准同期并列条件分析及整定 自动准同步装置的基本构成教材

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。
1、电压幅值差的影响
产生冲击电流的有效值为： Iip
?
UG ?US
X
??
d
2、相角差值的影响
冲击电流的有效值为
I ip
?
?U ? Xq??
2U ?
Xq??sin 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
一、电力系统及其运行特点
脉振电压 Ud为
ud
?
U
dm
cos?? ?
?
G
??S
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
? ? ? dt
因此
U dm
?
2U Gm
sin
? dt
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
（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。
? d ? 2πfd
所以，滑差周期
Td ?
1 fd
? 2? ?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。
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（ASA）
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。
Xq??
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总的冲击电流周期分量有效值为：
I ip ?
????U G
? U S cos?
X
??
d
????2
?
??U S sin?
??
X
??
q
??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； 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。
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 ?
X d??
直轴方向上相应的冲击电流周期分量有效值为：
U S sin ?
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。
四、微机型自动准同步装置的主要特点及要求
U d ? U Gm sin?? G t ? ? 0G ?? U Sm sin?? ? St ? ? 0S
设
经过和差化积则变为
ud
?
2U
Gm
sin
?? ?
?
G
??S
2
t ??cos??? G
??
??S
2
t ?? ?
定义
U dm
?
2U
Gm
sin???
?
G
??
2
S
t ?? ?
为脉振电压的幅值
脉振电压 ud可变为
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。
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。