绪论及同步发电机自动并列装置 ppt课件

1、1.整步电压包含同步条件信息量的电压称为整步电压2.正弦整步电压的特点：三条3.线性整步电压的特点1线性整步电压包含了相角差信息量；2线性整步电压的斜率与频差绝对值成正比；3线性整步电压波形和顶值电压与usys和uG的幅值无关，不包含压差信息。4.导前时间脉冲自动准同步安装在压差、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，即恒定导前时间脉冲。5.频差大小检查方法的比较22019.5.16提问提问12019.5.14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践条件是什么？、发电机准同步并列的实践条

2、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，相位一样幅值相等，频率相等，相位一样电压幅值差不应超越额定电压的电压幅值差不应超越额定电压的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 5；频率差不应超越额定频率的频率差不应超越额定频率的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？有什么优缺陷？如何实现的？有什么优缺陷？ 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展并列的断路器均有电源可以进展并列的断路器称为同步点。

3、称为同步点。2019.5.14提问提问第三次作业：第三次作业：2019.5.16 1、数字式并列安装的主要特点、数字式并列安装的主要特点 。2、数字式并列安装软硬件组成。、数字式并列安装软硬件组成。电力系统自动安装第一章 绪 论第一讲第一讲随着经济建立的开展，电力系统向着高电压、大机组、现随着经济建立的开展，电力系统向着高电压、大机组、现代化大电网开展，系统运转方式的变化越来越频繁，对电代化大电网开展，系统运转方式的变化越来越频繁，对电力系统的运转提出了更高的要求。力系统的运转提出了更高的要求。 问题就出现了：如何保证电力系统的平安稳定运转，问题就出现了：如何保证电力系统的平安稳定运转，保证提

4、供不延续、高质量的电能呢？保证提供不延续、高质量的电能呢？ 电力系统自动安装要研讨的问题，当然这个问题不是电力系统自动安装要研讨的问题，当然这个问题不是这一门课程就能处理的，我们这门课程也只是处理其中的这一门课程就能处理的，我们这门课程也只是处理其中的一部分问题。一部分问题。 从电力系统及其运转特点出发，看一下这门课程的主要从电力系统及其运转特点出发，看一下这门课程的主要内容。内容。=第一章 绪 论电力系统正常运转，甚至呵斥大面积电力系统正常运转，甚至呵斥大面积的停电，或对重要用户长时间中断供的停电，或对重要用户长时间中断供电。电。 2 2电能消费过程的另一特点是从电电能消费过程的另一特点是从

5、电源到负荷是一个严密衔接的且分布非源到负荷是一个严密衔接的且分布非常广泛的大系统。常广泛的大系统。因此，电力系统中的部分缺点，如因此，电力系统中的部分缺点，如处置不当，会影响整个电力系统的平处置不当，会影响整个电力系统的平安运转。安运转。 3) 3)电力系统运转的过渡过程非常短暂。电力系统运转的过渡过程非常短暂。 电力系统中各元件的投、切和电能保送过程电力系统中各元件的投、切和电能保送过程几乎都在一瞬间进展，即电力系统从一种运几乎都在一瞬间进展，即电力系统从一种运转方式过渡到另一种运转方式的过渡过程非转方式过渡到另一种运转方式的过渡过程非常短暂、因此电力系统的运转，要求具有较常短暂、因此电力系

6、统的运转，要求具有较高的自动化程度，需求继电维护、自动安装高的自动化程度，需求继电维护、自动安装的投入，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 2019年年7月月20日日8时时54分，山西省太原供分，山西省太原供电局所辖新店变电站发生了一同由于变电局所辖新店变电站发生了一同由于变压器压器10kV侧短路而引发的全站停电事故，侧短路而引发的全站停电事故，变电站主控室着火，烧毁了变电站主控室着火，烧毁了1号主变压器号主变压器等设备，由于全站直流消逝，站内维护等设备，由于全站直流消逝，站内维护安装拒动，呵斥事故扩展，先后有安装拒动，呵斥事故扩展，先后有1条条110kV线路

7、、线路、6条条220kV线路线路,8台发电机台发电机组等掉闸，殃及山西电网并涉及到华北组等掉闸，殃及山西电网并涉及到华北主网主网 。事故分析如下：事故分析如下： 根据事故现场和所搜集的缺点录根据事故现场和所搜集的缺点录波报告，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-220kV、由单相、由单相到相间，最后到三相缺点逐渐开展到相间，最后到三相缺点逐渐开展起来。起来。 1)一次设备一次设备 直接产生、保送、分配和运用电能的设备，均称为直接产生、保送、分配和运用电能的设备，均称为一次设备，如发电机、开关电器、电力

