准同期并列条件分析及整定自动准同步装置的基本构成分解

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电力系统自动化第2讲同步发电机的自动准同期并列

定时/ 计数
2021/4/25
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并列的检测信号— 电压差
直接通过计算机
电接口读入两个电 u
压压值后进行计算差检测通过电路比较两
个电压值的大小后读入计算机
交流电压传感器（TV）
CPU A/D
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频率差/电压差调整
频率差调节的任务：将待并发电机频率调整到接近于电网频率，使频率差满足并列允许条件，促成并列的实现。
•并列操作是正常操作，冲击电流最大瞬时值限制在1-2 倍的额定电流以下。
•为了保证机组的安全，我国规定电压差并列冲击电流不允许超过机端短路电流的1/20~1/10。据此，得到同期并
列的一个条件：电压差 U不S能超过额定电压的
5%~10%.
•现在的一些大型发电机组规定电压差不超过0.1%,以尽量避免无功冲击电流
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同步发电机并列的理想情况
发电机端电压为 UG 电网电压为U X
两者之间的相量差为
U S U G U X
•当电网参数一定时，冲击电流就取决于合闸瞬间 U S 的值
•最理想的情况就是 U S
的值为零，此时，QF 合闸冲击电流为零。
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US
B
QF
A UG
G
(a)
U G
XG
优点：控制操作非常简单，不需要选择合闸时刻。
在电力系统发生故障、频率波动较大的情况下，应用自同期并列可以迅速把备用的水轮机组投入电网，因此，曾作为系统事故的重要措施之一。
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自同期并列的缺点
1、自同期并列方式不能用于两个系统间的操作。

电力系统自动化chapter1-2准同期并列的基本原理2

T s1
T s2
ω s2
ω s1
UG +U x
图 1-7
UG − U x
t
T s1
T s2
U G 与 U x 不等时 U s 的波
第二节
准同期并列的基本原理
（三）利用脉动电压 u s 检测准同期并列的条件脉动电压 u s 有时也称作滑差电压。 1、电压幅值差电压幅值差 U G − U x 为对应于脉动电压 U s 波形的
2 2 = + Us U x U G − 2U x U G cos ω s t （1-9）当 ω st = 0 时， U s = U G − U x 为两电压幅值差；
当 ω st
= π 时， U s = U G + U x 为两电压幅值和。
第二节
US
准同期并列的基本原理
ω s1
ω s2
t
US
图 1-6 U G = U x 时 U s 的波形
第二节
准同期并列的基本原理
Hale Waihona Puke 在满足并列条件的情况下，采用准同期并列方
法将待并发电机组投入电网运行，前已述及只要控制得当就可使冲击电流很小且对电网扰动甚微。
因此准同期并列是电力系统运行中的主要并列
方式。
第二节
准同期并列的基本原理
•
设并列断路器 DL 两侧电压分别为 U G 和 U x ；并列断路器 DL 主触头闭合瞬间所出现的冲击电流值以及进入同步运行的暂态过程，决定于合闸时的脉动电压 U s 和滑差角速度 ω s 。因此，准同期并列主要对脉动电压 U s 和滑差角速度 ω s 进行检测和控制，并选择合适的时间发出合闸信号，使合闸瞬间的 U s 值在允许值以内。检测的信息也就取自 DL 两侧的电压，而且主要是对 U s 进行检测并提取信息。

发电机自动准同期装置并列参数分析

发电机自动准同期装置并列参数分析摘要：本文首先对同步发电机的并列运行相关内容进行基本阐述，然后分析发电机自动准同期装置并列相关参数，旨在促进我国电力企业发展提供参考和借鉴。

