第六章同期系统 将一台单独运行的发电机投入到运行中的电力系统参加并列运行的操作，称为发电机的并列操作。同步发电机的并列操作，必须按照准同期方法或自同期方法进行。否则，盲目地将发电机并入系统，将会出现冲击电流，引起系统振荡，甚至会发生事故、造成设备损坏。 准同期并列操作，就是将待并发电机升至额定转速和额定电压后，满足以下四项准同期条件时，操作同期点断路器合闸，使发电机并网。 （!）发电机电压相序与系统电压相序相同； （"）发电机电压与并列点系统电压相等； （#）发电机的频率与系统的频率基本相等； （$）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。自同期并列操作，就是将发电机升速至额定转速后，在未加励磁的情况下合 闸，将发电机并入系统，随即供给励磁电流，由系统将发电机拉入同步。自同期法的优点：!合闸迅速，自同期一般只需要几分钟就能完成，在系统 急需增加功率的事故情况下，对系统稳定具有特别重要的意义；"操作简便，易于实现操作自动化。因为在发电机未加励磁电流时合闸并网，不存在准同期条件的限制，不存在准同期法可能出现的问题；#在系统电压和频率因故降低至不能使用难同期法并列操作时，自同期方法将发电机投入系统提供了可能性。 自同期法的缺点是：未加励磁的发电机合闸并入系统瞬间，相当一个大容量的电感线圈接入系统，必然会产生冲击电流，导致局部系统电压瞬间下降。一般自同期法使用于水轮发电机及发电机—变压器组接线方式的汽轮发电机。在采用自同期法实施并列前，应经计算核对。 发电厂发电机的并列操作断路器，称为同期点。除了发电机的出口断路器之外在一次电路中，凡有可能与发电机主回路串联后与系统（或另一电源）之间构成唯一断路点的断路器，均可作为同期点。例如，发电机—变压器组的高压侧断路器，发电机—三绕组变压器组的各侧断路器，高压母线联络断路器及旁路断
计算分析题 =================================================== 1、某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列，系统的参数为已归算到以发电机额定容量为基准的标么值。一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗''q X 为0.128；系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路之和为0.22；断路器合闸时间为s t QF 4.0=，它的最大可能误差时间为QF t 的%20±；自动并列装置最大误差时间为s 05.0±；待并发电机允许的冲击电流值为GE h I i 2''max .=。求允许合闸相角差ey δ、允许滑差sy ω与相应的脉动电压周期。 2、同步发电机等值电路如下，试绘制其矢量图。 3、在某电力系统中，与频率无关的负荷占25%，与频率一次方成比例的负荷占40%，与频率二次方成比例的负荷占15%，与频率三次方成比例的负荷占20%。当系统频率由50Hz 下降到48Hz 时，系统KL*值为多少？ 4、某电力系统用户总功率为Pfhe=2500MW ，系统最大功率缺额Pqe=800MW ，负荷调节效应系数KL*=1.8。自动减负荷装置接入后，期望恢复频率为ffh=48 Hz 。试计算： 5、AB 两电力系统由联络线相连。已知A 系统Hz MW K GA /800=，Hz MW K LA /50=， MW P LA 100=?；B 系统Hz MW K Hz MW K LB G B /40,/700==MW P LB 50=?。求在下列情 况下系统频率的变化量△f 和联络线功率的变化量△P ab 。 （1）两系统所有机组都参加一次调频； （2）A 系统机组参加一次调频，而B 系统机组不参加一次调频； (1) 残留的频率偏差标幺值Δf fh* (2) 接入减负荷装置的总功率P JH (3) 在图中标出P fhe 及P qe 位置和大小 I G X d
第二章《同步发电机得自动并列》练习参考答案 一、名词解释 1.并列操作 答:将发电机并入电力系统参加并列运行得操作。 2.准同步并列 答:发电机在并列合闸前已加励磁,当发电机电压得幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压得幅值、频率、相位接近相等时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。 3.自同步并列 答:将未加励磁、接近同步转速得发电机投入系统,随后给发电机加上励磁,在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步,完成并列操作。 4.同步点 答:可以进行并列操作得断路器。 5.