发电机同期并列装置

辅助触点放在其合闸后的状态（辅助触点接通），这时，系统电压就通过
这对辅助触点进入同期回路。另外待并发电机的电压也进入同期回路中。 这两个电压进行同期并列条件的比较。
六、发电机同期系统试验
若采用手动准同期并列方式，运行人员可通过对发电机电 压频率的调整，待满足同期并列的条件时，手动将待并列发电机 出口断路器合上，完成假同期并列操作； 若采用自动准同期并列方式，则自动准同期装置就会自动对 发电机进行调速、调压，待满足同期并列条件后，自动发出合闸 脉冲，将其出口断路器合上。并进行故障录波，根据录波情况及 开关实际合闸时间，调整同期装置的导前时间参数等。 显然，若同期回路的接线有错误，其表计将指示异常，无 论手动准同期或是自动准同期，都无法捕捉到同期点，而不能将 待并发电机出口断路器合上。
六、发电机同期系统试验
2、通过假同期的方法检查发电机同期回路接线的正确性 （1）假同期试验时的两个必须条件 ◆ 发电机隔离刀闸拉开，但其辅助接点要短。
◆
将发电机并网带初试负荷的回路拆除，防止开关合上后引起DEH误
判发电机已并网而初加负荷，引起汽机超速。 （ 2 ）进行假同期试验时，应将断路器两侧隔离开关断开，人为的将其
◆ 准同期并列的优缺点 优点：在正常情况下，并列时产生的冲击电流比较小，不会 使系统电压降低，并列后容易拉入同步，对系统扰动小。 缺点：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 利于系统发生事故时及时投入备用容量。
二、实现发电机并列的方法
五、自动准同期装置
（一）同期基础知识简介 1、准同期原理简述 在同期的三要素中，频率差和相角差这两个要素是一对矛盾体。
若两系统的原有相位差Δ a≠0，而当满足频率相等要素，则Δ a恒定，
永远不可能Δ a=0。只有Δ f =fg－fS≠0, 亦即存在频率差时，Δ a才会 出现等于0的机会。 在实际应用中，电压差、频率差与相位差相比，对于系统和设备 的影响要小得多；同时，电压、频率较容易调至满足要求。故可以简 单地认为，同期过程实际上是捕捉Δ a＝0的过程，而电压差和频率差 两要素仅作为同期时的限定条件，只要在一定范围内即可。
图9 (a) Ug、Us波形
(b)脉动电压Ud波形
五、自动准同期装置
提前时间 tfw 发出合闸命令，使并列断路器主触头在电压相角差为零 的瞬间合闸，实现发电机平稳并入系统。
❃ 脉动电压波形中载有准同期并列所需检测的信息——电压幅值差、频率差、
相角差随时间变换的规律。
3、 越前时间（导前时间） 考虑到并列断路器都有一个合闸时间，自动准同期装置应该在 δ =0°前一段时间发出合闸脉冲，这个提前时间称为导前时间时间 tfw 。 由于一个断路器的合闸时间是恒定不变的，所以导前时间也不应 随频差、压差改变，是一个固定的值，称之为恒定导前时间。
合闸时由于电位差的作用发电机也将产生冲 击电流。由于并列时a一般都很小,所以在只有相 图5 角差情况下，并列时的冲击电流主要是有功分量。 (a较大时会含有无功性质的电流分量)
UF稍超前U的相量图
三、准同期并列的条件分析
若UF 与U反向时，相量图如图6所示， 此时电压差可达发电机电压的两倍，若此 时并列，会产生很大的冲击电流，可达额 定电流的20~30倍。发电机会因遭受巨大 的冲击电磁力而损坏。 ❉ 若aF＞a，发电机超前电网，机组立即 输出有功功率，反之。对机组和电网都会产 生冲击。
五、自动准同期装置
调压部分：比较待并发电机电压和系统电压的高低，自动发出降压或 升压脉冲，作用于发电机励磁调节器，使发电机电压趋近于系统电压，且 当电压差小于规定数值时，解除电压差闭锁，允许发出合闸脉冲。
电源部分：将系统电压和发电机电压变成装置所需要的相应电压外，
还为逻辑回路提供直流电源。 （三）同期对象及同期PT 根据电厂主接线图来确定同期对象及同期PT的接入。如图10。
合闸时由于电位差的作用发电机将产生冲 击电流。即
X—为发电机并列合闸过程中的电抗
❉ 若 UF ＞U,发电机输出无功功率，反之。
图4
电压相量图
三、准同期并列的条件分析
冲击电流为无功分量，虽不会加重原动机的负担，但会在电 枢绕组中产生很大的冲击力，使电枢绕组端部受冲击力的作用而 变形。 2、电压相位不同时，合闸投入如图5所示： 此时，ab两端存在有电位差为：
1、准同期并列 ◆ 准同期并列的方法 准同期并列是待并机组并列前，转子先加励磁电流，并调整 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；当上述两个条件满足时，在相位重合前一时 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。
二、实现发电机并列的方法
六、发电机同期系统试验
五、自动准同期装置
1、发电机出口断路器两侧的PT信号的接入 选取两侧PT相同的线电压信号、或相同 的相电压信号，无转角问题。 2、主变高压侧断路器两侧的PT信号的接入 由于主变多采用 Y-d11接线，高压侧比 低压侧的相位超前了30°。 选取两侧PT相同的线电压信号、或相同 的相电压信号时，需在同期装置中对低压 侧的PT信号补偿+30° 。 ❃ 对于我厂四角接线，同期对象及同期 PT信号的接入
五、自动准同期装置
2、脉动电压 脉动电压波形如图9所示； 由于在并网之前系统与发电机的频 率不相等，Us与Ug之间的相角差a随t 而变化。a以0-2π为周期而变化，ud的 幅值也随之变化，相邻脉动电压幅值为 零点之间的时间，即为脉动电压的周期 Td。 脉动电压幅值的零点，表示相角差为 零；Td的长短反应两电压频率差，所以准 同期可利用脉动电压包络线波形变化， 以
2、自同期并列 ◆ 自同期并列的方法 自同期并列原理图如图2所示。 图2 自同期并列原理图 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。
六、发电机同期系统试验
（二）相关试验 1、通过定相的方法检查发电机同期回路接线的正确性 试验前由运行人员进行倒闸操作，空出发电厂升压站的一条 母线（以双母线为例），然后合上该母线的隔离开关和断路器， 直接将发电机升压后接至这条母线上。由于通过母线 PT 和发电 机 PT 加至同期回路的两个电压，实际上都是发电机电压，因此 同期装置的指示灯应在 12 点的位置。否则，同期回路接线有误。 ❃ 该回路的检查在发变组零起升压时进行。
置能自动地检验同期条件，并选择适当的时机发出合闸脉冲。

