准同期并列原理

• 因同期时需调整待并发电机的电压和频率，使之
与系统电压，频率接近，这就要花费一定时间，
使并列时间加长，不利于系统发生事故出现频率
缺额时及时投入备用容量。
KMC
2.自同期并列
UX
K´MC
.
RZ
G ～
XX
DL
系统 ～
• 开机前将DL和灭磁开关KMC断开,KMC的常闭辅助
接点KMC´将发电机转子绕组通过自同期电阻RZ短
• （1）待并发电机和系统相序相同；
• （2）待并发电机和系统频率相同；
• （3）待并发电机电压和并列点的系统侧电压幅值
相等；
• （4）待并发电机电压和并列点的系统侧电压相位
角相等；
• 用数学式表达，即
• ①fg=fx ,或ωg=ωx ,
•
• • •
fS=fg-fx＝0, fS称为滑差频率
ωs=ωg-ωx ＝0, ωs称为滑差角频率 ΔU=Ug-Ux=0; δ=δe=δg-δx=0.
并列的基本要求(原则)：

(1)发电机投入的瞬间冲击电流应尽可能小，其最
大值不应超过允许值(1~2倍的额定电流)；

(2)发电机组并入系统后，尽可能快的进入同步运
行状态，以减小对电力系统的扰动。
二、并列的方式
• 准同期并列和自同期并列 • 1.准同期并列 • 准同期并列是待并机组并列前，
～
UX
DL
• ②Ug=Ux , • ③δg=δx ,
为何满足理想条件？
ωg ～ G
U g
DL
XL
U
ωx
～ Gs
XL
U g
U
U g
U
U
ωx
ωg
U
δ
U U g 2 U 2 2U gU cos s t
准同期并列偏差对并列的影响 • 实际很难使三个条件同时成立,存在误差。
I i cy
U—归算到发电机端的系统电压； X—归算后的系统等值电抗； X″d—发电机纵轴次暂态电抗。
U X Xd
(1-1)
这时的发电机端电压
U Ut Xd X Xd
(1-2)
规程规定：
• ①对于一切水轮发电机、同步调相机、发变组方 式连接的汽轮发电机及小容量的汽轮发电机只要 其端部固定良好，可采用自同期。 • ②对于3000KW以上与母线直接连接的汽轮发电 机，需要验算： • 要求：自同期合闸冲击电流产生的电动力不超过 发电机出口三相短路时所产生电动力的一半，则
• 是保证电厂与电网安 全运行的自动装置。
输入 测量 比较、执行 控制信号
2.自动调节(控制)系统(装置)：

这是保证电力系统正常稳定运行，保证电网电能
质量符合指标，进而实现电网经济运行的重要自
动化技术。包括：励磁控制系统、自动调频系统。
给定 控制器 控制 对象 输出
测量
自动控制型装置
3.电力系统监控系统

这是为电力系统调度服务的调度自动化系统。 其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平， 迅速处理系统事故，使造成的影响最小。

整个系统借助于计算机数据采集和监控系统 (SCADA)技术与数字通讯技术来实现，是是现代电 力系统必具的调度设施。
第一章 同步发电机的自动并列
§1-1概述
• ①发电厂：经常进行的操作， • ②系统：正常运行时，负荷增加，备用机组迅速 投入系统， • ③系统：事故时，会失去部分电源，也要求将备 用机组快速投入电力系统以制止系统的频率崩溃， 均要对发电机进行同步操作，将发电机组安全可 靠，准确快速地投入系统参加并列运行。 • ①单台发电机与电力系统并列运行， • ②系统中分开运行的线路断路器正确投入， • 提高电力系统的稳定性及线路负荷的合理经济分 配。
绪论
• 一、电力系统与自动化的关系
• 二、电力系统自动化的范畴与分类
• 三、本课程的分工
自动装置的分类：
• 1.自动操作型装置:
• 包括：各种动力机械的 自动控制装置、自动并 列、强行励磁、自动按 • 包括正常操作与反事 频减负荷、自动解列、 故操作(安全自动控制 自动切机、电力负荷控 装置)。 制等等装置。
路。开启机组 , 将机组驱动到接近额定转速 ( 转速
差一般控制在额定转速的5％以下)时自动闭合DL,
由 DL 的辅助接点联动将 KMC 闭合、 KMC´断开 , 给
发电机转子绕组加励磁电流。
• ①自同期并列的优点
• 操作简单、并列迅速、易于实现自动化。
• ②自同期并列的缺点
• 是冲击电流大、对电力系统扰动大，不仅会引起
.
• 转子先加励磁电流，并调整到使发电机电压与系 统电压相等； • 同时调整发电机转速使发电机的频率与系统频率 相等。
G ～
Ug
.
ห้องสมุดไป่ตู้
• 当上述两个条件满足时，在相位重合前一定时刻 发出合闸脉冲，合上发电机与系统之间的断路器， 这种并列称为准同期并列。
• 准同期并列的优点： • 在正常情况下，并列时产生的冲击电流比较小， 对系统和待并发电机均不会产生什么危害。 • 准同期并列的缺点：
I icy 2 1 ( ) I 2
(1-3)
或I icy
1 2
I
(1-4)
E 1.05 I X d Xd
代入(1-4)得
(1-5)
Iicy
0.74 Xd
（1-6）
用（1-1）式计算，用(1-6)式验算。
§1-2准同期并列条件
• 一、准同期并列理想条件：
• 下面分析电压幅值差、频率差和相角差对并
列产生的影响。
• 分析时为了突出主要矛盾和便于分析，假设
三个条件中两个条件同时满足，只有一个条
件不满足。
1．合闸电压幅值差对并列的影响
电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组
附近造成电压瞬时下降。 • 自同期并列只能在电力系统事故、频率降低时使 用。因结构简单在中小型机组中有使用。
• 由于自同期并列合闸时发电机尚无励磁，所以在 断路器闭合的瞬间相当于电力系统通过发电机定 子绕阻金属性三相短路，冲击电流较大，其最大 冲击电流的周期分量：
一、并列的定义及并列操作的重要性
• 电力系统运行中任意母线电压的瞬时值： • u=Umsin(ωt+φ)， δ0=ωt+φ • 上式反映了电网运行中该母线电压的幅值、频率、 相角。
• 这三个状态量常被指定为运行母线电压的三个状 态量。
• 什么是并列？
• 同步发电机投入电力系统并列运行的操作，或者 电力系统解列的两部分进行并列运行的操作称为 并列操作或同期操作。