滑差、滑差频率、滑差周期 答:滑差:并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差,用表示,即; 滑差频率:并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差,用f s表示,即; 滑差周期:并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化3600所用得时间。 6.越前时间、恒定越前时间、恒定越前时间自动准同步装置 答:越前时间:相对于提前(越前)得时间; 恒定越前时间:相对于提前(越前)得时间,且这一时间不随频差(或滑差)、压差变化; 恒定越前时间自动准同步装置:由恒定越前时间脉冲发出合闸脉冲命令得自动
准同步装置。 7.越前相角、恒定越前相角、恒定越前相角式自动准同步装置 答:越前相角:相对于提前(越前)得相角; 恒定越前相角:相对于提前(越前)得相角,且这一相角不随频差(或滑差)、压差变化; 恒定越前相角自动准同步装置:由恒定越前相角脉冲发出合闸脉冲命令得自动准同步装置。 8.整步电压、正弦整步电压、线性整步电压 答:整步电压:包含同步条件信息得电压; 正弦整步电压:与时间具有正弦函数关系得整步电压,表达式 线性整步电压:与时间具有线性函数关系得整步电压,表达式 二、单项选择题 1.准同步并列得方法就是,发电机并列合闸前( C),当( )时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。 A.未加励磁,发电机电压与并列点系统侧电压得幅值、频率、相位接近相等; B.未加励磁,发电机转速接近同步转速; C.已加励磁,发电机电压与并列点系统侧电压得幅值、频率、相位接近相等; D.巳加励磁,发电机转速接近同步转速。 2.自同步并列操作得合闸条件就是( B )。 A.发电机已加励磁、接近同步转速; B.发电机未加励磁、接近同步转速;
准同期并列 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉人同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（相同点）时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闲时间整定。准同期控制器根据给定的允许任差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 自同期并列 自同期也是一种并列操作过程，但它不同于准同期其操作过程是这样的：先将水轮 发电机组转动起来，当转速上升至稍低于机组的额定转速时，就将断路器闭合，这时电力 系统给发电机定子绕组送进三相冲击电流形成旋转磁超然后励磁系统再给发电机转子 绕组送进直流电流产生磁超使电力系统将发电机拉入同步运行状态 在并列过程中，发电机因有冲击电流而受到一定的损伤是自同期的缺点优点是并 列过程比较迅速，特别是在电力系统中发生事故或系统电压、频率发生剧烈波动时，采用 准同期费时间多而且很困难，甚至不可能实现并列，但采用自同期方式就有可能较迅速地 实现并列
同步发电机准同期并列实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程； 4．观察相关参数。 二、实验项目和方法 （一）机组启动与建压 1．检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置； 2．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄。调速器面板上数码管显示发电机频率，调速器上“微机正常”灯和“电源正常”灯亮； 3．按调速器上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮； 4．励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关； 5．把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置； 6．合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检查系统电压接近额定值380V； 7．合上原动机开关，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将自动启动电动机到额定转速； 8．当机组转速升到95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。 （二）手动准同期 将“同期方式”转换开关置“手动”位置。在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。 