关键词：发电机；自动准同期装置；并列参数；分析研究1引言发电机在对用电设备进行电能输送时，需要借助电力系统。

同期并列技术就是将发电机与电力系统进行并列操作，帮助减少发电机并网过程中出现故障的概率。

随着我国经济社会和科学技术的不断发展，电力企业电网规模也不断扩大，发电机和数量和性能也在不断提高。

因此，加强对发电机自动准同期装置并列技术和相关参数进行不断研究和分析变得更加重要。

2 同步发电机并列运行同步发电机并列运行是指电力企业的同步发电机和电力系统根据一定的条件和规则并列运行。

这种运行情况能够帮助增大供电系统的稳定性，提高供电效果和质量，并使电力负荷的分配更加合理，从而综合性的提高企业的电力运行经济效益。

具体的并列运行发电机如下图1所示：根据运行的不同需要，并列操作是同步发电机的运行操作和电力系统解列这个两部分的共同并列运行操作，也叫同期操作。

图1.电力系统中并列运行的发电机2.1并列操作的要求和条件为了使得同步发电机的运行效果更加优异，减少故障的发生，发电机在投入的瞬间冲击电流需要根据实际情况达到最小，保证其最大数值在额定电流的2倍以下。

同时，在发电机进行并列运行时，需要控制波动效果在最小范围内，保证运行状态的稳定性。

3 相关自动准同期装置参数分析3.1基本原理影响自动准同期运行的因素有许多，其中频率差因素和相角差因素是一对相互影响且相对矛盾的因素。

当两个系统中的原有相位差为Δa≠0时，若需要满足频率要素相等，则Δa恒定，且不可能Δa=0。

当Δf =fg－fS≠0时, 即存在频率差时，Δa才会出现等于0的机会。

根据运行实际情况，与相位差相比，电压差和频率差对于整体电力运行系统和电力设备的影响更加微小，并且其电压和频率能够通过调整和控制较为简单的满足运行要求。

电力系统自动化第一章自动准同期

ω g − ωs
t ) 为脉动电压的幅值
u x = U x cos(
ω g + ωs
2
t)
概述三、准同期条件的分析
ω x = ω g − ωs
U x = 2U g sin
δ = ω xt
= 2U g sin
ω xt
2
δ
2
= 2U s sin
δ
2
脉动周期
1 2π Tx = = fx ωx
2πf x fx ωx = = ω x* = 2πf e f e 2πf e
发电机并列示意图
概述一、并列操作(Parallel Operating) 并列操作
同期点(synchronizing point)：在发电厂中，同期点：在发电厂中，每一个有可能进行并列操作的断路器都是同期点。
概述一、并列操作(Parallel Operating) 并列操作
同期条件的引出
越前鉴别
自动准同期装置
三、自动准同期的均频与均压部件
（二）模拟式自动准同期的均频与均压部件 2、脉冲展宽
脉冲展宽回路
自动准同期装置
三、自动准同期的均频与均压部件
（二）模拟式自动准同期的均频与均压部件 3、滑差过小自动发增速脉冲
自动准同期装置
三、自动准同期的均频与均压部件
（二）模拟式自动准同期的均频与均压部件 4、均压部分
越前时间、数值角越前时间、差、整步电压
四、同期条件的检测
ZZQ-5模拟式自动准同期装置模拟式自动准同期装置
电压检测
自动准同期装置
第三节自动准同期装置举例
一、微机自动准同期装置的合闸部分
微机同期装置示意图

准同期并列条件分析及整定自动准同步装置的基本构成

综上所述，发电机准同步并列的实际条件是： 1）待并发电机与系统电压幅值接近相等，一般情况下压差限制在额定电压的5％-10％。 2）在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电压的相位差应接近零，通常准同步并列操作允许的合闸相位差不应超过5°。 3）待并发电机电压与系统电压的频率应接近相等，一般控制频率差在0.25Hz以内。
G S 2U Gm sin t 为脉振电压的幅值 2
脉振电压ud可变为
G S u d U dm cos 2 t
断路器两侧电压的频率差，称之滑差。滑差角频率为
d G S
发电机侧和系统侧两电压相量的相角差为
d t
四、微机型自动准同步装置的主要特点及要求
（1）高可靠性；（2）高精度；（3）高速度；（4）能融入分布式控制系统（DCS）；（5）操作简单、方便，有清晰的人机界面；（6）二次线设计简单清晰；（7）调试方便；（8）有较长时间的运行实践经验。
第二节准同步并列条件分析及整定
第三节自动准同步装置的基本构成
第二节准同步并列条件分析及整定
一、发电机并入系统时的冲击电流和冲击功率
图2-4 冲击电流的产生
交轴方向上相应的冲击电流周期分量有效值为：
U G U S cos Xd
直轴方向上相应的冲击电流周期分量有效值为：
U S sin Xq
总的冲击电流周期分量有效值为：
U G U S cos U S sin I ip X X d q
2 2
二、准同步各个条件对准同步并列的影响
并列合闸时只要遵循如下的原则：
1）发电机组并列瞬间，冲击电流应尽可能小；