8、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) 消费和转换电能的设备。消费和转换电能的设备。 如变压器，电动机，发电机等。如变压器，电动机，发电机等。(2) 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、隔分开关、磁力启动器等。器、熔断器、负荷开关、隔分开关、磁力启动器等。 (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、避雷器等 (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)

9、接地安装。接地安装。 2)2)二次设备二次设备 对一次设备和系统的运转情况进展丈量、对一次设备和系统的运转情况进展丈量、控制、维护和监察的设备统称为二次设备。控制、维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。如电压互感器、电流互感器等，将一互感器。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、小电次系统的高电压、大电流转换成低电压、小电流，向继电维护安装和丈量仪表供电。流，向继电维护安装和丈量仪表供电。(2)(2)丈量表计。如电压表、电流丧、功率表、电能丈量表计。如电压表、电流丧、功率表、电能表等，用于丈量电路中的电气参数。表等，用于丈

10、量电路中的电气参数。(3)(3)继电维护和自动安装。如各种继电器、自动继电维护和自动安装。如各种继电器、自动安装等，用于监视一次系统的运转情况，迅速安装等，用于监视一次系统的运转情况，迅速反响异常和事故，然后作用于断路器，进展维反响异常和事故，然后作用于断路器，进展维护控制。护控制。(4)(4)操作电器。如各类型的操作开关、按钮等实操作电器。如各类型的操作开关、按钮等实现对电路的操作控制。现对电路的操作控制。 (5) (5)直流电源设备。如蓄电池组、直流发电机、直流电源设备。如蓄电池组、直流发电机、硅整流安装等，供应控制、维护用的直流电源硅整流安装等，供应控制、维护用的直流电源及厂用直流负荷和

11、事故照明用电等。及厂用直流负荷和事故照明用电等。 3) 3)二次设备开展方向二次设备开展方向 随着现代科学技术的开展，电气二次随着现代科学技术的开展，电气二次设备系统不断吸收和运用新技术，正设备系统不断吸收和运用新技术，正在向弱电化、选线化、远动化和电子在向弱电化、选线化、远动化和电子化开展。化开展。 所谓弱电化，就是在控制、信号、维护和监测设备中以低电所谓弱电化，就是在控制、信号、维护和监测设备中以低电压，弱电流压，弱电流( (例如直流操作电压为例如直流操作电压为2424、4848、60V60V，电压互感，电压互感器二次额定电压为器二次额定电压为50V50V，电流互感器二次额定电流为，电流互

12、感器二次额定电流为0.5A0.5A等等) )来替代原来普通的强电式电压和电流来替代原来普通的强电式电压和电流( (直流操作电压为直流操作电压为110V110V、220V220V，电压互感器二次侧额定电压为，电压互感器二次侧额定电压为l00Vl00V，电流互，电流互感器二次侧额定电流为感器二次侧额定电流为5A)5A)。这样，就可以降低对控制、维。这样，就可以降低对控制、维护、信号和监测设备的绝缘要求，相应地减少它们的体积，护、信号和监测设备的绝缘要求，相应地减少它们的体积，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，减少控

13、制面积和方便运转控制操作等属，减小控制尺寸，减少控制面积和方便运转控制操作等都带来益处。都带来益处。 所谓选线化，就是以一个控制开关经过切所谓选线化，就是以一个控制开关经过切换开关有选择地操作假设干个被控对象或换开关有选择地操作假设干个被控对象或对假设干个被控对象进展分组操作的方法。对假设干个被控对象进展分组操作的方法。也可进一步采用与自动相类似的拨号选线也可进一步采用与自动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。前者被称备来监测较多回路的电气参数

14、。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。 所谓远动化，就是电气设备的远所谓远动化，就是电气设备的远间隔监测和控制技术，普通也可间隔监测和控制技术，普通也可称为遥测、遥信、遥调和遥控技称为遥测、遥信、遥调和遥控技术。远动化采用有线通讯和无线术。远动化采用有线通讯和无线通讯通讯(例如载波、微波等例如载波、微波等)大大地大大地扩展了传送信息的数量和传输间扩展了传送信息的数量和传输间隔，它使变电所、水电站无人值隔，它使变电所、水电站无人值班成为能够，是实现电力系统调班成为能够，是实现电力系统调度自动化度自动化 的根底。的根底。 所谓