观察微机准同期控制器上显示的发电机电压和系统电压，相应操作微机励磁调节器上的增磁或减磁按钮进行调压，直至“压差闭锁”灯熄灭。 观察微机准同期控制器上显示的发电机频率和系统频率，相应操作微机调速器上的增速或减速按钮进行调速，直至“频差闭锁”灯熄灭。 此时表示压差、频差均满足条件，观察整步表上旋转灯位置，当旋转至0o位置前某一合适时刻时，即可合闸。观察并记录合闸时的冲击电流。 具体实验步骤如下： （1）检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置； （2）合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄。调速器面板上数码管显示发电机频率，调速器上“微机正常”灯和“电源正常”灯亮； （3）按调速器上的“模拟方式”按钮按下，使“模拟方式”灯亮。合上原动机开关，按下“停机/开机”按钮，开机指示灯亮；
第二章 《同步发电机的自动并列》练习参考答案 一、名词解释 1．并列操作 答：将发电机并入电力系统参加并列运行的操作。 2．准同步并列 答：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。 3．自同步并列 答：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步，完成并列操作。 4．同步点 答：可以进行并列操作的断路器。 5．滑差、滑差频率、滑差周期 答：滑差：并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差，用S ω表示，即X G s ωωω-=； 滑差频率：并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差，用f s 表示，即X G s f f f -=； 滑差周期：并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化3600所用的时间。 6．越前时间、恒定越前时间、恒定越前时间自动准同步装置 答：越前时间：相对于?=0δ提前(越前)的时间； 恒定越前时间：相对于?=0δ提前(越前)的时间，且这一时间不随频差(或滑差)、压差变化；
恒定越前时间自动准同步装置：由恒定越前时间脉冲发出合闸脉冲命令的自动准同步装置。 7．越前相角、恒定越前相角、恒定越前相角式自动准同步装置 答：越前相角：相对于?=0δ提前(越前)的相角； 恒定越前相角：相对于?=0δ提前(越前)的相角，且这一相角不随频差(或滑差)、压差变化； 恒定越前相角自动准同步装置：由恒定越前相角脉冲发出合闸脉冲命令的自动准同步装置。 8．整步电压、正弦整步电压、线性整步电压 答：整步电压：包含同步条件信息的电压； 正弦整步电压：与时间具有正弦函数关系的整步电压，表达式 2t sin 2s m zb ωU u = 线性整步电压：与时间具有线性函数关系的整步电压，表达式 ??? ????<
第二章《同步发电机的自动并列》练习参考答案 二、单项选择题 1．准同步并列的方法是，发电机并列合闸前( C)，当( )时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。 A．未加励磁，发电机电压与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等；B．未加励磁，发电机转速接近同步转速； C．已加励磁，发电机电压与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等；D．巳加励磁，发电机转速接近同步转速。 2．自同步并列操作的合闸条件是( B )。 A．发电机已加励磁、接近同步转速； B．发电机未加励磁、接近同步转速； C．发电机已加励磁、任意转速； D．发电机未加励磁、任意转速。 3．滑差是( B)之差。 A．发电机电压频率与系统电压频率； B．发电机电压角频率与系统电压角频率； C．发电机电压周期与系统电压周期； D．发电机转速与系统等值转速。 4．发电机并列合闸时，如果测到滑差周期是10s，说明此时( D)。 A．发电机与系统之间的滑差是10rad； B．发电机与系统之间的频差是10Hz； C．发电机与系统之间的滑差是0.1rad； D．发电机与系统之间的频差是0.1Hz。 5．发电机准同步并列后立即带上了无功负荷（向系统发出无功功率)，说明合闸瞬间发电机与系统之间存在( A)。 A．电压幅值差，且发电机电压高于系统电压； B．电压幅值差，且发电机电压低于系统电压； C．电压相位差．且发电机电压超前系统电压； D．电压相位差，且发电机电压滞后系统电压。 6．发电机并列后立即从系统吸收有功功率，说明合闸瞬间发电机与系统之间存在( D)。 A．电压幅值差，且发电机电压高于系统电压； B．电压幅值差，且发电机电压低于系统电压； C．电压相位差，且发电机电压超前系统电压； D．电压相位差，且发电机电压滞后系统电压。 7．发电机准同步并列后，经过了一定时间的振荡后才进入同步状态运行，这是由于合闸瞬间( B)造成的。 A．发电机与系统之间存在电压幅值差； B．发电机与系统之间存在频率差； C．发电机与系统之间存在电压相位差； D．发电机的冲击电流超过了允许值。 8．正弦整步电压( D)。