同期的原理、准同期并列和自动准同期装置

同期的原理、准同期并列和自动准同期装置
电力系统运行过程中常需把系统的联络线或联络变压器与电力系统进行并列，这种将小系统通过断路器等开关设备并入大系统的和称为同期操作。

同期即开关设备两侧电压幅值大小相等、频率相等、相位相同。

通过调节幅值、频率、相位使设备并网：
1、通过调节发电机的励磁可以调节频率和相位。

2、通过调节发电机的转速可以调节电压幅值。

同期装置的作用是用来判断断路器两侧是否达到同期条件，从而决定能否执行并网的专用装置。

分为准同期装置和自动准同期装置。

准同期装置指待并发电机调整电压幅值、频率、相位与电网一致后操作断路器合闸使发电机并入电网。

自动准同期装置指将发电机升至额定转速后(即电压幅值大小相等)，在未加励磁的情况下合闸，将发电机并入系统，随即供给励磁电流，由系统将发电机拉入同步。

原理如下：
准同期并列和自动准同期并列优缺点。

准同期并列优点：能使待并发电机和系统都不受或仅受微小的冲击。

准同期并列缺点：因需调整并发电机的电压和频率，使之与系统电压、频率接近，一般操作时间较自同期并列时间长（需几分钟到十几分钟），不利于系统发生事故出现频率缺额时及时投入备用容量。

自动准同期并列优点：操作简单、并列迅速、易于实现自动化。

自动准同期并列缺点：冲击电流大，对系统扰动大，不仅会引起系统频率振荡，且会在自同期并列的机组附近造成电压瞬时下降。

自动准同期并列只能在电力系统事故、频率降低时使用。

适用标准和相应的设计规范有哪些？
《DL 400-91 继电保护和安全自动装置技术规程》 3.6
《电力工程电气设计手册(电气二次部分) 》第二十二章Page 419-462。

第一章自动准同期

将一台未加励磁电流的发电机升速到接近于系统频率，在滑差角频率不超过允许值、且加速度小于给定值的条件下，首先合上并列断路器，接着再立刻合上励磁开关，给转子加上励磁电流，在发电机电势逐渐增大的过程中由系统将发电机拉入同步运行。
第二节越前时间、数值角差与整步电压

越前时间、数值角越前时间、数值角差、整步电压差、整步电压
误差
d i td dt
i i ( i 1 i ) 0 i m
td
t
合闸时间越长，误差越大，只适合于匀速变化的
越前时间、数值角越前时间、数值角差、整步电压差、整步电压
二、数值角差

(2)积分预报法（两步预报法）步长
T ti ti k
一、恒定越前时间(invariable exceeding time)
准同期并列合闸信号控制的逻辑结构图
越前时间、数值角越前时间、数值角差、整步电压差、整步电压
一、恒定越前时间
恒定越前相角：装置中所取提前量是某一恒定到达 0 之相角 YJ ，即在脉动电压 U x 前的 YJ 相角发出合闸信号。恒定越前时间：装置中所取提前量是某一恒定到达 0 之时间信号，即在脉动电压 U x 前的 tYJ 发出合闸信号。一般 tYJ 等于断路器的合闸时间 t QF 。

——电源的角速度 ——初相角
概述概述一、并列操作(Parallel Operating)

并列的原则：冲击电流(impulse current)尽可能小暂态过程(transient process)尽量短并列方式：准同期(quasi-synchronizing) 自同期(self-synchronizing)