15、电子化，就是采用新电子技术和所谓电子化，就是采用新电子技术和各种无触点元件，提高二次设备动作各种无触点元件，提高二次设备动作的灵敏性和可靠性，这也是采用计算的灵敏性和可靠性，这也是采用计算机技术为根底把以微型计算机为中机技术为根底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心的发电厂综合自动化推进到一个崭新的阶段。新的阶段。组合而成的复杂缺点。组合而成的复杂缺点。电力系统中发生短路缺点时，能够产生以下严重后果电力系统中发生短路缺点时，能够产生以下严重后果: : (1) (1)数值较大的短路电流经过缺点点时，引燃电弧，使缺点设备数值较大的短路电流经过缺点点时，引燃电弧，使缺点设备损坏或烧毁

16、。损坏或烧毁。 (2) (2)短路电流经过非缺点设备时，产生发热和电动力使其绝缘短路电流经过非缺点设备时，产生发热和电动力使其绝缘遭遭到破坏或缩短设备运用年限。遭遭到破坏或缩短设备运用年限。 (3) (3)电力系统中部分地域电压值大幅度下降，将破坏电能用户正电力系统中部分地域电压值大幅度下降，将破坏电能用户正常任务或影响产质量量。常任务或影响产质量量。 (4) (4)破坏电力系统中各发电厂之间并联运转稳定性、使系统发生破坏电力系统中各发电厂之间并联运转稳定性、使系统发生振荡，从而使事故扩展，甚至使整个电力系统瓦解。振荡，从而使事故扩展，甚至使整个电力系统瓦解。2 2不正常运转形状不正常运转形状

17、 电力系统中电气元件的正常任务遭到破坏时，但没有发生电力系统中电气元件的正常任务遭到破坏时，但没有发生缺点，这种情况属于不正常任务形状。例如，因负荷超缺点，这种情况属于不正常任务形状。例如，因负荷超越供电设备的额定值引起的电流升高、称为过负荷，就越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任务形状。在过负荷时使电气元是一种常见的不正常任务形状。在过负荷时使电气元件载流部分和绝缘资料温度升高而过热，加速绝缘资料件载流部分和绝缘资料温度升高而过热，加速绝缘资料老化和损坏并有能够开展成缺点。此外，系统中出现老化和损坏并有能够开展成缺点。此外，系统中出现有功功率缺额而引起的频率降

18、低、发电机忽然甩负荷而有功功率缺额而引起的频率降低、发电机忽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，都属于不正常运转形状。转形状。3 3事故事故 电力系统中发生不正常运转形状和缺点时，都能电力系统中发生不正常运转形状和缺点时，都能够引起系统事故。事故是指系统或其中一部分的正常够引起系统事故。事故是指系统或其中一部分的正常任务遭到破坏，并呵斥对用户少送电或电能质量变坏任务遭到破坏，并呵斥对用户少送电或电能质量变坏到不能允许的程度，甚至呵斥人身伤亡和电气设备损到不能允许的程度，甚至呵斥人身伤亡和电气设备损坏。坏。 系统事故的发生，除自然条件的要素

19、系统事故的发生，除自然条件的要素( (如蒙受雷击如蒙受雷击等等) )以外，普通都是由设备制造的缺陷、设计和安装的以外，普通都是由设备制造的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运转维护不当引起的；因此，错误、检修质量不高或运转维护不当引起的；因此，应提高设计和运转程度，并提高制造与安装质量这应提高设计和运转程度，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。 但是不能够完全防止系统缺点和不正常运转形但是不能够完全防止系统缺点和不正常运转形状的发生，缺点一旦发生，缺点量将以近似于状的发生，缺点一旦发生，缺点量将以近似于光速影响其他非缺点设备，甚至引起新的缺点。光速

20、影响其他非缺点设备，甚至引起新的缺点。为防止系统事故扩展，保证非缺点部分仍能可为防止系统事故扩展，保证非缺点部分仍能可靠地供电，并维持电力系统运转的稳定性，要靠地供电，并维持电力系统运转的稳定性，要求迅速有选择性地切除缺点元件。切除缺点的求迅速有选择性地切除缺点元件。切除缺点的时间有时要求短到非常之几秒到百分之几秒、时间有时要求短到非常之几秒到百分之几秒、显然，在这样短的时间内，由运转人员发现缺显然，在这样短的时间内，由运转人员发现缺点设备，并将缺点设备切除是不能够的。只需点设备，并将缺点设备切除是不能够的。只需借助于安装在每个电气设备上的自动安装，才借助于安装在每个电气设备上的自动安装，才干

