自动准同期装置的工作原理参考文档
9.3SJ-12C自动准同期装置介绍及工程应用
业绩
• SJ-12系列同期装置诞生已有二十余 年，在国内广泛使用。并且远销到在世 界多国，如欧洲的俄罗斯，中美洲的伯 立兹，南美洲的智利，非洲的南非，亚 洲的越南、老挝、柬埔寨、叙利亚、朝 鲜、伊朗、巴基斯坦、伊拉克等国，深 受各国电力公司的好评。
SJ12C装置结构 装置结构
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ ⑺ 装置电源开关 电源板，型号SYNC103 I/O 板，型号SYNC102 同期副板（简称辅板），型号SYNC101 同期主板（简称主板），型号同辅板 装置机箱 装置写保护跨接器，上方位置(E1)为写保 护态，下方位置(E2)为写使能态。出厂 位置为写保护态。 键盘/显示接口板，简称MMI 板，型号 SYNC104 LCD 液晶显示板 机箱前面板 MMI 板与LCD 液晶显示板之间的连接电缆 无压合闸方式跨接器，下方位置(E4)为开 入“选择无压”合闸方式；上方(E3)为 “自动无压”合闸方式。详见第4.3 节 说明。出厂位置为“选择无压”方式。 主板与MMI 板之间的连接电缆
同期失败（-） 启动 无压使能/PT断线 DIcom DIcom 接对象1-8的公共端 DIcom 接对象9-16的公共端 DIcom 备用
接线
SJ-12C J7-1 J7-2 J7-3 J7-4 J7-5 J7-6 J7-7 J7-8 J6-6 对象1 对象2 对象3 对象4 对象5 对象6 对象7 对象8
SJ12C的调试过程
4. 同期试验 假同期完成后如无问题可进行真同期试验。 插入同期装置背后的J3端子（同期合闸输出）。有条件 的话接入录波装置。投入系统、机组（待并侧）PT,选择相 应同期对象，由现场指挥人员发出启动同期令，观察同期装 置，其参数变化应与假同期时基本相同，在Δφ趋向于零时 发出合闸令。注意听机组并网时有无比较大的响声，如有则 合闸效果不理想，检查同期相序，导前时间或现场接线是否 有问题，查找出原因后重新做4.4~4.6各项试验。如有录波 装置，检查拍摄波形，检查实际合闸效果。
全数字自动准同期装置
TDTQ2003全数字自动准同期装置使用说明书（适用于多对象）一、概述在电力系统中，同步电机的并列操作是经常进行的，为了保证安全快速地将同步电机并入电网，必须使用准同期控制器。
TDTQ准同期控制器采用DSP芯片为核心，与同类装置相比较，具有硬件简单、高集成度、高可靠性、性能完善等特点。
装置对合闸相角进行预测，对被同期对象的电压、频率进行变参数调节，提高了同期精度及并网速度。
相角差测量由独立的硬件电路完成并提供合闸闭锁功能。
装置也可用于变电站开关合闸操作。
本装置可以对PT误差进行在线修正。
二、主要功能1、对待发电机自动调压、调频、以恒定导前时间t dp发出合闸脉冲（命令）完成并列操作。
2、十进制数字显示器可显示以下参数：发电机电压U F、电网电压Us、发电机频率Ff、电网频率Fs、电压差△u、频率差△f、导前角dα、相角差△δ。
有指示灯指示。
3、各控制继电器动作时，相应指示灯亮。
相角差有指示灯指示。
4、参数可在线修改并断电保存。
5、装置故障时，自动封锁调压、调频及合闸命令。
并发出故障信号。
6、可对八个对象进行并列操作。
7、能提供RS-485串行通信接口与上位计算机系统通信。
8、能自动精确测量并记忆断路器合闸回路时间。
三、技术条件1、装置电源：DC220V或DC110V或AC220V2、输入信号：发电机电压：100V±50V电网电压：100V±50V分别取自被同期对象两侧电压互感器的同名相，开关量输入信号电平V p＝24V，由装置内部提供。
