-发电机的自动并列课件

第一章发电机的自动并列～QFUGUx～1第一节概述一、并列操作－并车、并网将一台发电机并入电网的操作过程并列要求：（1）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。（2）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、自同期并列（较少采用）～2同期点（并列点）：～凡有并列操作要求的断路器都称为同期点（并列点）。通常：发电机出口断路器为同期点发电机－变压器组，变压器高压侧断路器为同期点双绕组变压器用低压侧断路器为同期点三绕组变压器三侧断路器均应为同期点双母线接线的母联断路器为同期点，并把它作为该段母线上所有发电机或其它电源的公共备用同期点母线分段断路器一般不作为同期点高压母线带旁路时，旁路断路器应设为同期点，它能代替主断路器工作在高压3/2断路器接线中，每个同期点意味着相邻两侧断路器均应为同期点对系统联络线亦应设为同期点3理想并列要求：理想并列三个条件：电压幅值相等、频率相等、相位相等～二、准同期并列～QFUGUx首先必须保证：发电机与电网相序相同4并列等值电路：～理想情况：满足理想并列三个条件，QF合上冲击为0实际情况：难以同时满足理想并列三个条件→有冲击准同期并列：

检查并列的发电机与系统电压之间电压幅值、频率和相位角满足一定条件后进行并列操作。并列速度较慢，但冲击电流较小QF5（一）电压幅值差并列时： ①频率相等 ②相角差等于零 ③电压幅值不等～因为冲击电流与机端电压夹角为90度，所以对于发电机来讲，冲击电流为无功性冲击电流冲击电流大小→电压差不能超过额定电压的5％～10％机端电压高于系统的时发出无功，否则吸收6（二）合闸相角差并列时： ①频率相等 ②电压幅值相等 ③相角差不等于零～当相角较小时，冲击电流与机端电压夹角为0度，所以对于发电机来讲，冲击电流为有功性冲击电流发电机电压相位超前系统的时发出有功，否则吸收注意：冲击电流计算时d轴和q轴瞬态电抗允许5o～10o，国外2o～4o7～（三）频率不相等并列时：①电压幅值相等 ②相角差不等于零8～滑差频率越大、相位差越大，冲击越大，拖入同步时间越长自已画一下9三、自同期并列

未加励磁电流的发电机升速到接近于电网频率，ωs不超过允许值，且加速度小于某一给定值的条件下，先合并列断路器,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。主要优点：并列速度快，不足：冲击电流大～10误并列的危险性：

根据误并列分析，误并列是机组承受单一冲击最危险的情况。

合闸时相角差为120o，产生轴扭矩最大，为额定负载时7倍合闸时相角差为180o，定子线圈受到最大应力～11第二节准同期并列基本原理～～QFUGUx一、脉动电压12（一）电压幅值相等～脉动电压（滑差电压）幅值：脉动电压：13～脉动电压含有并列操作的所有信息14（二）电压幅值不相等～15～（三）检测准同期并列条件电压幅值差、频率差、相角差1、电压幅值差如何检测压差？162、频率差～一般通过检测滑差周期：自已可以计算一下：如何检测频差？172、合闸相角差控制～

理想情况是：相角差为0时合闸，但是断路器以及合闸控制回路（较小，一般可忽略）均有一定延时，所以合闸信号需要在相角差为0的前一段时间发出，这超前的一段时间称为越前时间，一般越前时间是固定的，所以又称为恒定越前时间。恒定越前时间与压差和频差大小无关。恒定越前时间如何形成？恒定越前时间恒定越前时间发合闸信号合闸18二、自动准同期装置～电压幅值差、频率差、相角差电压幅值差<设定值？Y压差符合并列条件N发电机升压、降压频率差<设定值？Y频差符合并列条件N发电机增速、减速恒定越前时间到否？Y越前时间到信号N等待与逻辑合闸控制单元～QFUGUx合闸信号其它检测信号闭锁信号19自动准同期装置实现原理～半自动准同期并列：