21、实现。干实现。w目前，我国电力工业已开场进入目前，我国电力工业已开场进入“大大机组、机组、“大电网、大电网、“超高压、超高压、“高高自动化的开展新阶段。自动化的开展新阶段。w科技程度不断提高科技程度不断提高,调度自动化、光纤调度自动化、光纤通讯、计算机控制等高新技术，已在电通讯、计算机控制等高新技术，已在电力系统中得到了广泛运用。力系统中得到了广泛运用。 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： 一是电力系统自动安装一是电力系统自动安装 二是电力系统调度自动化，也就是电力系统二是电力系统调度自动化，也就是电力系统实时调度。实时调度。3 电力系统自动安装的内容

22、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理励磁安装按频率自动减负荷安装自动并列安装缺点录波安装和维护配合提高供电可靠性保证电能质量、提高系统经济运转减轻运转人员的劳动强度自动记录缺点过程，以利于分析处置事故4 4 电力系统自动化技术的开展电力系统自动化技术的开展 我国电力系统自动化在50年代前几乎是空白。50年代后，随着计算机技术和数字通讯技术的开展，电力系统自动化技术也得到了很快的开展，经过计算机不但可以实现复杂的调理和控制，而且使大量运转数据和信息处置实现实时化。近年由于控制实际、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出，世界上曾经有许多国家和地域电力系统运

23、用了先进的自动化系统，我国也这领域的研讨和实际也获得了进展，各种自动安装正在实现微机化，电力系统的综合自动化程度在不断提高。 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安装同步发电机的自动并列安装 同步发电机的自动调理励磁安装同步发电机的自动调理励磁安装 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安装备用电源和备用设备的自动投入安装 按频率自动减负荷安装按频率自动减负荷安装课程的性质与义务 本课程的义务是：使学生们掌握电力系统自动安装的任务原理、接线方式、配置原理和运用方法，了解自动安装的整定原那么，熟习自动安装的原理图，使同窗们具备本专业高素质

24、劳动者和中、高级专门人才所必需的根本知识和根本技艺，全面提高学生素质，从事本专业技术任务打下根底。三 教学要求 2 课程的学习目的课程的学习目的 经过本课程的学习，使同窗们了解电力系统经过本课程的学习，使同窗们了解电力系统自动化、电力系统自动安装的重要意义，掌握自动化、电力系统自动安装的重要意义，掌握电力系统中常用自动安装的作用、构成、任务电力系统中常用自动安装的作用、构成、任务原理、性能、运转特性以及有关参数的整定计原理、性能、运转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安装的开展现算，了解电力系统中常用的自动安装的开展现状及趋势。同时经过掌握电力系统自动安装的状及趋势。同时经过

25、掌握电力系统自动安装的分析方法、根本原理与特点，深化对安装的了分析方法、根本原理与特点，深化对安装的了解，培育一定的分析问题和处理问题的才干，解，培育一定的分析问题和处理问题的才干，为从事电力系统自动化及自动安装的调试、管为从事电力系统自动化及自动安装的调试、管理、开发与研讨等任务打下必要的根底。理、开发与研讨等任务打下必要的根底。3 课程学习课程学习学习本科的先修课程有：电路原理、电机学、学习本科的先修课程有：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、电力系统继电维护等。电力系统继电维护等。本专业的另一门主要课程本专业的另一门主要课程继

26、电维护也属于继电维护也属于平安自动安装的范畴，虽然曾经独立成为一门平安自动安装的范畴，虽然曾经独立成为一门课程，但与本课程之间存在联络。并且，这课程，但与本课程之间存在联络。并且，这 两两门课程在有些章节思索问题和分析问题的方法门课程在有些章节思索问题和分析问题的方法是类似的，如：继电维护整定计算的方法和思是类似的，如：继电维护整定计算的方法和思绪同样适用自动安装等。所以，在学习本课程绪同样适用自动安装等。所以，在学习本课程时，应该具备必需的继电维护知识，并且两门时，应该具备必需的继电维护知识，并且两门课程的学习不应脱节。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