3、输出信号：增速、减速、升压、降压、同期合闸及故障六个（接点）信号，以继电器方式输出，接点容量为交流阻性220V，3A，直流48V，3A。
4、允许频率差、电压差及合闸相角差等可进行参数修改，详见附录。
5、调频，调压为脉冲输出，脉冲序列的宽度及参数修改。
6、导前时间可在001ms～999ms内由参数修改。
四、使用方法1、机箱尺寸外形尺寸：132×260×320mm（高×宽×深）；开孔尺寸：133×220（高×宽）；2、装置面板示意图3、背板接线说明:1、电源(输入220V)为设备供电电源，Ux*(1,2)，Uf*(3,4)为源参考及发电机组测量电压输入接口，插座名称为TQP1。
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。
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
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)
自动准同期装置原理
自动准同期装置原理自动准同期装置（Automatic Time and Frequency System）是一种用于电子设备的时钟同步和频率校准的系统。
它在许多应用中起着至关重要的作用，包括通信、计算机网络、卫星导航等。
本文将介绍自动准同期装置的原理和工作方式。
一、引言自动准同期装置是一种采用高精度的时钟信号来确保不同设备运行的时间和频率一致的系统。
它通过精确测量和比较信号的延迟时间和频率偏差来实现。
二、原理自动准同期装置的原理基于两个关键概念：时钟同步和频率校准。
1. 时钟同步时钟同步是指不同设备的时间保持一致。
自动准同期装置通过分析各个设备发送的时间标记信号，测量不同设备之间的延迟，并进行必要的调整来实现时钟同步。
自动准同期装置通常使用GPS（全球定位系统）或其他高精度时间源作为参考。
它接收到参考时间源的信号后，通过内部时钟来产生一个准确的时钟信号，并将该信号分发到各个设备。
每个设备在接收到准确的时钟信号后，将其应用于本地时钟，使得各个设备的时间保持一致。
2. 频率校准频率校准是指不同设备的频率保持一致。
自动准同期装置利用参考信号的频率信息和接收设备的频率进行比较，测量频率的偏差，并进行必要的校准。
自动准同期装置通常使用高精度的原子钟或其他精密的频率源作为参考。
它接收到参考频率源的信号后，通过内部频率源来产生一个准确的频率信号，并将该信号分发到各个设备。
每个设备在接收到准确的频率信号后，将其应用于本地时钟，使得各个设备的频率保持一致。
三、工作方式自动准同期装置的工作方式可以简单概括为以下几个步骤：1. 接收参考信号：自动准同期装置通过接收参考时间源或参考频率源的信号来确定参考值。
2. 产生准确时钟信号：自动准同期装置使用内部的时钟和频率源来产生一个准确的时钟信号。
3. 分发信号：自动准同期装置将产生的准确时钟信号分发到各个设备。
4. 同步和校准：每个设备接收到准确时钟信号后，在自动准同期装置的控制下，进行时钟同步和频率校准。
第三章 自动准同期装置
第三章自动准同期装置3.1 概述山西鲁晋王曲发电厂同期系统采用日本日立公司配套的CSY-96-2S型同期装置，采用传统的电压选线把手和同期投入开关，使同期装置在备用状态时有明显的断点，保证同期装置不带电。
被合开关的选择和启动同期在DCS或DEH中实现。
对主变高压侧3/2接线的两个开关不仅可进行同期并网，还可进行单侧有压合闸或同频合环。
为全面检验SID-2CM 自动准同期系统的特性使之满足设计和技术规范的要求保证调试工作安全顺利的进行特制定本规程。