准同期并列的基本原理汇总

准同期并列的基本原理
一、脉动电压（一） U G 与 U x 两电压幅值相等

G U x U 为便于分析问题，设待并发电机 G x
断路器 DL 两侧间电压差 u s 为
us U G sin G t 1 U x sin x t 2

当 st 时， U s U G U x 为两电压幅值和。
准同期并列的基本原理
US
s1
s2
t
图 1-6 U G = U x 时 U s 的波形 s1 s2
US
o
T s1
T s2
UG U x
图 1-7 形
T s1
UG U x T s2
t
o
U G 与 U x 不等时 U s 的波
设置了频率控制单元、电压控制单元和合闸信号控制单元待并发电机的频率或电压都由并列装置自动调节
当满足并列条件时，自动选择合适时机发出合闸信号
准同期并列的基本原理
三、准同期并列合闸信号的控制
电压差允许频率差允许
与门
合闸信号
提前量信号
提前量信号形成
图 1-9 准同期并列合闸信号控制逻辑结构图
准同期并列的基本原理
在满足并列条件的情况下，采用准同期并列方
法将待并发电机组投入电网运行，前已述及只要控制得当就可使冲击电流很小且对电网扰动甚微。
因此准同期并列是电力系统运行中的主要并列
方式。
准同期并列的基本原理
设并列断路器 DL 两侧电压分别为 U G 和 U x ；并列断路器 DL 主触头闭合瞬间所出现的冲击电流值以及进入同步运行的暂态过程，决定于合闸时的脉动电压 U s 和滑差角速度 s 。因此，准同期并列主要对脉动电压 U s 和滑差角速度 s 进行检测和控制，并选择合适的时间发出合闸信号，使合闸瞬间的 U s 值在允许值以内。检测的信息也就取自 DL 两侧的电压，而且主要是对 U s 进行检测并提取信息。

自动准同期并列装置的若干方面阐述

自动准同期并列装置的若干方面阐述1、引言并列操作是将同步发电机投入到电力系统运行的操作。

在发电厂内，凡可以进行并列操作的断路器都称为同步点。

通常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；母线联络断路器是同步点，作为同一母线上所有发电单元的后备同步点；三绕组变压器的三侧断路器都是同步点，在任一侧故障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。

母线分段断路器一般不作为同步点。

并列操作的基本要求有两点，分别是（1）并列操作后，发电机应该能够迅速地被拉入同步运行；（2）并列操作的瞬间，发电机的冲击电流应满足要求，不能超过规定的允许值。

并列操作可以手动执行也可以自动执行。

手动准同期装置由运行操作人员手动调整发电机的电压和频率，并监视频率差、整步表及电压差，靠经验来判断合适的合闸时间，从而操作断路器进行合闸。

手动准同期装置主要有以下三方面的问题：1）延误并网时间；2）一般都是多台机组共用一套手动准同期装置，各机组的控制电缆多，接线复杂；3）存在重大的安全隐患。

故现在多采用自动同期装置来进行并列操作。

2、并列操作的方式同步发电机并列操作的方式有自同期及准同期两种。

按自动化程度等级的不同，准同期并列方式分为自动准同期、半自动准同期及手动准同期三种，本论文主要介绍自动准同期装置实现的自动准同步并列。

（1）准同期方式准同期并列要求在合闸操作前通过调整待并发电机组的转速及电压，当满足电压频率、相位及幅值后，由操作人员手动或由准同期装置自动选择合适时间发出合闸命令，这种合闸操作的冲击电流一般非常小，并且机组投入电力系统后能够被迅速地拉人同步运行。

采用准同期并列方式时，并列断路器主触头闭合瞬间应满足一下三个条件：1）运行系统与待并系统的电压幅值应相等；2）运行系统与待并系统的频率应相等；3）运行系统与待并系统的相位应相同。