27、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，计入平常成果；计入平常成果；对教师的教学和本门课的学习有什么意见或者是建议对教师的教学和本门课的学习有什么意见或者是建议可以反响给我。办公楼可以反响给我。办公楼401401电力实训教研室电力实训教研室 成果评定：该门课程成果按以下比例评定，考勤成果评定：该门课程成果按以下比例评定，考勤10%10%，实验实验15%15%，平常作业，平常作业15%15%，期末考试，期末考试60%60%。采用闭。采用闭卷考试方式。卷考试方式。 第二章 同步发电机的自动

28、并列安装第二讲2.1 概述2.2 准同步2.3 同步条件检查2.4 数字式并列安装第二章第二章 同步发电机的自动并列安装同步发电机的自动并列安装学习目的：学习目的：1 1、熟习并掌握并列的一些根本概念；、熟习并掌握并列的一些根本概念； 2 2、掌握准同步并列的实践条件及分析；、掌握准同步并列的实践条件及分析； 3 3、了解微机型自动准同步安装的原理，、了解微机型自动准同步安装的原理， 掌握其运用方法。掌握其运用方法。 母线：母线： 电网电压动摇范围和国家规定频率范围规范：电网电压动摇范围和国家规定频率范围规范： 正弦交流电的三要素：正弦交流电的三要素： 母联：母联： 母线是指在变电所中各级电压

29、配电安装的衔接，以及变母线是指在变电所中各级电压配电安装的衔接，以及变压器等电气设备和相应配电安装的衔接，大都采用矩形压器等电气设备和相应配电安装的衔接，大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。或圆形截面的裸导线或绞线，这统称为母线。 母线的作用是聚集、分配和传送电能。母线的作用是聚集、分配和传送电能。 在电力系统中，母线将配电安装中的各个载流分支回路在电力系统中，母线将配电安装中的各个载流分支回路衔接在一同衔接在一同. 母线按外型和构造，大致分为以下三类：母线按外型和构造，大致分为以下三类： 硬母线。包括矩形母线、槽形母线、管形母线等。硬母线。包括矩形母线、槽形母线、管形母线等。

30、 软母线。包括铝绞线、铜绞线、钢芯铝绞线、扩径空心软母线。包括铝绞线、铜绞线、钢芯铝绞线、扩径空心导线等。导线等。 封锁母线。包括共相母线、分相母线等。封锁母线。包括共相母线、分相母线等。母联由单母线开展出分段母线，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。在母联接线方式中，母联断路器是两条母线电气联络的纽带，普通情况下母联断路器是合闸形状，即母线并列运转；母联断路器是分闸形状，即母线分列运转。并列运转时，假设一段母线上发生缺点，瞬时切除该端母线的一切元件，满足电流系统继电维护“速动性的要求，思索不将缺点涉及另一条母线上，要求继电维护可以快速跳开母联断路器，并列运转

31、的两段母线解列运转，满足电力系统继电维护“选择性的要求。2.1 概 述一、根本概念及并列操作的作用：一、根本概念及并列操作的作用：同步运转：并列运转的同步发电机，其转子以一同步运转：并列运转的同步发电机，其转子以一样的电角速度旋转，每个发电机转子的相对电样的电角速度旋转，每个发电机转子的相对电角速度都在允许的极限值以内，称之为同步运角速度都在允许的极限值以内，称之为同步运转。转。并列操作：把一台待投入系统的空载发电机经过并列操作：把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调理，在满足并列运转的条件下经开关必要的调理，在满足并列运转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操作与系统并列

32、，这样的操作过程称为并列操作。作。 系统并列操作系统并列操作并列操作不当的后果：并列过程如操作不当或误并列操作不当的后果：并列过程如操作不当或误操作，将产生极大的冲击电流，破坏发电机，操作，将产生极大的冲击电流，破坏发电机，引起系统电压动摇，甚至导致系统振荡，破坏引起系统电压动摇，甚至导致系统振荡，破坏系统稳定运转。系统稳定运转。处理方案：采用自动并列安装进展并列操作，不处理方案：采用自动并列安装进展并列操作，不仅能减轻运转人员的劳动强度，也能提高系统仅能减轻运转人员的劳动强度，也能提高系统运转的可靠性和稳定性。运转的可靠性和稳定性。发电机在并列合闸前已加发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电

33、压的幅励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并值、频率、相位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并列时间较短且操作简单并列时