3.2 同期装置的技术参数同期装置型号：CSY-96-2S 同期装置出厂编号：NO.CM04102B生产厂家：日立公司提供的DAIICHI ELECTRONICS CO.,LTD工作电源：为110VDC测量电压：100VAC 50Hz输入信号：并列点选择、复位、启动同期、单侧无压确认、开关接点。
输出信号：加速、减速、升压、降压、合闸。
功角越限、报警、失电。
通讯接口：RS-232、RS-4853.3 常规检查3.3.1 回路检查经审图并实际检查；设计院合闸回路设计为：在汽轮机条件满足的情况下，保护没有动作信号，励磁开关在合的情况下，选择合闸开关，和待并回路电压，投入自动准同期装置，同期装置在调整发电机的电压满足同期条件的情况下，发出合闸信号。
根据厂家说明书的要求，在合闸信号、加速信号、减速信号、升压信号、降压信号通过硬结线直接发送到DEH或励磁系统。
3.3.2 绝缘检查直流电源、交流电压输入对地绝缘均大于 50 MΩ.(1000V摇表)合闸出口接点之间,对地绝缘均大与 50 MΩ.(1000V摇表)3.3.3 上电功能检查给上直流电源开关，在电压小母线上加上同期电压和待并电压，手动投入同期装置，同期表相应指示均正确，同期装置上电自检及显示均正确。
分别由DCS选第一路（母线侧开关）或第二路（联络开关），手动投入待并电压，此时相应指示均应正确，同期装置上电自检及显示均正确。
发电机自动准同期装置(ASS)
发电机自动准同期装置（ASS）自动准同期装置概述为了保证电力系统的供电可靠性、供电质量及合理分配负载，必须将各发电厂的发电机连接起来并列运行，在并列运行中常会碰到某台发电机停机后重新并入系统运行和某发电厂与系统联络的线路断路器跳闸后恢复联络的问题，这就涉及两个系统并列，即待并系统与运行系统。
对于发电厂任一断路器，在合闸前如其两侧电压有可能不同期时，在该断路上应设置同期点，并依靠同期装置，对断路器两侧电压进行同期检查后，才能并列。
待并系统与运行系统并列必须满足以下三个条件1、两侧电压应接近相等。
2、两侧频率应接近相等。
3、两侧电压的相角差接近零度，一般相角差不超10度。
同步发电机的同期方式有两种，即准同期和自同期。
准同期是指发电机在并入系统前已加上励磁，并使发电机电压及频率接近系统的电压和频率，当两侧相角差小于规定值时合上待并发电机的断路器，将发电机并入电网运行。
准同期装置分为手动准同期与自动准同期两类，现代大容量发电机组为了并网的安全，都广泛使用微机型自动准同期装置实现与系统并网的任务。
微机型自动准同期装置概述微机型自动准同期装置又称之为ASS装置，做为大容量的单元机组与电网并列的自动装置，为了保证发电机快速无冲击与系统并网，每台机组均装设一套ASS装置，当发电机满足了同期并网的条件，由ASS装置将发电机与系统之间实现差频并网，而ASS装置，在一个滑差周期内就能捕捉到最佳的合闸越前时间，发出合闸脉冲。
微机型自动准同期装置的原理必须满足准同期的三个条件即应在待并侧与系统侧的电压差、及频率差满足要求前提下，确保相角差为零时，将发电机平滑的并入电网，更确切的讲，应在压差、频差满足要求时捕获第一次出现的零相差将发电机并入电网。
微机型准同期装置的作用可以对发电机实现差频并网，调频，调压无需人工操作，从而实现汽轮机发电机的快速无冲击并网，可作为同期数字表使用（用来监视：频差，压差，相位，阻抗角），具有无压空合闸的功能。
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。
自动准同期装置ZZQ
自动准同期装置ZZQ-5说明一．用途本装置适用于各种型式和各种功率的同步发电机按自动准同期方式并入系统。