实际上要求满足上述三个条件既不可能也没有必要。

因此，根据允许冲击电流的条件，规定了准同期并列允许的电压、频率和相角偏差范围。

同期的方式及准同期并列的条件

1. 手动准同期：操作人员观察同期表，根据
经验发合闸命令。一般作为自动准同期的备
用方式。
2. 自动准同期：当现地控制单元发出合闸命令
时，自动准同期装置自动寻找最佳合闸
时间，发出合闸令。同时，在不满足同期合
闸时，给励磁、调速器发出调整命令，加快
合闸时间。
4.1 手动准同期
4.1.1 手动准同期特点
针偏离中间位置越大。
3、同期检测：同期表中间为同期检查结果
指示。当同期表指针顺时针方向旋转时，表示
待并发电机频率比系统高，应减低待并发电机
转速；当同期表指针逆时针方向旋转时，表示
待并发电机转速太低，应加快待并发电机的转
速。指针偏离同期点指示出相位的差值大小。
同时，指针的转速反映相位差值变化的快慢。
1、频差检测：同期表左侧的指针指出系
统和机组的频率差的大小。向“＋”偏转，表
示系统频率大于机组频率，反之表示系统频率
低于机组频率，偏差越大，指针偏离中间位置
越大。
２、压差检测：同期表右侧的指针指出系
统和机组的压差的大小。向“＋”偏转，
表示系统电压大于机组电压，反之表示
系统电压低于机组电压。偏差越大，指
I
''
h
2Eq''
X XX
''
q
sin
Ih
e
2
UG
US
UX
冲击电流主要为有功
电流分量
➢当δe很小时，可认为Ih超前Us 900，此时产生
的冲击电动力，可能使机组联轴受到突然冲击！
3.2.3 仅存在频率差
并列时： UG=UX； fG≠fX。

准同周期

准同期自动并列装置研究徐华辉电气8班 201130700228摘要：本文介绍的是同步发电机的自动准同期并列基本原理，其中包含了同期并列的基本基本条件，模拟式自动准同期装置的原理，微机型自动准同期装置的原理等内容。

关键字：同期并列整步电压恒定越前时间周期法解析法DFT类算法0、引言随着工业社会的不断发展电力行业显得越来越重要，而同期并列是电力系统中经常进行的一项十分重要的操作。

不恰当的并列会对发电机和系统产生巨大的冲击损坏电气设备影响电力系统的稳定性造成成本升高甚至造成人员伤亡。

本文即针对发电机同期并列的原理及过程进行了阐述。

1、准同期装置的发展电力系统中的同期并列方式主要有自同期并列和准同期并列两种，其中自同期并列主要用于水轮发电机组，作为处理系统事故的重要措施之一。

但是由于自同期的使用不可避免地会出现较大的冲击电流并伴随母线电的下降，因此所使用的场合不多，相反应用最广泛的是准同期并列，我国是世界上微机准同期装置最早研制的国家之一，1982年在安徽陈村水电站成功投入了第一台微机同期装置。

八十年代中期又陆续推出了一些类似装置。

目前国内有许多科研、制造单位都在进行微机自动准同步装置的研制。

准同期装置的发展经历了如下三代产品：第一代，在二十世纪六十年代以前，我国大多采用“旋转灯光法”进行准同期并列操作14。

这是最原始的准同期方法。

后来改用指针式电磁绕组的整步表构成的手动准同期装置。

这种方法仍然应用在常规的设计中。

第二代准同期装置是以许继的zz03和ZZQS为代表的模拟式自动准同期装置。

它用分立晶体管元件搭建硬件电路，对同期条件进行检测和处理。

ZZQ3和ZZQS自动准同期装置的出现，极大的提高了并网速度和可靠性，但由于模拟式同期装置用模拟电子元件拟合，必然带来诸如导前时间不稳定、阻容电路作为微分电路的条件约束、构成装置元器件参数漂移不稳定等问题。

模拟式的同期装置合闸准确度比较低，它无法指示装置的运行状态，不能进行故障自检等，现在已经基本被淘汰。

同步发电机自动准同期并列综述

同步发电机自动准同期并列综述任治坪（新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐 830008）摘要：本文介绍的是同步发电机的自动准同期并列基本原理，其中包含了同期并列的基本基本条件，模拟式自动准同期装置的原理，微机型自动准同期装置的原理等内容。

