构，大致

33、分为以下三类： 硬母线硬母线。包括矩形母线、槽形母线、。包括矩形母线、槽形母线、管形母线管形母线等。等。 软母线软母线。包括。包括铝绞线铝绞线、铜、铜绞线绞线、钢芯铝绞线钢芯铝绞线、扩径、扩径空心导线空心导线等。等。 封闭母线封闭母线。包括共相母线、分相母线等。包括共相母线、分相母线等。母联母联由单母线发展出分段母线，将母线从中间分开，分开处装设单母线发展出分段母线，将母线从中间分开，分开处装设可跳闸的母联断路器，满足供电可靠性的要求。可跳闸的母联断路器，满足供电可靠性的要求。在母联接线方式中，母联断路器是两条母线电气联系的纽带，在母联接线方式中，母联断路器是两条母线电气联系的纽带，一般情况下

34、母联断路器是合闸状态，即母线并列运行；一般情况下母联断路器是合闸状态，即母线并列运行；母联断路器是分闸状态，即母线分列运行。母联断路器是分闸状态，即母线分列运行。并列运行时，如果一段母线上发生故障，瞬时切除该端母线并列运行时，如果一段母线上发生故障，瞬时切除该端母线的所有元件，满足电流系统继电保护的所有元件，满足电流系统继电保护“速动性速动性”的要求，的要求，考虑不将故障波及另一条母线上，要求继电保护能够快考虑不将故障波及另一条母线上，要求继电保护能够快速跳开母联断路器，并列运行的两段母线解列运行，满速跳开母联断路器，并列运行的两段母线解列运行，满足电力系统继电保护足电力系统继电保护“选择性选

35、择性”的要求。的要求。 一种防误操作的闭锁装置,可有效地解决只用隔离开关作为变电所母线联络开关时,存在的该隔离开关与多台断路器之间无操作闭锁的问题。 2.1 概 述一、基本概念及并列操作的作用：一、基本概念及并列操作的作用：同步运行：同步运行：并列运行的同步发电机，其转子以相同的电角速度旋转，并列运行的同步发电机，其转子以相同的电角速度旋转，每个发电机转子的相对电角速度都在允许的极限值以内，称之为同每个发电机转子的相对电角速度都在允许的极限值以内，称之为同步运行。步运行。并列操作：并列操作：把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足并列

36、运行的条件下经开关操作与系统并列，这样的操作过程称为并并列运行的条件下经开关操作与系统并列，这样的操作过程称为并列操作。列操作。 （系统并列操作）（系统并列操作）并列操作不当的后果：并列操作不当的后果：并列过程如操作不当或误操作，将产生极大的并列过程如操作不当或误操作，将产生极大的冲击电流，破坏发电机，引起系统电压波动，甚至导致系统振荡，冲击电流，破坏发电机，引起系统电压波动，甚至导致系统振荡，破坏系统稳定运行。破坏系统稳定运行。解决方案：解决方案：进行并列操作，不仅能减轻运行人员的进行并列操作，不仅能减轻运行人员的劳动强度，也能提高系统运行的可靠性和稳定性。劳动强度，也能提高系统运行的可靠性

37、和稳定性。 发电机在并列合闸前已加发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机励磁，当发电机分别与并分别与并列点系统侧电压的幅值、列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完将发电机断路器合闸，完成并列操作。成并列操作。 将未加励磁、接近同步转将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在后给发电机加上励磁，在原动机转矩、同步力矩的原动机转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。完成并列操作。 冲击电流小冲击电流小 并列时间较长且操作复杂并列时间较长且操作复杂 冲击电流大冲击电流大

38、并列时间较短且操作简单并列时间较短且操作简单 2.1 概 述比较：准同步并列操作比较：准同步并列操作定义定义优点优点缺点缺点火力发电厂火力发电厂已不再采用自同步并列方式。已不再采用自同步并列方式。水电厂，水电厂，采用采用自同步并列自同步并列。 水轮发电机组采用自同步并列能以更快的速度并网发水轮发电机组采用自同步并列能以更快的速度并网发电，在规定的冲击电流限值下自同步并列并无损害，电，在规定的冲击电流限值下自同步并列并无损害，因此水电厂，特别在处理故障过程中，还采用自同步因此水电厂，特别在处理故障过程中，还采用自同步并列。并列。 自同步并列操作自同步并列操作 准同步并列分类：准同步并列分类： 按