还可以用作两个独立的电力系统按同期方式并列。
二．结构整机结构有主插件，壳体，盖三部分组成。
调整实验时，将盖子左右两侧螺杆拧下，即可取下盖子，然后往外拉动把手，便可将主插件拔出。
合闸与调频部分装在一块印刷板上，可以转动90°便于试验检修，调压与电源部分装在另一个印刷板上。
外形尺寸：344×164×400（宽×高×深）mm3,盖厚40mm。
安装开口尺寸320×147（宽×高）。
三原理说明为使同步发电机与系统自动准同期方式并列，必须满足下面三个条件：1，发电机电压与系统电压的频差应小于允许值。
2，发电机电压与系统电压的幅值应小于允许值。
3，在并列的断路器主触头闭合的瞬间，发电机电压与系统电压的相位差应小于允许值。
为实现条件1，装置设有自动调频部分，能实现发电机的频率对系统频率自动跟踪。
为实现条件2, 装置设有自动调压部分，能实现发电机的电压对系统电压自动跟踪。
为满足条件3，装置设有恒定导前时间的控制部分，导前时间的整定值可以根据并列断路器合闸时间的长短来整定，当导前时间的整定值与断路器的合闸时间（包括所有辅助元件的动作时间在内）相等时，装置就能保证断路器主触头闭合的瞬间，被投入的发电机电压与系统电压的相位差小于允许值。
以下按原理图0XJ，352，104－107分别说明装置的工作原理。
1．合闸部分：合闸部分的主要作用是判断发电机与系统的同步情况如何，在频差与电压差均满足要时，提前一定时间发出合闸命令。
我们不希望在频差太大时并网，在所需的提前相角大于某一整定值时，装置就自动闭锁，可以根据所整定的导前时间，容许的最大频差，计算出所需的导前相角。
2．调频部分：调频部分的主要作用是判别发电机电压的频率是高于或低于系统电压的频率，从而发出减速或增速指令，作用于发电机的调速器，调整发电机电压频率，使之逐步趋近系统电压频率。
同步发电机的自动准同期2
第二节 数值角差、整步电压与越前时间
第一章 同步发电机的自动准同期
第二节 数值角差、整步电压与越前时间
因为待求量为角差为0 因为待求量为角差为0瞬间的越前时间， 瞬间的越前时间，故只讨论整步电压 在 −π ≤ ωs t ≤ 0 段的特性
Q C较小， 容抗较大， 故可忽略 R115 A ′= ∴ u3 ⋅ （π + ωs t） R114 + R115 π
第一章 同步发电机的自动准同期
第二节 数值角差、整步电压与越前时间 （自动准同期装置的工作原理）
1 数值角差与越前时间（数字式装置）
压差、 压差、频差满足条件时， 频差满足条件时，应在角差（ 应在角差（数值） 数值）为0前合闸。 前合闸。 因此装置必须实时测量角差值， 因此装置必须实时测量角差值，在恒定越前时间时刻， 在恒定越前时间时刻，当测 得的角差值小于最大允许角差时， 得的角差值小于最大允许角差时，发出合闸脉冲。 发出合闸脉冲。 ① 数值角差： 数值角差：
进行整定；负 C 进行整定；
u3
u
′ u3 td
′′ u3
td
t
T1
T2
由图可见， 由图可见，对于不同的滑差（ 对于不同的滑差（周期）， 周期），越前时间是不变的 ），越前时间是不变的。 越前时间是不变的。
第一章 同步发电机的自动准同期
第二节 数值角差、整步电压与越前时间
对线性整步电压进行微分求越前时间只适用于匀速滑差的 情况， 情况，不宜用于加速度滑差情况。 不宜用于加速度滑差情况。 原因： 原因：线性整步电压含有一些高频分量， 线性整步电压含有一些高频分量，严格为
us =
A
π
(π + ω s t ) + B sin ω 0 t