关键字：同期并列整步电压恒定越前时间周期法解析法DFT类算法Parallel synchronous generatorautomatic synchronizing SummaryRen Zhiping(Electrical Engineering College,Xinjiang University,Urumqi,Xinjiang 830008)Abstract：This article describes a synchronous generator automatic synchronizing the basic principles of a tie, which contains the basic fundamental conditions for the same period in parallel, analog principle of automatic synchronizing devices, computer-based automatic synchronizing device principle and so on.Key word: Juxtaposition；Lockout V oltage；Echizen time constant；Cycle approach；Resolve approach；DFT-like algorithm0、引言随着工业社会的不断发展电力行业显得越来越重要，而同期并列是电力系统中经常进行的一项十分重要的操作。

不恰当的并列会对发电机和系统产生巨大的冲击损坏电气设备影响电力系统的稳定性造成成本升高甚至造成人员伤亡。

同步发电机准同期并列实验

点击这里您的位置>>主页>>实验指导>>实验一同步发电机准同期并列实验一、实验目的1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件；2．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法；3．熟悉同步发电机准同期并列过程；4．观察、分析有关波形。

二、原理与说明将同步发电视并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。

准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉人同步。

根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。

正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。

它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。

线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。

它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。

手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（相同点）时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。

自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闲时间整定。

准同期控制器根据给定的允许任差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。

当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。

三、实验项目和方法（－）机组启动与建压l．检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置；2．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄。

调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）。

同步发电机的自动并列

01
发电机并入系统时的冲击电流和冲击功率
02
在合闸瞬间冲击电流周期分量有效值为
准同期各个条件对准同期并列的影响
电压幅值差的影响冲击电流在数值上与电压差成正比。
相角差值的影响合闸瞬间存在相角差，发电机必然要产生冲击电流。
1
2
3
3.频率差值的影响
脉振电压Ud是频率接近于工频、振幅作脉动变化的电压，将系统电压US设为参考轴，则待并发电机电压UG将以滑差角频率ωd 相对US旋转，当相角差从0到π时， Ud相应的从零变到最大值；从π变到2π（重合时）时， Ud从最大值又回到零，旋转一圈的时间为脉振周期Td。
第四节自动准同步装置的工作原理
频差大小及频差方向测量频率的测量
二、压差大小及压差方向测量
三、合闸命令的发出
同期电压间的相角差测量
第五节微机型自动准同步装置
自动准同期装置的功能
手动准同步装置自动准同步装置
二、准同步装置的分类
第三节自动准同步装置的基本构成
三、自动准同步装置的组成
按提前量的不同，准同步并列装置可分为恒定越前相角和恒定越前时间两种原理。
合闸信号控制单元的控制原则是当频率和电压都满足并列条件的情况下，在UG与US要重合之前发出合闸信号。两电压相量重合之前的信号称为提前量信号。
01
缺点：并列发电机未经励磁，并列时会从系统吸收无功，导致合闸瞬间系统电压下降较多，同时产生很大的冲击电流。
02
GB14285-1993《继电保护和安全自动装置技术规程》规定：
01
“在正常运行情况下，同步发电机的并列应采用准同步方式；在故障情况下，水轮发电机可以采用自同步方式”
02
三、同步发电机并列操作的方法