39、自动化程度不同，准同步并列分为按自动化程度不同，准同步并列分为手动准同步、半自动准同手动准同步、半自动准同步和自动准同步步和自动准同步， 在发电厂变电所内，可以进行并列操作的断路器称为在发电厂变电所内，可以进行并列操作的断路器称为同步点同步点。每台每台发电机的断路器发电机的断路器都是同步点都是同步点，用以实现一台发电机的，用以实现一台发电机的并列操作；并列操作；母线联络断路器母线联络断路器是同步点，作为同一母线上所有发电单元是同步点，作为同一母线上所有发电单元的后备同步点的后备同步点；三绕组变压器的三侧、发电机双绕组高压侧断路器三绕组变压器的三侧、发电机双绕组高压侧断路器都是同都是同步点步点，

40、在任一侧故障断开或检修后恢复时，可以减少并列，在任一侧故障断开或检修后恢复时，可以减少并列过程中的倒闸操作，保证迅速可靠地恢复供电。过程中的倒闸操作，保证迅速可靠地恢复供电。母线分段断路器一般母线分段断路器一般不作为同步点不作为同步点。同步点同步点2.1 概 述11122223333334552.1 概 述本节课小结：本节课小结：电力系统自动装置的主要内容电力系统自动装置的主要内容同步发电机的并列方法：准同期，自同期。同步发电机的并列方法：准同期，自同期。 准同期：发电机在并列合闸前已加励磁，当准同期：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点发电机电压的幅值、频率

41、、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。将发电机断路器合闸，完成并列操作。 自同期：将未加励磁、接近同步转速的发电自同期：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动机转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，机转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。完成并列操作。 滑差滑差准同步条件分析准同步条件分析合闸脉冲命令的发出合闸脉冲命令的发出自动准同步装置的组成自动准同步装置的组成( (了解）了解）2.2 准同步主要内容：主要内容

42、：2.2 准同步 s=gsys=2（fgfsys）=2fsfs= fgfsys；s=gsys称为滑差角频率。称为滑差角频率。 =|gsys|t=|s|t : 变化变化360所用的时间。所用的时间。若滑差在一个周期内保持不变，则：若滑差在一个周期内保持不变，则：21ssstf发电机并列操作应遵循的原则：发电机并列操作应遵循的原则：并列瞬间，发电机的冲击电流应尽可能小，不应超过允许并列瞬间，发电机的冲击电流应尽可能小，不应超过允许的值。的值。并列后，发电机应能迅速进入同步运行，暂态过程要短。并列后，发电机应能迅速进入同步运行，暂态过程要短。并列的理想条件：并列的理想条件：幅值相等幅值相等频率相等频

43、率相等相位相等相位相等2.2 准同步sysgsysgffuu 下面讨论发电机并列时不满足理想准同下面讨论发电机并列时不满足理想准同步条件的情况。步条件的情况。2.2 准同步2.2 准同步设发电机并列合闸瞬间设发电机并列合闸瞬间 和和 之间的相位差为之间的相位差为则有电压差则有电压差 sysguugusysusysguuu合闸瞬间产生的冲击电流合闸瞬间产生的冲击电流jjddsysgimxuxuui式中式中dx为发电机次暂态电抗（设为隐极机）。为发电机次暂态电抗（设为隐极机）。2.2 准同步（一）仅存在电压差（同相位同频率）（一）仅存在电压差（同相位同频率）在并列瞬间产生的冲击电流周期分量有效值为