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（Automatic Synchronization Device）是一种用于电力系统中的设备，其工作原理是通过同步机制来确保不同发电机之间的输出频率和相位足够接近，以便实现平稳、可靠的电力传输和供应。
下面将详细介绍自动准同期装置的工作原理。
一、引言在电力系统中，存在多个发电机同时运行的情况。
为了确保这些发电机间的电能能够有效地同步并传输到负载中，必须保证它们的频率和相位同步。
这就需要通过自动准同期装置来控制和调节发电机的输出。
二、频率同步频率同步是指多个发电机输出的电压频率相同。
在实际运行中，各个发电机受到负载变化的影响会导致频率的波动。
自动准同期装置通过感知差异频率之间的变化，并向对应的发电机发送调节信号，使其频率趋于一致。
具体来说，自动准同期装置通过监测发电机输出的电压频率，并将其与设定的标准频率进行比较。
如果某个发电机的频率偏离标准频率，自动准同期装置会输出调节信号，进而调节发电机的机械负荷，使其频率趋于标准频率。
这就保证了频率同步，在电力系统中实现了稳定的供电。
三、相位同步相位同步是指多个发电机输出的电压相位一致。
相位同步的实现需要考虑发电机输出的相位差异，并通过自动准同期装置进行调节。
在自动准同期装置中，通常会使用相位锁定环路（Phase Lock Loop，PLL）来实现相位同步。
首先，自动准同期装置会通过信号处理技术，提取并监测与标准相位信号之间的差异。
然后，通过对控制系统的信号加工和输出，使发电机的相位趋于与标准相位信号一致。
四、控制策略自动准同期装置的工作原理涉及到复杂的控制策略。
其中，最常用的控制策略包括频率滞后和相位查锁。
频率滞后是指通过控制发电机的机械负荷复位器来调整发电机的输出频率，使其与标准频率相匹配。
这种控制策略能够有效地减小频率的偏差，实现频率同步。
相位查锁是指通过对发电机输出信号的检测和比较，调整发电机的励磁电流或机械负荷，使其与标准相位信号保持一致。
浅析准同期装置工作原理
滑差ｕ ＝ ０ 。 这只需寺 （ ∞ ａ 一 ∞ 。 ） ｔ ＋ ｛ （ 一 ） ＝ ０ 即可。
（ 二 ）频率差对滑差影响的分析 还是假设 同步发 电机电压的有效值 与电网电压 的有效值相等 。 这可 以分 ４种情况讨论： （ １ ） 如果 同步发电机 Ａ相的瞬时电压的频率 ｔ 与电网
电 网 Ａ 相 瞬时 电压 的初 相 位 Ｏ ｏ 不 相等 ，那 么根 据式 （ ２ ） 可 得 滑 差
１ ～ ～ １ １
ｕ ＝ ２ Ｕ ｃ ｏ ｓ ［ ￣ （ Ｏ ｔ ＋ ∞ ） ｔ ＋ ￣ Ｃ Ｏ ｎ ＋ Ｏ ｎ ） 】 ・ ｓ ｉ ｎ Ｅ － ￣ （ ｏ ｏ — Ｏ ｏ ） ］ 。 而 一 越 接 近 零， ● 源自‘ ， 、
Ａ相瞬时电压的频率 Ｃ 不相等， 则二 ≠ ， 并且同步发电机 Ａ相的瞬
时 电压 的初相位 与电网 Ａ相瞬时 电压的初相位 ｏ ｏ 也 不相等 ，那么分 析 的结果 和相位差对滑差的影响的分析结果相 同。 ｆ ２ ） 如果 同步发 电机 Ａ
相 的瞬时电压 的频率 ｆ ｏ 与电网 Ａ 相瞬时电压的频率 相等 ， 则三 。 ： 三 。 ，
１ ． ， １ １ ，
ｕ ＝ ２ Ｕ ｃ ０ ｓ ∞ ＋ ∞ ＋ 去 （ ＋ ｏ ｏ ＇ ） ］ ． ｓ ｉ ｎ （ 一 ） 妇 。 而 一 Ｃ Ｏ ～ 越 接 近 零，
滑差越小 ， 同步发电机 的并 网开关闭合瞬间 ， 产 生的冲击 电流越小 。 （ ４ ） 如果同步发电机 Ａ相 的瞬时 电压 的频率 与电网 Ａ相瞬时 电压的频率
，
ｔ 。 不相等 ， 则二 二 ， 并且 同步发 电机 Ａ相 的瞬时 电压的初相位 ｏ ｏ 与
