电力系统自动化

新疆农业大学

课程论文

题目: 同步发电机同期系统与并列操作

课程: 电力系统自动化

姓名: 樊丛博

专业: 电气工程及其自动化

班级: 电气 072 学号: 073736227 指导教师: 石砦职称: 讲师

2010 年 11 月 18 日

同步发电机的同期系统与并列操作

作者：樊丛博指导老师：石砦

摘要：为提高供电的可靠性和电能质量,电力系统中的发电机通常都采用并联运行。根据系统运行的需要,同步发电机经常要投入或退出电网,有时会将一台或多台退出或投入运行。在某些情况下,甚至需要将已被解列为两部分的电力系统重新恢复并列运行

关键词：同步发电机、同期系统、并列操作

Synchronous generator in the corresponding period system and

tied for operation

The author：Fancongbo Guiding teacher：Shizhai Astract：In order to improve the reliability and electrical energy quality of providing electricity, the generator of power system is usually operated in parallel connection. According to the system operation circumstances, synchronous generators are usually put into or withdrawn from transmission-line system of electric power. One or more synchronous generators are sometimes withdrawn or put into operation. In some cases, it is even necessary to restore arrangement in parallel operation from two

parts of power system.

Key words: Synchronous generator、Same system、Tied for operation

前言：现代发电厂通常都装有多台发电机，这些发电机一般都是并

联运行的，不同发电机之间也是并联运行的，从而形成了大型电力系统。所谓发电机的并联运行，就是将两台或两台以上的发电机分别接入电力系统的对应母线上，或通过变压器、输电线路接在电力系统的公共母线上，共同向用户供电。同步发电机的同期并联操作是将同步发电机投入电力系统参与同期并联运行的操作过程。同期操作是通过检测同期电压并列和用同期装置来实现的，通常把反应同期装置和同期电压连接关系的电气回路称为同期系统。

1.1同步发电机的准同期并列

同期并列操作在发电厂中是一项经常性的重要操作，如果出现误操作将会造成非同期并列，可能产生巨大的电流，导致电力系统产生强大的电动力，可能对电气设备产生严重损坏，从而给电力系统带来及其严重的后果。因此，要求同期并列时冲击电流和冲击力矩不能超过允许值，而且并列后发电机能被迅速拖入同步。

1.1.1同期并列的方法

发电机同期并列的方法有自同期和准同期两种。

自同期并列是将待并发电机由原动机托至接近同步转速时，把待并发电机投入系统，然后再给发电机加上励磁，使发电机自行转入同步。由于发电机再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，所以并列断路器合闸时冲击电流较大。这种同期并列方式的

特点是并列迅速，操作简单，但是由于冲击电流较大，会引起电力系统电压暂时降低。

准同期并列时将待并发电机转速什至接近同步转速后就是励磁，当发动机的频率、电压幅值和电压相角分别与运行系统的频率、电压幅值和电压相角接近相同时，合上并列断路器，将待并发电机投入系统并列运行。这种并列方法冲击电流较小，不会引起系统电压降低，不仅适用于而且也适用于两个系统之间的并列，因而获得广泛应用。

1.1.2准同期并列的条件

发电机的同期并列操作最终事通过并列断路器的合闸来完成的。再并列前，同期并列断路器两次的电压分别是系统电压 •

s 和待并发电机（或待并系统电压 •

G ,将它们表示为瞬时值形式，则

s u =sm U sin (+t w s 0s ϕ)=sm U sin s ϕ （1）

式中 sm U ——系统电压幅值；

s w ——系统角频率；

0s ϕ——系统电压初相角；

s ϕ——系统电压t 时刻的相角, s ϕ=+t w s 0s ϕ

G u =Gm U sin(+t w G 0G ϕ)=Gm U sin G ϕ （2）

式中 Gm U ——待并发电机电压幅值；

G w ——待并发电机角频率；

0G ϕ——待并发电机电压初相角；

G ϕ——待并发电机电压t 时刻的相角，G ϕ=+t w G 0G ϕ。

式（1）和式（2）反映了系统电压和待并发电机电压的幅值、角频率和相角等三个状态量的关系。

在进行并列操作前，同期并列断路器两侧电压的状态量一般是不相等的。并列断路器两侧电压的幅值差m U ∆、频率差f ∆（或相角频率之差w ∆）和相角差δ之间的关系为

m U ∆=Gm U -sm U

（或u ∆=

-2Gm U 2Sm U ） f ∆=S G f f -（或w ∆=G w -s w =2f

f f S G ∆=-πππ22） =δ-G ϕs ϕ=（+t w G 0G ϕ）-（+t w s 0s ϕ）

在并列断路器合闸时，最理想的情况是断路器两侧电压完全相同。这时断路器合闸所造成的冲击电流为零，并且并列后能顺利的进入同步运行状态，对电网无任何扰动。因此，发电机同期并列的理想条件是并列断路器两侧电压的三个状态量全部相等，即

Gm U =sm U

S G f f = 或 G w =s w

=δ0