准同期并列条件分析及整定 自动准同步装置的基本构成

第三节 自动准同步装置的基本构成
一、自动准同期装置的功能
自动准同期装置的任务是实现自动并列操作，应 具有以下两种功能： 1）自动检测待并发电机与母线之间的压差及频 差是否符合并列条件，并在满足这两个条件时， 能自动地发出合闸脉冲，使并列断路器主触头在 相角差为零的瞬间闭合； 2）当压差、频差不满足并列条件时，能对待并 发电机自动地进行调压、调速，以加快进行自动 并列的过程。
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
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。
一、电力系统及其运行特点
脉振电压Ud为
U d U Gm sinG t 0G U Sm sin S t 0S
设
经过和差化积则变为
G S G S u d 2U Gm sin t cos t 2 2
定义 U dm
因此
U dm 2U Gm sin
d t
2
2U Gm sin

2
2U Sm sin

2
滑差角频率ωd与滑差频率fd的关系为
d 2πfd
所以，滑差周期
1 2 Td f d d
在准同步并网的三个条件中，电压差和频率差 不是伤害发电机的重要原因，真正伤害发电机的是 相角差。
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。
三、自动准同步装置的组成
自动准同步装置主要由频差控制单元，压差控制 单元，合闸信号控制单元和电源四部分组成。
图2-6 典型自动准同步装置构成原理图
按提前量的不同，可分为恒定越前相角和恒定越 前时间两种原理。 1、恒定越前相角的同步装置是采用并列点两侧 电压相量重合之前的一个角度φdq发出合闸脉冲， 只有在一特定频差时才能实现零相角差并网 2、恒定越前时间同步装置则采用在并列点两侧 电压相量重合点之前的一个时间tdq时发出合闸脉 冲，可保证在任何频率差时都可在零相角差实现 并网。
二、准同步装置的分类
1、手动准同步装置
手动准同步装置没有频率调节和电压调节的功 能，并列时，运行操作人员监视同步屏的电压 表、频率表及整步表，当频率和电压都满足并 列条件时，靠经验人为的判断合闸时间，操作 断路器合闸。
2、自动准同步装置（AБайду номын сангаасA）
自动准同步装置通过接入待并发电机和运行系统 的TV二次电压能自动监视待并发电机侧和系统 侧的电压、频率并且能在导前时间点发出合闸命 令，使断路器在零相角差时进行合闸。 自动准同步装置具有均压控制、均频控制和合闸 控制三种功能，通过自动调压和调频单元，在压 差和频差不满足同期条件时发出控制脉冲。
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。
1、电压幅值差的影响
UG U S 产生冲击电流的有效值为：I ip Xd
2、相角差值的影响
冲击电流的有效值为
U 2U I ip sin X q Xq 2
3、频率差值的影响
图2-5 准同步时频率条件分析 （a）待并发电机与系统的电压向量图 （b）Ud的波形
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；
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