电网 Ａ 相 瞬 时 电 压 的 初 相 位 ’ 相 等 ，那 么 根 据 式 （ ２ ） 可 得 滑 差
准同期微机装置基本原理
准同期微机装置基本原理与设计摘要: 微机自动准同期装置各项的技术性能指标都优于国家标准,是根据以上的基本原理开发并研制的,装置以其安全可靠、稳定、快速、精度高等诸多特点,在水电站发电机组应用中逐渐占据主导地位。
一、产品概述电力系统由发电、用电和输电等主要部分组成,其中发电机组向系统提供基本电源是发电。
需要进行一系列的操作才能把发电机投入到电力系统中并列运行,称为同期操作或并列操作,使这一操作得以实现的装置被称为同期装置。
它是一个非常重要的操作,机组没有它就不能稳妥地并入系统,同时必须满足一定的条件机组才能并网,否则就会造成很严重的后果。
随着对水电站综合自动化程度要求的提高,设计、改造更多水电站按“无人值班,少人值守”进行,这样对水电站综合自动化的要求也就更高,其中水电站中同步发电机快速并网的实现采用的主要控制手段为微机自动准同期装置,是保证系统安全稳定运行、机组故障时快速投入备用机组、节约机组并网前空载能耗的重要保障。
二、手动准同期与自动准同期装置对比同期点断路器的合闸时间能被手动准同期装置控制在一定的范围之内,但在以下三个方面还存在一定缺陷。
1、选择时机时不能自动完成,因操作人员很难把握合闸时机,所以对工作技能有较高要求,但是在操作人员在合闸时仍会有多次不成功的现象经常出现。
2、具有随意性大的合闸时机,断路器不超过同期装置的允许范围。
但由于断路器的固有合闸时间无法与电气和机械传动的延时配合,实际上断路器的合闸时间很可能已经超过了并列操作的允许范围,从而造成非同期合闸,对电系统、断路器以及发电机造成冲击。
3、自动调节不能实现。
操作人员必须手动调节各项参数,尤其是频率(转速)只有在机电人员联系协调好主控室人员的情况下才能调节。
这使得发电机往往需要较长时间才可以完成并网操作。
综上所述,为自动调节各种电参数,合闸脉冲指令在条件满足的情况下可自动发出,通常在与系统进行并网操作时采用微机自动准同期装置。
三、自动准同期装置的基本条件和设计原则在电力系统的二次回路中应用自动准同期装置,可实现待并发电机组投入到电网后成功运行。
自动准同期装置的工作原理
三、合闸命令（导前时间脉冲Ulead.t）的发出
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图2-12 导前时间脉冲Ulead.t波形
1、同期电压间的相角差测量
图2-13 相角差φ的测量框图
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图2-14 相角差φ测量波形分析
7
图2-8 自动准同期装置构成的闭环自动调频系统
8
9
图2-9 频率调节程序示意框图
二、 压差大小及压差方向测量
1、交流电压幅值测量
交流电压幅值的测量有两种方法：一种是电 量变送器法，另一种是交流采样法。
图2-10 电压幅值测量
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1）电量变送器法：通过交流电压变送器把交 流电压信号转换成直流电压信号，输出的直流 量经A/D转换接口送入CPU， CPU得到的数据 反映了发电机侧电压和系统侧电压的有效值。
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由于两相邻计算点间的ωD变化很小，因此△ωD一 般可经若干计算点后才计算一次，所以有：
d dD t tDD2i sD n(in)
将取得的实时的相角差与式计算出的导前合闸角 φlead进行比较
2ilead计算允许误差