34、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陷缺陷火力发电厂已不再采用自同步并列方式。火力发电厂已不再采用自同步并列方式。水电厂，采用自同步并列。水电厂，采用自同步并列。 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，特别在处置缺点过程中，还采用自同步因此水电厂，特别在处置缺点过程中，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： 按自动化程度不同，准同步并列

35、分为手动准同步、按自动化程度不同，准同步并列分为手动准同步、半自动准同步和自动准同步，半自动准同步和自动准同步， 我们讲：自动准同步并列。我们讲：自动准同步并列。 在发电厂变电所内，可以进展并列操作的断路器称为同步点。在发电厂变电所内，可以进展并列操作的断路器称为同步点。每台发电机的断路器都是同步点，用以实现一台发电机的每台发电机的断路器都是同步点，用以实现一台发电机的并列操作；并列操作；母线联络断路器是同步点，作为同一母线上一切发电单元母线联络断路器是同步点，作为同一母线上一切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都是同三绕组变压器的三侧、发电机双绕

36、组高压侧断路器都是同步点，在任一侧缺点断开或检修后恢复时，可以减少并列步点，在任一侧缺点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。母线分段断路器普通不作为同步点。母线分段断路器普通不作为同步点。同步点同步点2.1 概 述11122223333334552.1 概 述本节课小结：本节课小结：电力系统自动安装的主要内容电力系统自动安装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、相位分磁，当

37、发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。成并列操作。 自同期：将未加励磁、接近同步转速自同期：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的发电机投入系统，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磁，在原动机转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。发电机拉入同步，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安装的组成自动准同步安装的组成( (了解了解2.

38、2 准同步主要内容：主要内容：2.2 准同步21sssTf2.2 准同步sysGsysGffUU 下面讨论发电机并列时不满足理想准同步条件的情况。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那么有电压差那么有电压差 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：在并列瞬间产生的冲击电流周期分

39、量有效值为：ddsysGimXUXUUIsysGsysGUUUU (b) (a)a当 时， 滞后 90对发电机起去磁作用。带无功负荷。发感性无功功率b当 时， 超前 90对发电机起助磁作用。吸收无功功率。发容性无功功率假设U很大，那么Iim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。普通要求电压差不应超越额定电压的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2sin2ddimX

40、UXUI2.2 准同步 假设假设很大，冲击电流很大，冲击电流Iim就很大，其有就很大，其有功分量电流在发电机轴上产生冲击力矩，功分量电流在发电机轴上产生冲击力矩，严重时损坏发电机。严重时损坏发电机。 假设合闸瞬间存在不大的相位差，合闸假设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后有助与发电机电压拉到与系统电压同相位。相位。 通常准同步并列操作允许的合闸相位差通常准同步并列操作允许的合闸相位差不应超越去不应超越去5。 由于频率不相等，在相量图上由于频率不相等，在相量图上 和和 之间有相对运动，之间有相对运动，假设频差较大，那么并列合闸后的假设频差较大，那么并列合闸后的 在

41、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： 假设发电机在频差较大的情况下并入系统，立刻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，使发电机产生振动，严重时导致发电机失步，呵斥并列不胜利。 普通准同步并列时的允许频率差范围为额定频率的0.2%0.5%。对工频额定频率50Hz，允许频率差为0.10.25Hz。 2.2 准同步发电机准同步并列的实践条件是：发电机准同步并列的实践条件是：待并发电机与系统电压幅值接近相等，电压差不待并发

42、电机与系统电压幅值接近相等，电压差不应超越额定电压的应超越额定电压的5%10%。在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电压在断路器合闸瞬间，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，频率差不应超越额定频率的频率差不应超越额定频率的0.2%0.5%。2.2 准同步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=0，可以由两种方式来实现：可以由两种方式来实现： 恒定导前时间式自动准同步并列安装恒定导前时间式自动准同步并列安装 恒定

43、导前相角式自动准同步并列安装恒定导前相角式自动准同步并列安装2.2 准同步2.2 准同步压差、频差满足要求，应等于0。作为自动准同步安装，合闸脉冲的发出必需导前=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一切元件动作时间之和，其中主要为并列断路器的合闸时间，普通约为0.10.7s。 恒定导前时间式自动准同步安装：恒定导前时间式自动准同步安装：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，所以有恒定导前时间之称，压差而变，是一个固定的数值，所以有恒定导前时间之称，以此原理作成的安装称为恒定导前