44、：在并列瞬间产生的冲击电流周期分量有效值为：ddsysgimxuxuuisysgsysguuuu (b) (a)（a）当当 时，时， 滞后滞后 90对发电机起对发电机起去磁作用。带无功负荷。（发感性无功功率）去磁作用。带无功负荷。（发感性无功功率）（b）当）当 时，时， 超前超前 90对发电机起对发电机起助磁作用。吸收无功功率。（发容性无功功率）助磁作用。吸收无功功率。（发容性无功功率）若若u很大，则很大，则iim过大时，将会引起发电机定子绕组发热，过大时，将会引起发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力的作用下受损。或定子绕组端部在电动力的作用下受损。一般要求电压差不应超过额定电压的一般要

45、求电压差不应超过额定电压的5%10%。2.2 准同步imigusysguu imigusysguu 在并列瞬间产生的冲在并列瞬间产生的冲击电流周期分量有效击电流周期分量有效值为：值为：（二）仅存在相位差（大小相等，频率相等）（二）仅存在相位差（大小相等，频率相等）2.2 准同步2sin2ddimxuxui2.2 准同步如果如果很大，冲击电流很大，冲击电流iim就很大，其有功分就很大，其有功分量电流在发电机轴上产生冲击力矩，严量电流在发电机轴上产生冲击力矩，严重时损坏发电机。重时损坏发电机。如果合闸瞬间存在不大的相位差，合闸后有如果合闸瞬间存在不大的相位差，合闸后有助与发电机电压拉到与系统电压同

46、相位。助与发电机电压拉到与系统电压同相位。通常准同步并列操作允许的合闸相位差不应通常准同步并列操作允许的合闸相位差不应超过去超过去5。 因为频率不相等，在相量图上因为频率不相等，在相量图上 和和 之间有相对运动，之间有相对运动，如果频差较大，则并列合闸后的如果频差较大，则并列合闸后的 在在0 0到到360360之间周期之间周期性变化。性变化。2.2 准同步gusysu图图2-4 频率不等时的相量图频率不等时的相量图（三）存在频率差（电压幅值相等）（三）存在频率差（电压幅值相等） 频差较大并列的后果：频差较大并列的后果： 如果发电机在频差较大的情况下并入系如果发电机在频差较大的情况下并入系统，立

47、即带上较多正的（或负的）有功功率，统，立即带上较多正的（或负的）有功功率，对转子产生制动（或加速）的力矩，使发电机对转子产生制动（或加速）的力矩，使发电机产生振动，严重时导致发电机失步，造成并列产生振动，严重时导致发电机失步，造成并列不成功。不成功。一般准同步并列时的允许频率差范围为额定频率一般准同步并列时的允许频率差范围为额定频率的的0.2%0.5%。对工频额定频率。对工频额定频率50hz，允许，允许频率差为频率差为0.10.25hz。 2.2 准同步发电机准同步并列的实际条件是：发电机准同步并列的实际条件是： 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

48、不应超过额定电压的不应超过额定电压的5%10%。 在断路器合闸瞬间，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。 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%。2.2 准同步3.3.合闸脉冲命令的发出合闸脉冲命令的发出 为使断路器主触头闭合时为使断路器主触头闭合时=0，可以，可以由两种方式来实现：由两种方式来实现： 恒定导前时间式自动准同步并列装置恒定导前时间式自动准同步并列装置 恒定导前相角式自动准同步并

49、列装置恒定导前相角式自动准同步并列装置2.2 准同步2.2 准同步压差、频差满足要求，应等于0。作为自动准同步装置，合闸脉冲的发出必须导前=0一个时间tad，tad：从发出合闸脉冲起到断路器主触头闭合止中间所有元件动作时间之和，其中主要为并列断路器的合闸时间，一般约为0.10.7s。 恒定导前时间式自动准同步装置：恒定导前时间式自动准同步装置：为使断路器主触头闭合时为使断路器主触头闭合时=0，导前时间，导前时间tad应不随频差、应不随频差、压差而变，是一个固定的数值，所以有压差而变，是一个固定的数值，所以有之称，之称，以此原理作成的装置称为以此原理作成的装置称为恒定导前时间式自动准同步装置。恒