没有自动压差控制单元（不发升压、降压信号），手动调节没有自动频差控制单元（不发增速、减速信号），手动调节

只有自动合闸控制单元，自动检测并列条件，符合则发出合闸信号20～1、越前时间TYJ恒定越前时间恒定越前时间发合闸信号合闸21～2、允许滑差角速度ωsy很明显：一般根据冲击电流的大小来确定允许滑差角速度理想情况，合闸时刚好角度为0，但由于并列装置以及断路器合闸机构动作的分散性，很难保证实际合闸时刚好角度为0，有误差。22～有相位差并列时冲击电流：给定冲击电流大小，可以确定允许滑差角速度：23～例：某电厂发变组单元接线，高低压侧均为同期点。系统等值参数归算到高压侧，以发电机容量为基准。计算自动准同期并列时最大允许合闸误差角，允许最大滑差频率及相应的脉动周期。~建议：书上例题自已按公式计算一次24～解：QF1：QF2：25～2、最大允许滑差频率QF1：QF2：3、脉动电压周期实际上，QF1和QF2的差别在于合闸误差时间的大小特别注意弧度与度之间的转换计算26～第三节恒定越前时间并列装置脉动电压含有同期合闸所需要的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差但在实际装置中，不好直接利用它检测并列条件注意：线性整步电压与正弦整步电压相角为0的位置不同线性整步电压正弦整步电压27～一、线性整步电压形成过零比较器过零比较器异或门低通滤波器28～二、恒定越前时间形成比例、微分环节越前时间位于：线性整步电压微分比例叠加越前时间整定29～比例环节输出：微分环节输出：令综合输出等于一设定值：==+叠加原理比例微分30～恒定越前时间：恒定越前电路所形成的越前时间与滑差及压差无关，只与电路参数有关。要求RC选取精密并且温漂很小的元件线性整步电压微分比例叠加越前时间整定31～如果线性整步电压最小值不为零（大于零），分析对恒定越前时间的影响。思考题：32～三、滑差频率检测等相角线检测滑差频率大小：比较恒定越前时间信号和恒定越前相角信号到达的先后顺序设定：滑差符合要求时恒定越前时间信号和恒定越前相角信号同时到达当恒定越前相角信号比恒定越前时间信号先到时，滑差符合并列条件33～四、电压差检测机端交流电压整流成直流、系统交流电压整流成直流→电平比较五、合闸控制逻辑合闸信号闭锁信号负逻辑与门负逻辑与门越前时间越前相角压差信号34～六、频差控制等相角线调速区间调速区间滑差频率越大，脉冲越多，调节量越大→比例调节50o提前调速有利于转速调节和下一个滑差周期滑差条件检测35～七、压差控制电压差检测压差给定升压降压36～自动准同期小结电压幅值差、频率差、相角差电压幅值差<设定值？Y压差符合并列条件N发电机升压、降压频率差<设定值？Y频差符合并列条件N发电机增速、减速恒定越前时间到否？Y越前时间到信号N等待与逻辑合闸控制单元～QFUGUx合闸信号其它检测信号闭锁信号37第三节数字式并列装置～一、概述数字式（微机）实现自动准同期并列装置的优点：功能实现：模拟式装置需要一个硬件电路，微机只需增加一段软件抗干扰能力：模拟式装置是模拟连续信号，易受干扰；微机为0和1，抗干扰能力提高温度漂移：模拟式装置上的大量电阻、电容以及电位器易受温度影响，性能会随时间改变；微机主要都是数字电路，非常少的外围模拟接口电路，受温度影响较小参数调整：模拟式装置靠大量电位器调整，繁且易出错，也易受温度影响；微机数字式，调整灵活且准确控制算法：模拟式装置只能实现简单算法，难于实现复杂算法；微机能实现现代算法，性能好故障诊断：模拟式装置难于实现；微机容易实现故障自诊断与自恢复，较大幅度提高可靠性提高微机应用有利于提高电力系统自动化水平38～二、硬件系统通信合闸CPU：

Z80、8086/80888031/51、8098/8096/80196DSPTMS320系列39～三、数字式实现1、频率测量及控制中断中断中断中断过零比较器低通滤波器根据频差大小及方向→发出增速和减速信号、调整幅度40～2、电压测量二极管整流低通滤波器低通滤波器A/D采样电压幅值A/D采样富氏算法电压幅值及相位根据压差大小及方向→发出升压和降压信号、调整幅度41～3、越前时间检测预测、拟合方法：找到相位过零点交流采样计算相位差中断中断中断方波中断计算相位差42～思考题：1、如果发电机频率与系统频率相等，则相位差保持不变，但此时相位差还很大不符合并列条件，怎办？2、两个大系统之间实现并列，该如何达到准同期的三个并列条件？第一章总结

见黑板43～第一章课堂练习同步发电机并列的理想条件。如果发电机频率与