44、时间式自动准同步安装。以此原理作成的安装称为恒定导前时间式自动准同步安装。恒定导前时间式自动准同步安装：恒定导前时间式自动准同步安装： 2.2 准同步 自动准同步安装的组成自动准同步安装的组成 自动准同期安装设置了三个控自动准同期安装设置了三个控制单元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、发电机并列的实践条件及分析重点、发电机并列的实践条件及分析重点4、自动准同期安装的组成、自动准同期安装的组成第一次作业：第一次作业：201

45、9.5.9 1、并列的方法有哪些？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、发电机并列的实践条件。、发电机并列的实践条件。 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践条件是什么？、发电机准同步并列的实践条件是什么？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，相位一样幅值相等，频率相等，相位一样电压幅值差不应超越额定电压的电压幅值差不应超越额定电压的5%10%；相位差应接近零

46、，不应大于相位差应接近零，不应大于5；频率差不应超越额定频率的频率差不应超越额定频率的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？有什么优缺陷？如何实现的？有什么优缺陷？ 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展并列的断路器均有电源可以进展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sG

47、sysuuu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112sincos22smsGsysuttU2sin2szbmtuU2.3 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丈量丈量 的最小值可的最小值可以判别电以判别电 压差能否压差能否满足条件；满足条件；2 2丈量丈量

48、 的频率或者的频率或者是周期可以判别频率差是周期可以判别频率差能否满足条件；能否满足条件；zbuzbu3 =0，整步电压出现最小值；，整步电压出现最小值； =180，整步电压，整步电压出现最大值，正弦整步电压反映相角差的大小。出现最大值，正弦整步电压反映相角差的大小。即根据即根据uzb随时间变化波形选择适宜时辰发出合闸脉冲。随时间变化波形选择适宜时辰发出合闸脉冲。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要素电

49、压影响的要素 呵斥导前时间信号的时间误差，呵斥导前时间信号的时间误差，成为合闸误差的主要缘由之一。成为合闸误差的主要缘由之一。2.3 同步条件检查图图2 26 6 线性整步电压波形线性整步电压波形2.3 同步条件检查可以经过半波线性整步电压获得电路得到，可以经过半波线性整步电压获得电路得到，可以经过全波线性整步电压获得电路得到可以经过全波线性整步电压获得电路得到 。2.3 同步条件检查方波构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 同步条件检查假设假设uzbuzb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

50、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线性整步电压uzbuzb具有以下特点：具有以下特点：1 1uzbuzb的最大值的最大值A=Ec/2A=Ec/2为为uaua高电位的高电位的1/21/2、最小值为、最小值为0 0，且都不随且都不随uGuG和和usysusys的大小以及频差变化，是恒定的大小以及频差变化，是恒定的数值；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uG uG 和和usysusys的幅值的幅值无关，不包含压差信息量。无关，不包含压差信息量。3

51、3方波构成电路输入电压为方波构成电路输入电压为usysusys和和-uG-uG时，时，uzbuzb的最的最大值对应大值对应=180=180，uzbuzb的最小值对应的最小值对应=0=0或或360360；而方波构成电路输入电压为而方波构成电路输入电压为usysusys和和uGuG，那么，那么uzb uzb 的最大值对应的最大值对应=0=0或或360360，uzbuzb的最小值对应的最小值对应=180=1804 4uzbuzb的周期即为滑差周期的周期即为滑差周期Ts Ts 5 5uzbuzb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

52、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 假设计全波线性整步电压的最大值为 ，全波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 1一样条件下全波线性整步电压最大值是半波线性整步电压一样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

53、A=Ec,A=Ec,并且具有更好的线性任务特性。并且具有更好的线性任务特性。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 4uzbuzb的周期即为滑差周期的周期即为滑差周期Ts Ts 5 5uzbuzb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

54、步电压 2.3 同步条件检查半波与全波线性整步电压比较：半波与全波线性整步电压比较： 两者的表达式一样两者的表达式一样 一样条件下全波线性整步电压最大值是半波的两倍。一样条件下全波线性整步电压最大值是半波的两倍。2.3 同步条件检查线性整步电压特点：总结线性整步电压特点：总结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线性整步电压的斜率与频差绝对值成正比；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usysusys和和uGuG的幅值无关，不包含压差信息。的幅值无关，不包含压差信息。2.3 同步条件检查二二

