第一章 自动准同期

第一章

同步发电机的自动准同期

(Automatic Quasi-Synchronism of Synchronous Generators )

制作人：雷霞

主要内容

●重点：自动准同期的条件

●难点：准同期条件的分析，准同期装置的结构

●概述

●越前时间、数值角差与整步电压

●自动准同期装置举例

第一节概述

●一、并列操作(Parallel Operating)

●并列运行：在一个电力系统中，如果各发电机转子都以相同的电角速度运转，或各发电机转子间的相对电角度不超过允许值的运行方式。

●并列操作：发电机投入系统参加并列运行的操作。

一、并列操作(Parallel Operating)

同期点(synchronizing point)：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。

一、并列操作

(Parallel Operating)

同期条件的引出

)

(ϕω+=t Sin U u m m U ——电压幅值ω——电源的角速度ϕ——初相角

{状态量(State Variables)

一、并列操作(Parallel Operating)

●并列的原则：

●冲击电流尽可能小

●暂态过程尽量短

●并列方式：

●准同期(quasi-synchronizing)

●自同期(self-synchronizing)

二、准同期并列条件

U

∆等值电路图

发电机并列示意图(a)一次系统图(b)矢量图U

∆U ∆

二、准同期并列条件●

并列的理想条件：●(1) 滑差(Slide difference)为0，即

●(2)主触头闭合瞬间，角差(phase angle difference)为0，即

●

(3)压差(amplitude difference)为0，即s

g s g f f ==或ωω0=δs

g U U

=

三、准同期条件的分析

1、滑差(Slide difference)

T

x

三、准同期条件的分析

)sin()sin(21ϕωϕω+-+=t U t U u s s g g x )

2cos(

)2

sin(2t t U u s g s

g g x ωωωω+-=0

21==ϕϕ设初始角设)2sin(2t U U s g g x ωω-=为脉动电压的幅值)2cos(t U u s

g x x ωω+=

三、准同期条件的分析

s

g x ωωω-=t

x ωδ=

2

sin

22

sin

22

sin

2δ

δ

ωs g x g x U U t

U U ===脉动周期

x

x x f T ωπ21=

=e

x

e x e x x

f f f f f πωππω222*

===

三、准同期条件的分析

并列的同步过程分析

三、准同期条件的分析

2、角差(phase angle difference)⎪

⎩⎪

⎨⎧≠==0

0δs g s g f f U U 设并列时

仅有电压角差的示意图

冲击电流最大值

"

""

max

sin 55.22sin 255.2q

s q s ch x U x U i

δδ≈=⋅有功冲击电流

三、准同期条件的分析

3、压差(amplitude difference)

⎪⎩

⎪

⎨⎧≠==s g s g U U f f 0δ设

无功冲击电流最大值

"

"

max

55.2d

ch x U I

∆=⋅

四、自动准同期装置的功能

●1、压差和滑差满足，提前（恒定越前时间）发合闸命令

●2、当滑差、压差不合格时，能自动对待并发电机均频、均压

五、自同期并列

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

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、数值角差、整步电压

一、恒定越前时间

YJ δx U 0=δ恒定越前相角：

装置中所取提前量是某一恒定

相角，即在脉动电压到达之

前的相角发出合闸信号。

YJ δYJ t x U 0=δ恒定越前时间：装置中所取提前量是某一恒定

时间信号，即在脉动电压到达之

前的发出合闸信号。一般等于断路器的合闸时间。

YJ t QF t

二、数值角差

)(δωδ+=t t s

角差产生原理图

角差脉冲原理示意图