50、定导前时间式自动准同步装置。恒定导前时间式自动准同步装置：恒定导前时间式自动准同步装置： 2.2 准同步4.4. 自动准同步装置的组成自动准同步装置的组成 自动准同期装置设置了三个控制单元自动准同期装置设置了三个控制单元频差控制单元频差控制单元电压差控制单元电压差控制单元合闸信号控制单元合闸信号控制单元2.2 准同步 小结：小结： 2.2 准同步1、滑差的概念、滑差的概念2、发电机并列的理想条件、发电机并列的理想条件3、发电机并列的实际条件及分析（重点）、发电机并列的实际条件及分析（重点）4、自动准同期装置的组成、自动准同期装置的组成第一次作业：（第一次作业：（2014.5.9） 1、并列的方

51、法有哪些？各自定义及特点。、并列的方法有哪些？各自定义及特点。 2、发电机并列的理想条件。、发电机并列的理想条件。 3、发电机并列的实际条件。、发电机并列的实际条件。 第一次课的复习及提问第一次课的复习及提问1、发电机准同步并列的理想条件是什么？、发电机准同步并列的理想条件是什么？2、发电机准同步并列的实际条件是什么？、发电机准同步并列的实际条件是什么？发电机电压和系统侧电压同时满足三个条件：发电机电压和系统侧电压同时满足三个条件： 幅值相等，频率相等，相位相同幅值相等，频率相等，相位相同电压幅值差不应超过额定电压的电压幅值差不应超过额定电压的5%10%；相位差应接近零，不应大于相位差应接近零

52、，不应大于5；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%。3 3、发电机同步并列的方法有哪些？、发电机同步并列的方法有哪些？如何实现的？有什么优缺点？如何实现的？有什么优缺点？4 4、同步点、同步点 在发电厂和变电站中，两侧在发电厂和变电站中，两侧均有电源可以进行并列的断路器均有电源可以进行并列的断路器称为同步点。称为同步点。主要内容：主要内容：2.3 同步条件检查1、整步电压、整步电压2、导前时间脉冲产生、导前时间脉冲产生3、频差大小检查、频差大小检查4、频差方向检查（自学）、频差方向检查（自学）5、压差鉴别（自学）、压差鉴别（自学）2.3 同步条件检查包含同步条件信息

53、量的电压称为包含同步条件信息量的电压称为整步电压整步电压自动装置一般都用整步电压来检查准同步并列条件。自动装置一般都用整步电压来检查准同步并列条件。整步电压分为整步电压分为正弦整步电压正弦整步电压和和线性整步电压线性整步电压。并列断路器两侧电压瞬时值之差称为滑差电压并列断路器两侧电压瞬时值之差称为滑差电压ussgsysuuu令发电机电压为：令发电机电压为：singgmguut令系统电压为：令系统电压为：sinsyssysmsysuut当发电机电压和系统电压幅值相等都为当发电机电压和系统电压幅值相等都为um时，有：时，有：2.3 同步条件检查112sincos22smsgsysuttu2sin2

54、szbmtuu2.3 同步条件检查当发电机电压和系统电压幅值不相等时，整步电压当发电机电压和系统电压幅值不相等时，整步电压 的波形如右图的波形如右图zbuzbu1 1、正弦整步电压的特点：、正弦整步电压的特点：（1 1）测量）测量 的最小值可以判断的最小值可以判断电电 压差压差是否满足条件；是否满足条件；（2 2）测量）测量 的频率或者是周期可的频率或者是周期可以判断以判断频率差频率差是否满足条件；是否满足条件；zbuzbu（3） =0，整步电压出现最小值；，整步电压出现最小值； =180，整步电，整步电压出现最大值，压出现最大值，。即根据即根据u uzbzb随时间变化波形选择合适时刻发出合闸

