第一章同步发电机自动并列h2

1、第一章第一章 同步发电机的自动并列同步发电机的自动并列电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理主要内容主要内容同步发电机自动并列的条件和原则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准同期自动并列装置的实现原理3.频差压差调节的方法数字型并列装置频差压差调节的方法数字型并列装置4.电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理电路示意图GGUXUDL第一节 概 述 一 并列操作的意义一台发电机组在未投入系统运行之前，它的电压与并列母线电压的状态量往往不等，须对待并发电机组进行适当的调节，使之符合并列条件, 并将断路器DL合闸作并网运行的

2、一系列操作称为并列操作。GUxU电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理并列操作的重要性并列操作的重要性: 操作频繁操作频繁(2) 不恰当操作后果严重（大型机组）不恰当操作后果严重（大型机组）电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理1 母线电压的状态量母线电压瞬时值: ftUtUumm2sinsin幅值 频率 相角断路器合闸时，冲击电流应尽可能小、其瞬时最大值一般不超过l一2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，以减小对电力系统的扰动。 2 2 同步发电机组并列时应遵循的原则同步发电机组并列时应遵循的原则：GGUXU

3、DL自同期准同期 3 3 并列方法并列方法电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自同期并列 自同期并列操作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，滑差角频率不超过允许值，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KE，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。 KEUEXUDLGXxGUSystem电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理SEGEUQFXXXU发电机的并列方法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。准同期并列：严格按照发电机理想并列条件进

4、行并列。1.自同期并列：自同期并列：发电机事先发电机事先未经未经励磁。将转子提到接近同步转速。励磁。将转子提到接近同步转速。此法适用于小型机。此法适用于小型机。优点：快速、方便；控制简单。优点：快速、方便；控制简单。缺点：冲击电流大；缺点：冲击电流大；引起系统电压突降；应用受限。引起系统电压突降；应用受限。XdXhXXUI 电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 引起冲击电流；引起冲击电流； 发电机母线电压瞬时下降对其它用电设备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。的正常工作将产生影响。 三缺点：XdXhXXUIdXdXGXXXUU 控制操作非常简单，在电力系统发生事故、

5、控制操作非常简单，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。以迅速把备用机组投入电网运行。二优点：电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机G电压系统电压两者的电压差称为滑差电压二、准同期并列v发电机准同期并列条件的分析发电机准同期并列条件的分析XUABGUQF0SUGUXUGXeQFSUXUGUXXGXGEXE)sin(1tUUGmGG)sin(2tUUXmXX)sin()sin(21tUtUUUUXmXGmGXGS电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 发电机并列的理想条件发电机并列的理想条件0exG

6、xGffUU并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。123电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机准同步并列的实用条件：发电机准同步并列的实用条件：(1)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，电压差不应超过额定电压的不应超过额定电压的5%10%。(2)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。(3)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%

7、。电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 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，主要为有功分量有功分量。 发电机并列时偏离理想条件所引起的后果mXmGUUxdmXmGhXXUUI hhmIi 28 . 100XG2sin2exqqhXXEI e电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 发电机并列时偏离理想条件所引起的后果发电机并列时偏离理想条件所引起的后果(一) 电压幅值差 0eXGXGffUUhhmXdXGhIiXXUUI28 . 1冲击电流的有效值:冲击电流最大瞬时值: GUxUhI

8、电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理（二） 合闸相角差 0eXGXGffUUhhmeXqqeXqGhIiXXEXXUI28 . 12sin22sin2eGUxUSUhI电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理（三） 频率不相等 SSSXGSseGSGXGGsXGXGGsXXGGsfTtUuUtUtUUttUutUtUu212cos2sin22sin22sin22cos2sin20sinsin2121滑差角频率滑差频率 脉动周期 脉动电压脉动电压: :假定:脉动电压的幅值脉动电压的幅值: :UsusTstXUsUGU2tX1tGeXGXGffUU,电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 频

9、率差频率差脉动电压的表现形式脉动电压的表现形式 设设 ，电压的幅值相等。，电压的幅值相等。 脉动电压XG2sincos22GxGxsmGuUtt脉动电压幅值SUcos2GxssuUt滑差频率脉动周期SXGSf2SSSfT21电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理脉动电压脉动电压 相量图 波形图 电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 并列的同步过程ab, GX , 减速b点, G=Xb a o, GX , 减速o c, GsY ssYusLt-Uzdt放大器输入电压t放大器输出电压tuht电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理由于线性整步电压中不载有并列点两侧电压幅值的信息，所以它就无法

10、作为电压差的检测。3 电压差检测zdABzdABzdABDUUUUUUUD点电位为正, 发闭锁信号D点电位为负, 发合闸信号电平检测uxuGDUABUzdUxUGAB+电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动并列装置的基本原理自动并列装置的基本原理（二）频差检测 都要受到限制。 可采用电压频率测量法（ ） 求得。（三）电压差检测 a、直接读入法：采用交流采样 A/D CPU b、直接比较法：例图2-25（b）、siNffCtsi/电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理第四节第四节 频率差与电压差的调整频率差与电压差的调整v 频率差控制频率差控制 频率差检测ZXGfffZXGfff发调速脉

11、冲，不进行越前时间合闸控制计算。不发调速脉冲，进行越前时间合闸控制计算。XGffXGff输出减速脉冲信号输出加速脉冲信号调节量控制v电压差调整电压差调整电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理频率差控制单元的任务是将待并发电机的频率调整到接近于电网频率，使频率差趋向并列条件允许的范围，以促成并列的实现。如果待并发电机的频率低于电网频率，则要求发电机升速，发升速脉冲。反之，应发减速脉冲。 频率差控制 频率差控制单元频率差方向测量环节频率调整执行环节v相位差鉴别法v逻辑判别法电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理1 相位差鉴别法 fGfxuGuxuGux2ux1一 频率差方向测量环节电力系统电力

12、系统自动装置原理自动装置原理S1S2D2D1与门A1与门A2usL1usL2降速升速SG1SG2usL2usL1tD2 and SG1能同时出现高电平A2发出升速脉冲fG0s0ee电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理UGUXttUGUGUXUXtttt电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理倒相微分与门双稳倒相微分与门UXUGUGUX降速升速UGUGUXUXtttt电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理二 频率调整执行环节倒相微分与门电平检测脉冲形成与门双稳与门倒相微分与门UXUGUGUX降速脉冲升速脉冲脉冲展宽减速继电器脉冲展宽升速继电器USLUsL-0tt电力系统电力系统自动装置原理

13、自动装置原理第五节第五节 微机型并列装置的组成微机型并列装置的组成v 概述概述v 硬件电路硬件电路v 软件软件 主机 输入/输出 过程通道 人机电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理输入输出接口电路主机第五节 数字型并列装置组成CPURAM定时/计数A/DROM接口I/O并行接口显示键盘调速调压合闸电压变换uxuG/输入通道输出通道一 硬件电路电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理 交流电压幅值测量 频率测量 相角差测量主机输入输出接口电路输出通道输入通道电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理A/D交流电压变送器CPUu交流电压幅值测量电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理降压滤波整型二分频定时记数CPU频率测量NffNfTcc1UtUt电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理异或门电压变换整形方波电压变换整形方波定时/计数CPUuxuG相角差测量电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理二软件部分 电压检测 频率检测 越前时间检测GxGxUGxUGxDDDDDDDDDD合闸信号 升压信号降压信号xix