自动准同期装置的工作原理

自动准同期装置的工作原理自动准同期装置是一种用于测量和校准时间精度的设备。

它能够准确地判断设备的时间延迟和频率偏移，从而确保设备的时间同步性。

本文将介绍自动准同期装置的工作原理，包括其组成部分和工作流程。

一、组成部分自动准同期装置通常由以下几个主要组成部分构成：1. 时钟源：提供高精度的时间信号，可以是原子钟、GPS卫星信号或其他高精度时钟信号。

时钟源是自动准同期装置的核心，决定了测量和校准的时间精度。

2. 测量模块：用来测量设备的时间延迟和频率偏移。

测量模块通常包含时钟测量电路、频率测量电路和延迟测量电路等。

3. 控制模块：根据测量结果进行校准控制。

控制模块可以根据测量结果自动调整设备的时钟信号，使其与参考时钟同步。

4. 显示和记录设备：展示和记录测量结果，可以以数字或图形形式显示。

二、工作原理自动准同期装置的工作原理可以分为测量和校准两个步骤。

1. 测量步骤：自动准同期装置首先利用测量模块对设备的时钟信号进行测量。

测量模块会与设备的时钟进行比较，测量出设备与参考时钟之间的时间延迟和频率偏移。

2. 校准步骤：根据测量结果，控制模块会自动调整设备的时钟信号，使其与参考时钟同步。

校准可以通过改变设备的时钟频率、调整时钟的相位来实现。

自动准同期装置通过不断地测量和校准，使设备的时钟信号保持与参考时钟的同步。

在测量和校准过程中，自动准同期装置可以自动识别和修复设备中存在的时间偏差和频率漂移，确保设备的时间同步性，提高系统的可靠性和稳定性。

三、应用领域自动准同期装置广泛应用于各个领域，特别是对时间同步性要求较高的行业，如通信、电力、航空航天等。

1. 通信领域：自动准同期装置在通信网络中起到重要作用，确保不同设备的时钟同步，提高通信质量。

2. 电力领域：电力系统中的各个设备需要高度同步的时钟信号，以确保电力系统的运行安全和稳定。

3. 航空航天领域：航空航天系统对时间同步性要求极高，自动准同期装置能够确保航空航天设备的精准同步，提高导航、通信和控制的准确性。

同步发电机准同期并列运行

同步发电机准同期并列运行一、并列操作的意义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，被称为并列或同期操作。

随着负荷的波动，电力系统中发电机运行的台数也经常要变化。

因此，同步发电机的并列操作是电厂的一项重要操作，另外，当系统发生事故时，也常要求将备用发电机组迅速投入电网运行。

可见，在电力系统运行中并列操作是较为频繁的。

电力系统的容量在不断增大，同步发电机的单机容量也越来越大，大型机组不恰当的并列操作将导致严重后果。

因此，对同步发电机的并列操作进行研究，提高并列操作的准确度和可靠性，对于系统的可靠运行具有很大的现实意义。

同步发电机的并列运行方法可以分为准同期并列运行和自同期并列两种。

在电力系统正常运行情况下，一般采用准同期并列方法将发电机组投入运行。

自同期并列方法法已经很少采用，只有当电力系统发生事故时，为了迅速投入水轮发电机组，过去曾采用自同期并列方法。

随着自动控制技术的进步，特别是微型数字式自动并列方法已日趋成熟，现在也可以用准同期法快速投运水轮发电机组。

二、准同期并列条件待并发电机组先加励磁电流，调节其端电压的状态参数使之符合并列条件，再合上断路器QF ，这种操作为准同期并列。

发电机准同期并列的理想条件为并列断路器两侧电源电压三个状态量全部相等，即（1）或（即频率相等）（2）（即电压幅值相等）（3）（即相角差为零）这是，并列合闸的冲击电流等于零，斌且并列后发电机G 与电网立即进入同步运行，不发生任何扰动现象。

但是，实际运行中待并发电机组的调节系统很难实现上边提到的理想条件调节。

因此，三个条件很难同时满足。

其实在实际操作中也没有这样苛求的必要。

G Xωω=G X f f =G X U U =0e δ=因为并列合闸时只要求冲击电流较小、不危及电气设备，合闸后发电机组能迅速拉入同步运行，对待并发电机和电网运行的影响较小，不致引起不良后果。

因此，现实情况中同步电机并列应遵循的原则：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1～2倍的额定电流。

