第5章 变配电所的同步系统

1、同步系统概述,现代电力系统中，各发电厂的同步发电机是通过输电线路、变电站并列运行的。这不仅能提高供电的可靠性和质量，而且更合理的分配负荷，减少系统备用容量，达到经济、稳定运行。 110kV以下的变电所一般不考虑同步问题 同步操作是将同步发电机投入电力系统参加同步并列运行的操作。,同步点,同步点：当断路器两侧有可能出现非同一系统电源时，该断路器是同步点。 同步点的设置：系统联络线上；三绕组变压器的各电源侧；220kV、500kV母线分段、母线联络、旁路断路器；一个半断路器接线的各断路器；发电机出口断路器。,非同步并列后果,非同步并列即不满足并列条件的并列，会给电力系统带来极其严重的后果：可能产生

2、巨大的冲击电流；引起电力系统电压下降；可能使电力系统发生振荡以至于瓦解。而且巨大的冲击电流将产生强大的电动力，可能对电气设备造成严重的损害。 对同步并列的基本要求是：并列时，冲击电流和冲击力矩不应超过允许值；并列后，发电机应能迅速拉入同步。,同步并列方式,将同步发电机并入电力系统的方法，按并列条件的不同可分为准同步和自同步。 自同步并列：将待并发电机转速升至接近同步转速时，就把待并发电机投入系统，然后再给发电机加励磁，使发电机自行拉入同步。 准同步：将待并发电机转速升至接近同步转速后加励磁，当发电机（或待并系统）频率、电压相角、电压大小分别与运行系统频率、电压相角、电压大小接近相同时，把待并发

3、电机（或待并系统）投入系统，即合上相应的断路器。,自同步并列,由于发电机在未加励磁的情况下就投入系统，相当于系统经过很小的电抗而短路。所以，合闸时冲击电流较大。 特点：操作简单，减少了误操作的可能性；易于实现操作过程自动化。但是，并列时冲击电流较大，会引起电力系统电压暂时降低。 规程规定：对于单机容量在100MW以下的汽轮发电机，当最大冲击电流周期分量不超过额定电流的0.74/xd倍时，才允许采用自同步并列；对于各种容量的水轮发电机和同步调相机，可采用自同步并列；对两个系统之间的并列则不能采用自同步并列。,准同步并列,特点：并列时间较长，还可能由于操作人员失误，发生误操作，而造成非同步并列。但

4、是由于并列时冲击电流较小，不会引起系统电压降低，从而获得广泛应用。 准同步并列不仅适用于发电机并入系统；而且也适用于两个系统之间的并列，所以变电站都采用准同步并列。,准同步并列,并列前：同步点（断路器）一侧为系统电压uS，另一侧为待并发电机电压uG 。,电压差 频率差 相角差,准同步并列条件,并列理想条件：电压差为； 频率差为； 相角差为。 并列实际条件： 电压差 频率差 相角差,同步电压的引入,准同步并列操作，是通过同步装置检测待并断路器两侧电压是否满足并列条件，而全厂（站）只装有一套同步装置（即多个同步点公用一套同步装置），这就需要把待并断路器两侧的高电压经电压互感器变为二次低电压，再经过

5、其隔离开关的辅助触点和同步开关切换后，引到同步电压小母线上，然后再引入到同步装置中。 同步电压：同步电压小母线上的二次电压,同步电压的引入方式,三相接线方式同步电压的引入：同步电压取待并系统的两相电压和运行系统的一相电压及公用接地相。 单相接线方式同步电压的引入：同步电压取待并和运行系统的单相电压（相电压或线电压）和公用接地相。,Y，d11变压器,同步装置,手动准同步装置 自动准同步装置 恒定导前相角的自动准同步装置 捕捉同步装置,电磁型捕捉同步装置 晶体管型捕捉同步装置 微机型同步装置,手动准同步装置,组成：同步测量表计、同步监查继电器、转换开关 同步测量表计： MZ-10型单相式同步表,分

6、散式仪表：2只电压表、2只频率表、1只同步表 组合式同步表：1只电压表、1只频率表、1只同步表,MZ-10型单相式同步表,同步表指针偏转情况,待并系统频率高于运行系统频率，频差表指针向正方向偏转； 待并系统电压大于运行系统电压，压差表指针向正方向偏转； 两系统频率相等而相位不等，若待并系统电压滞后运行系统电压，同步表指针按顺时针方向偏离同步点一个角度。 待并系统频率高于运行系统频率，同步表指针逆时针方向旋转；,（a）结构示意图,（b）相量图,同步监察继电器,（c）继电器动作特性,返回电压,动作电压,（d）正弦整步电压Us与相角差的关系,粗,手动准同期电压回路,断路器控制回路,同步开关,解除手动准同步开关,手动 准同步开关,自动 准同步开关,集中同步合闸按钮,自动准同步装置,合闸接触器,跳闸线圈常闭触点,电磁型捕捉装置同步动作原理图,电磁型捕捉装置电路,电磁型捕捉装置动作原理分析,当KT启动时，其触点延时闭合，启动KC，KC的常开触点闭合，当u2进入弧DA区域时，KY1返回，KT线圈通过KC的常开触点和KY2的常开触点得电；KC线圈通过KT的延时闭合触点得电。由于弧DA区域是KY1的返回区，因此KY1的常闭触点闭合，KC1和KS线圈会启动。KC1的常开触点闭合，发合闸脉冲。 断路器合闸后，QF的常开触点闭合，启动KC2，KC2的延时闭合