20
2、导前时间脉冲Ulead.t（合闸命令）的形成条件 （1）不论频差方向如何，导前时间脉冲Ulead.t应 在180°＜φ＜360°区间内形成。 （2）在相角差φ的限值区间内形成，即φ≤φset ； （3）压差满足要求； （4）频差满足要求；
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（a）原始波形；（b）削波限幅后的方波；（c）矩形波
相角差φi可按下式求得
i 2SiSiii1 20 Sii矩 i形 1 波 逐 2渐 矩变 形宽 波逐渐未 变画 窄出 （）
断路器合闸时间：
第三章 自动准同期装置
第三章自动准同期装置3.1 概述山西鲁晋王曲发电厂同期系统采用日本日立公司配套的CSY-96-2S型同期装置，采用传统的电压选线把手和同期投入开关，使同期装置在备用状态时有明显的断点，保证同期装置不带电。
被合开关的选择和启动同期在DCS或DEH中实现。
对主变高压侧3/2接线的两个开关不仅可进行同期并网，还可进行单侧有压合闸或同频合环。
为全面检验SID-2CM 自动准同期系统的特性使之满足设计和技术规范的要求保证调试工作安全顺利的进行特制定本规程。
3.2 同期装置的技术参数同期装置型号：CSY-96-2S 同期装置出厂编号：NO.CM04102B生产厂家：日立公司提供的DAIICHI ELECTRONICS CO.,LTD工作电源：为110VDC测量电压：100VAC 50Hz输入信号：并列点选择、复位、启动同期、单侧无压确认、开关接点。
输出信号：加速、减速、升压、降压、合闸。
功角越限、报警、失电。
通讯接口：RS-232、RS-4853.3 常规检查3.3.1 回路检查经审图并实际检查；设计院合闸回路设计为：在汽轮机条件满足的情况下，保护没有动作信号，励磁开关在合的情况下，选择合闸开关，和待并回路电压，投入自动准同期装置，同期装置在调整发电机的电压满足同期条件的情况下，发出合闸信号。
根据厂家说明书的要求，在合闸信号、加速信号、减速信号、升压信号、降压信号通过硬结线直接发送到DEH或励磁系统。
3.3.2 绝缘检查直流电源、交流电压输入对地绝缘均大于 50 MΩ.(1000V摇表)合闸出口接点之间,对地绝缘均大与 50 MΩ.(1000V摇表)3.3.3 上电功能检查给上直流电源开关，在电压小母线上加上同期电压和待并电压，手动投入同期装置，同期表相应指示均正确，同期装置上电自检及显示均正确。
分别由DCS选第一路（母线侧开关）或第二路（联络开关），手动投入待并电压，此时相应指示均应正确，同期装置上电自检及显示均正确。
第三节模拟自动准同期
•
ωs· =ωsy· =δ tδ tyq
(6-21)
ÙG
ωs
δ
• ωs—实际滑差角频率；
图6-13频差检测示意图
• tδ—以速度ωs走过角度δ实际所用的时间。
• 根据式(6-21)有
sy t t yq s
(6-22)
ÙX Δδ
• ①如果tδ=tyq，则ωs=ωsy；
δ
• ②如果tδ>tyq，则ωs<ωsy；
iR U Zb R114 R115
R114
C iR
BG106 R115
UZbΔ iC
比例、微分电路
AS t A 1 A ( S t ) R114 R115 ( R114 R115 ) R114 R115
• ②求iCR115 (微分电路）:
• 电容C的容抗很大,电容C两端电压UC可以看成C开 路时在R114上产生的电压。 • 于是对应于UZbΔ的上升段,有
U Zb
δ
ωS1大
0
δ
ωS2小
(-π )
(+π )(-π）
0
(+π )
UR115
Ud t