同步发电机自动准同期解剖

US
s1
s2 sy0
最佳滑差角频率
s3
UA
0
t
t
s1 s2 s3
s sy0
过零后合闸
t t
s sy0
过零时合闸
s sy0
过零前合闸
19
信息与电气工程学院 School of Information and Electrical Engineering （二）恒定越前时间准同期
提前量信号取恒定时间
脉动周期
11
信息与电气工程学院
School of Information and Electrical Engineering
频率不相等设并列合闸时，电压幅值相等；频率不相等。断路器两侧电压相量如图所示。这时断路器DL两侧电压差为脉动电压。其大小如公式所示。脉动电压波形可以看成是幅值为US，频率接近于工频的交流电压波形。由此可见，us为正弦脉动波，其最大幅值为2UG(或2Ux)。us的瞬时值波形如图所示。如设想系统电压Ux固定，而待并发电机的电压UG以滑差角频率s对 Ux转动。当相角差e从0到变动时， us的幅值相应地从零变到最大值2UG，当e从到2变动(重合)时， us的幅值又从最大值回到零。转动一圈的时间为脉动周期Ts。脉动电压周期、滑差频率和滑差角频率都可用来表示待并发电机的频率与电网频率之间相差的程度。相角差是时间的函数，所以并列时合闸相角差与发出合闸信号的时间有关。如果发出合闸信号的时间不恰当，就有可能在相角差较大时合闸，以致引起较大的冲击电流。同时也可看到，如果发出合闸信号的时间恰当，就有可能在两电压重合的时间合闸，从而使冲击电流等于零。还需指出，如果频率差较大，即使合闸时的相角差很小，满足要求，但这时待并发电机需经历一个很长的暂态过程才能进入同步运行状态，严重时甚至失步，因而也是不允许的。

关于电力系统准同期并列的具体概述和分析及应用

关于电力系统准同期并列的具体概述和分析及应用区级电网位于西北电网中Ｇ电网中北部，地处Ｎ电网和Ｌ电网之间，是连接Ｇ和Ｎ电网的枢纽电网，骨干网架形成３３０ｋＶ、２２０ｋＶ为主网架的大型区域电网，１１０ｋＶ网络形成４个片区网络。

该地区电网３５ｋＶ及以上变电站１２２座，主变容量９３９．７２万ｋＶＡ，网统调装机容量４４１０．４ＭＷ，其中火电３４４０ＭＷ，水电４６４．５ＭＷ，风电４３６ＭＷ，光伏６９．９ＭＷ；图１为该地区电网１１０ｋＶ环网结构图。

１．２孤网运行情况分析从图ｌ中可以看出，Ｗ水电厂由１１１３ＷＳ一线、１１１４ＷＳ二线双回线并列运行，通过Ｓ变上网输送电量，异常情况下若１１２０ＤＨ线和１１２０ＳＳ线同时发生故障，Ｗ水电厂将与大电网失去互联，孤网运行。

因主网线路故障而形成孤网系统时，Ｗ水电厂发电机组的调速系统可靠动作，变电站低频低压减载装置正确的、按次序逐步切除部分负荷，使孤网系统稳定下来。

此时，孤网系统中发电机组调速系统等自动装置可靠稳定、发电机组的出力与负荷基本平衡，孤网稳定运行。

孤网系统稳定运行可以确保孤网系统的重要用户不停电，但孤网系统无法长期保持稳定运行，在故障处理完成后，调度员需要将孤网系统恢复到主网系统中来。

孤网系统与主网恢复并网需要注意电网的同期条件，两个电网之间的频率、电压、相位可能存在偏差，无视同期条件的合闸操作会引发更大规模的故障。

２同期情况分析２．１同期情况分类及特点电网同期通常有２种情况：其一是差频并网，指２个独立运行着的电网之间通过一条线路同期并联；其二是同频并网，指同一电网中２个变电站之间再投入一条线路的同期并联。

差频并网的特点是待并列断路器两侧不仅存在着电压差，而且还存在着频率差和变化着的相角差，差频并网要通过准同期方式完成；同频并网的特点是待并列断路器两侧电压的频率相等，频差为零，压差存在，相角差是一个固定值，同频并网需要解决电网的合环（环并）问题。

２．２同期并列要因分析在实际电网并列过程中，除了压差是固有的以外，由于两个电网的频率也不可能完全一致，导致在并列点处的相角差也随着两侧频差的存在而呈现周期性的变化，因此，研究两侧的压差、频差和相角差对于电网的并列具有非常重要的意义。