55、脉冲。随时间变化波形选择合适时刻发出合闸脉冲。2.3 同步条件检查 非线性的关系非线性的关系 与相角差，而且与电压差值有关与相角差，而且与电压差值有关 使得在检测并列条件的导前时间使得在检测并列条件的导前时间信号和频差检测信号时要引入受信号和频差检测信号时要引入受电压影响的因素电压影响的因素 造成导前时间信号的时间误差，造成导前时间信号的时间误差，成为合闸误差的主要原因之一。成为合闸误差的主要原因之一。 线性整步电压线性整步电压uzb与时间与时间t具有线性关系，具有线性关系，自动准同步装置中采用的线性整步电压通常为三角形。自动准同步装置中采用的线性整步电压通常为三角形。2.3 同步条件检查图图

56、2 26 6 线性整步电压波形线性整步电压波形2.3 同步条件检查可以通过可以通过半波线性整步电压获得电路半波线性整步电压获得电路得到，得到，可以通过可以通过全波线性整步电压获得电路全波线性整步电压获得电路得到得到 。2.3 同步条件检查方波形成电路与门低通滤波电路线性整步电压2.3 同步条件检查正弦波正弦波方波方波与门输出与门输出-ug2.3 同步条件检查若若u uzbzb的最大值记为的最大值记为a a，写出半波线性整步电压的表达式，写出半波线性整步电压的表达式 )1 (22tstattsazbu)2()20(tsttstst 低通滤波电路低通滤波电路2.3 同步条件检查半波线性整步电压半波

57、线性整步电压uzbuzb具有以下特点：具有以下特点：1 1）u uzbzb的最大值的最大值a=ec/2a=ec/2为为u ua a高电位的高电位的1/21/2、最小值为、最小值为0 0，且都，且都不随不随u ug g和和u usyssys的大小以及频差变化，是恒定的数值；的大小以及频差变化，是恒定的数值；2 2）线性整步电压波形和顶值电压与）线性整步电压波形和顶值电压与u ug g 和和u usyssys的幅值无关，不的幅值无关，不包含压差信息量。包含压差信息量。3 3）方波形成电路输入电压为）方波形成电路输入电压为u usyssys和和- -u ug g时，时，u uzbzb的最大值对应的最

58、大值对应=180=180，u uzbzb的最小值对应的最小值对应=0=0或或360360；而方波形；而方波形成电路输入电压为成电路输入电压为u usyssys和和u ug g，则，则u uzb zb 的最大值对应的最大值对应=0=0或或360360，u uzbzb的最小值对应的最小值对应=180=1804 4）uzbuzb的周期即为滑差周期的周期即为滑差周期ts ts 5 5）u uzbzb波形的斜率与频差成正比波形的斜率与频差成正比2zbctstssceduefdtts下降部分斜率下降部分斜率上升部分斜率上升部分斜率02zbctssceduefdtts2.3 同步条件检查2 2、全波线性整步

59、电压获得、全波线性整步电压获得同或门电路同或门电路低通滤波电路低通滤波电路2.3 同步条件检查2.3 同步条件检查 若计全波线性整步电压的最大值为若计全波线性整步电压的最大值为 ，全波，全波线性整步电压的表达式线性整步电压的表达式：2zbsduefdt 22(1)z bett sutet s)2()20(tsttstst2z bsd uefd te下降部分斜率下降部分斜率上升部分斜率上升部分斜率2.3 同步条件检查1 1）相同条件下全波线性整步电压最大值是半波线性整步电压）相同条件下全波线性整步电压最大值是半波线性整步电压最大值的两倍，为最大值的两倍，为a=ec,a=ec,并且具有更好的线性工

60、作特性。并且具有更好的线性工作特性。2 2）全波线性整步电压最大值对应）全波线性整步电压最大值对应=0=0或或360360，最小值对应，最小值对应=180=180。 3 3）全波线性整步电压的其他特点与半波线性整步电压类似）全波线性整步电压的其他特点与半波线性整步电压类似4 4）uzbuzb的周期即为滑差周期的周期即为滑差周期ts ts 5 5）uzbuzb波形的斜率与频差成正比波形的斜率与频差成正比全波线性整步电压特点：2; 0221; 22; 0221; 2sszbssssszbssstatttuttattttetttuttettt 半波线性整步电压 全波线性整步电压 2.3 同步条件检查