• 左半部分 Udδ tδ<tyq， t ωs1>ωsy； • 右半部分 tδ>tyq， t ωs2<ωsy。
tδ tyq1
tδ tyq2
图6-14 频差检测的时间关系图
返回波形
• ③如果tδ<tyq，则ωs>ωsy
AR115 AR115 R115 AS t CAS R114 R115 R114 R115 R114 R115 ( R114 R115 ) ( R114 R115 )
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图2-9 频率调节程序示意框图
二、 压差大小及压差方向测量
1、交流电压幅值测量 交流电压幅值的测量有两种方法：一种是电 量变送器法，另一种是交流采样法。
图2-10 电压幅值测量
1）电量变送器法：通过交流电压变送器把交 流电压信号转换成直流电压信号，输出的直流 量经A/D转换接口送入CPU， CPU得到的数据 反映了发电机侧电压和系统侧电压的有效值。
相角差φi可按下式求得
i
i S
i i1 0 矩形波逐渐变宽
2
2 矩形波逐渐变窄（图中未画出）
断路器合闸时间：
tlead tON QF tC
滑差角速度：
D
i
t
i i1 2 S
理想导前合闸角：
lead
Dtlead
1 dD
2 dt
同样，为了适应调节励磁装置，脉冲比例系数 可设定，或者直接设定调压脉冲宽度和周期。
图2-11 电压调节程序示意框图
三、合闸命令（导前时间脉冲Ulead.t）的发出
图2-12 导前时间脉冲Ulead.t波形
1、同期电压间的相角差测量
图2-13 相角差φ的测量框图
图2-14 相角差φ测量波形分析 （a）原始波形；（b）削波限幅后的方波；（c）矩形波
第四节 自动准同步 装置的工作原理
第四节 自动准同步装置的工作原理 一、频差大小及频差方向测量
1、频率的测量
图2-7 （a）频率测量框图
图2-7 （b）频率测量波形分析
设可编程定时计数器的计时脉冲频率为fc， 则交流电压的周期
T 1 N fc
交流电压频率为
f fc N
2、频率差的大小检测
当 fG fS fset 时 说明频率差已经满足要求；
当 fG fS fset 时 说明频率差不满足要求，从而检 查出频率差大小。
3、频率差的方向测量
4、关于调速脉冲
自动准同期装置发调速脉冲时，脉冲宽度应与频 差成正比。为了适应不同机组的调速器特性，比 例系数可设定，或者直接设定调速脉冲宽度和周 期。
图2-8 自动准同期装置构成的闭环自动调频系统
2）交流采样法：交流采样不用把交流电压信 号转换成直流量，而是直接对交流电压信号 进行采样，采样值经A/D转换接口送入CPU， CPU对这些采样值进行处理得到交流电压的 有效值。
2、电压差的大小检测和方向控制
3、关于调压脉冲
发电机在同期并列过程中，压差越限时应即时发 出调压脉冲，自动准同期装置发调压脉冲时，脉冲 宽度应与压差成正比。
t2
lead
1 d 2D
6 dt2
t3
lead
由于两相邻计算点间的ωD变化很小，因此△ωD一 般可经若干计算点后才计算一次，所以有：
dD D Di D(in)
dt t
2 s n
将取得的实时的相角差与式计算出的导前合闸角 φlead进行比较
2 i lead 计算允许误差
2、导前时间脉冲Ulead.t（合闸命令）的形成条件 （1）不论频差方向如何，导前时间脉冲Ulead.t应 在180°＜φ＜360°区间内形成。
（2）在相角差φ的限值区间内形成，即φ≤φset ； （3）压差满足要求； （4）频差满足要求；
3、断路器合闸时间测量
测量并列断路器合闸时间的方法： 1、并列断路器在停电检修状态下测量总的合闸时 间。 2、带电测量并列断路器总的合闸时间。