55、导前时间脉冲的产生导前时间脉冲的产生 自动准同步安装在压差、频差符合自动准同步安装在压差、频差符合要求时，应在导前要求时，应在导前=0=0的固定时间发出的固定时间发出与当前压差、频差大小无关的合闸脉冲，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。利用线性整步电压获得恒定导前时间脉冲利用线性整步电压获得恒定导前时间脉冲方法有方法有 1 1半波线性整步电压利用最大值对应于半波线性整步电压利用最大值对应于=180=180) ) 2 2全波线性整步电压利用最大值对应于全波线性整步电压利用最大值对应于=0=0) )1半波线性整步电压半波线性整步电压利用最大值对应于利用最大

56、值对应于=180 tad=RC ，tad只与电路参数只与电路参数R、C有关，有关，与压差或频差无关，与压差或频差无关，是恒定导前时间是恒定导前时间 。 2全波线性整步电压利用最大值对应于全波线性整步电压利用最大值对应于=0 tad=nRC ，n为为R1、R2决议的分压系数决议的分压系数 tad只与电路参数只与电路参数R、C及及n值有关，值有关，与压差或频差无关，与压差或频差无关，是恒定导前时间是恒定导前时间 。2.3 同步条件检查假设线性整步电压的最小值不为假设线性整步电压的最小值不为0V0V整步电压幅整步电压幅值变化或整步电压斜率变化，均会使导前时间值变化或整步电压斜率变化，均会使导前时间产

57、生误差。产生误差。 确保导前时间无误差：确保导前时间无误差：必需坚持线性整步电压最小值为必需坚持线性整步电压最小值为0V。三、频差大小的检查三、频差大小的检查由于检查的是合闸前的频差，所以在由于检查的是合闸前的频差，所以在180180360360区间内进展频差检查。区间内进展频差检查。一比较导前时间脉冲和导前相角脉冲出现的先后次一比较导前时间脉冲和导前相角脉冲出现的先后次序序 2.3 同步条件检查频差大小的检查原理频差大小的检查原理 设恒定导前时间所对应的相角为设恒定导前时间所对应的相角为 ，恒定导前相角所，恒定导前相角所对应的时间为对应的时间为 ，那么在某一滑差，那么在某一滑差 下有下有(2

58、) (1) adstsadtttts整定整定adsetsadt2.3 同步条件检查(2) (1) adstsadtt整定整定adsetsadtsets为对应准同步并列条件的整定滑差为对应准同步并列条件的整定滑差将将1 1式代入整定的式子中，得出式代入整定的式子中，得出ssetsadtt当当 ，即，即 比比 后出现时，有后出现时，有 ，频差不满足要求；，频差不满足要求；当当 ，即，即 比比 先出现时，有先出现时，有 ，频差满足要求；，频差满足要求；当当 ，即，即 和和 同时出现时，同时出现时，有有 ，频差刚好满足要求。，频差刚好满足要求。2.3 同步条件检查adtt adUadtUsetssad

59、tt adUadtUsetssadtt adUadtUsetss以下图为上面三种情况下的波形图以下图为上面三种情况下的波形图2.3 同步条件检查恒定导前时间脉冲恒定导前时间脉冲恒定导前相角脉冲恒定导前相角脉冲ssetsadttadtt adtt adtt 全波线性整步电压 (二)检测线性整步电压斜率判别频差大小2.3 同步条件检查s20zbs20zb2dd 2dd ssfEtufEtuTT下降部分斜率上升部分斜率 斜率与频率成正比，经过检查线性整步电压的斜率来检查频率差是不是满足要求。半波线性整步电压 表示频差不满足条件；表示频差不满足条件； 频差满足条件；频差满足条件； 表示频差等于整定频差

60、。表示频差等于整定频差。由由 波形可见，在波形可见，在 区间整步电压下降周期区间整步电压下降周期2.3 同步条件检查0u36018000u00u00u假设电路参数选择满足假设电路参数选择满足 时，那么时，那么2.3 同步条件检查maxzb21221sets2/1CuERRRRRRf1221 /RRRRR22maxzb1sets2KRRCuRREf上式阐明：可以调理上式阐明：可以调理 调整调整 ，利用，利用 的正负实现频的正负实现频 差检查差检查2Rsetsf0u2setsKRf2.3 同步条件检查 (三)频差大小检查方法的比较 第一种方法： 合闸电路中只需在导前相角 之后才干起作用，即在 区间