些装置能自动地进行，也有一些装置没有电压自动调节功能，
四、准同期并列的方式
需要靠发电机的自动调节励磁装置或由运行人员手动进行调整。 当同期条件满足后，同期装置能选择合适的时机自动地发出合闸 脉冲。 ❃ 同期检查继电器
同期继电器的铁心上嵌有两个匝数相等,方向相反的线圈,线圈电源分别 接系统侧PT和待并侧PT。当两侧PT二次相位角相差小于15°－20°时，两个 线圈磁力相等则相互抵消，故铁心释放使常闭辅助触点闭合，接通同期回 路；反之相位角相差大于20°以上时总有一个线圈磁力过大，则铁心吸合使 常闭辅助触点断开，闭锁（即断开）同期回路。
三、准同期并列的条件分析
（一）准同期并列的理想条件

待并发电机端电压UF与系统电压U大小相等； 待并发电机端电压的相位与系统电压的相位相同；


待并发电机的频率fF与系统频率f相等；
待并发电机的相序与系统相序相同。 XL－电力系统等值电抗。
（二）准同期并列的条件分析
三、准同期并列的条件分析
1、电压大小不等时，合闸投入时的相量图 如图4所示。 此时，ab两端存在有电位差为：
图8 fF小于f
三、准同期并列的条件
（三）准同期并列的实际条件 发电机实际并列时，由于发电机和系统均有一定的抗冲击的 能力，除了相序必须一致外，其他条件允许有一定的偏差 待并发电机电压和系统电压接近相等，不超过（5-10 ）%额 定电压； 待并发电机电压与系统电压的相角差在并列瞬间应接近于零， 不大于10°； 待并发电机频率与系统频率接近相等，不超过（ 0.2-0.5 ） % 额定频率。
五、自动准同期装置
（二）自动准同期装置的构成及功能 自动准同期装置利用脉动电压波形，完成发电机并列前的自动调压、 自动调频和在满足并列条件的前提下，于发电机电压和系统电压相位重合 前的一个恒定导前时间发出合闸脉冲。 ❃ 四大组成部分：合闸、调频、调压、电源 合闸部分：在频率差和电压差均满足准同期并列条件的前提下，于发 电机电压和系统电压相位重合前的一个恒定导前时间发出合闸脉冲。上述 条件不满足时，则闭锁合闸脉冲回路。 调频部分：判断发电机频率是高于还是低于系统频率，从而自动发出 减速或增速调频脉冲，使发电机频率趋近于系统频率。
三、准同期并列的条件分析
3、电压频率不同时，合闸投入
（1）当fF＞f时，如图7所示。UF超前U, Ih 与UF 相 位差小于90°，即发电机输出有功功率。
冲击电流Ih 的有功分量Ihp 对转轴产生
制动转矩，使转子减速牵入同步，直到
fF=f。
图7 fF大于f
三、准同期并列的条件分析
（2）当fF＜f时，如图8所示。UF滞后U, Ih与UF 相位差大于90°， 即发电机从电 力系统吸收有功功率。冲击电流Ih的有功 分量Ihp 对转轴产生驱动转矩，使转子加 速牵入同步，直到fF=f。 ❉ 通常，使待并发电机的电压、频率稍 高于系统电压、频率，在压差的作用下发 电机输出有有功功率、无功功率即为发电 机并列所需要的。
二、实现发电机并列的方法
◆ 自同期并列的优缺点 优点：并列过程短，操作简单，在系统电压和频率降低的情 况下，仍有可能将发电机并入系统，且容易实现自动化。 缺点：合闸时的冲击电流较大，对电力系统扰动大，不仅会 引起电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组附近造成电 压瞬时下降。 ❉ 综上所述，自同期并列仅在系统中的小容量发电机上采用。 大中型发电机均采用准同期并列方法。