文件编号：GD/FS-7614 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________ （解决方案范本系列） 发电机自动准同期并列不成功原因的初步分析详细 版
发电机自动准同期并列不成功原因 的初步分析详细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 8月24日3：13运行人员准备发电机采用D-AVR自动升压，发电机自动准同期并列，当操作执行第26步在DCS上将“ASS START/STOP”按钮选择在“ON”位置和第27步在DCS上将“CONFIRM”按钮选择“ON”位置，即将发电机自动准同期装置投入后，自动准同期装置开始自动检同期，经过一段时间后，自动准同期装置发出告警信号，装置闭锁，发电机自动准同期并网失败。 5：10发电机采用D-AVR自动升压，发电机手动准同期并列成功。 原因初步分析
发电机自动准同期装置发出的告警信号为“滑差太小”。根据发电机自动准同期装置内部特性，当发电机与系统之间滑差<0.02Hz、时间大于30秒后，装置将发出闭锁，本次同期并网失败告警。 根据特性，当发电机的频率与系统的频率不一致时，装置将自动向DEH发出增速或减速信号，发出的信号脉冲宽度与发电机与系统频差大小相反，即发电机与系统频差越大，增、减速信号脉冲宽度越宽，相反，发电机与系统频差越小，增、减速信号脉冲宽度越小。而DEH接受的最小信号宽度为200ms,即当发电机与系统频差小于一定值以后，自动准同期装置向DEH发出的最小信号宽度将小于DEH接受的最小信号宽度,使汽轮机不能增、减转速，最终使发电机自动同期失败。 防范措施
宁夏天元锰业余 热发电项目 西北电力建设一公司调试所 调试措施 NXTY 共 9页 发行时间 二〇一四年十月 宁夏天元锰业余热1#发电机组 准同期并网试验方案及措施
宁夏天元锰业余热1#发电机组 电气调试方案 名称单位签名日期批准建设单位 审核施工单位监理单位调试单位 编写调试单位 措施名称：宁夏天元锰业余热1#发电机准同期并网试验方案及措施 措施编号：NXTYMY201410措施日期：2014年10月 保管年限：长期密级：一般 试验负责人：刘迎锋 试验地点：宁夏天元锰业余热发电车间 参加试验人员：刘迎锋、曾志文 参加试验单位：陕西电建一公司调试所（以下简称调试单位）、山东恒信建设监理公司（以下简称监理单位）、山东兴润建设有限公司（以下简称安装单位）；宁夏天元锰业余热发电电气车间（以下简称生产单位）、设备厂家等
试验日期：2014年10月 目录 1.系统概述 (4) 2.主要设备参数 (5) 3.编制依据与执行的标准 (6) 4.试验仪器 (6) 5. 试验应具备的条件 (6) 6. 发电机短路特性试验 (7) 组织机构及人员分工 (8) 8.安全技术措施 (9)
1、系统概述 1.1系统概述： 1.1.1宁夏天元锰业余热发电工程，设计规模山东济南锅炉厂生产75 T/h循环流化床锅炉，配青岛汽轮机厂抽汽式12MW汽轮机和东方电气集团东风电机有限公司15MW发电机组。锅炉以煤/煤矸石燃烧，由山东省环能设计院有限公司设计。由山东兴润建设有限公司负责安装，西北电力有限公司调试所负责调试。 1.1.2宁夏天元锰业3×15MW发电工程，其发电机出口电压为10.5KV，发电机出口经1#主变高压侧送至110KVⅠ段/110KVⅡ段母线；与枣锰Ⅰ回联络线并入系统； 1.1.3 110KV系统设计为双母分段，Ⅰ母与Ⅱ母互为备用，Ⅰ母与Ⅱ母之间装设有母
同步发电机自动准同期并列综述 任治坪 （新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐 830008） 摘要：本文介绍的是同步发电机的自动准同期并列基本原理，其中包含了同期并列的基本基本条件，模拟式自动准同期装置的原理，微机型自动准同期装置的原理等内容。 关键字：同期并列整步电压恒定越前时间周期法解析法DFT类算法 Parallel synchronous generator automatic synchronizing Summary Ren Zhiping (Electrical Engineering College,Xinjiang University,Urumqi,Xinjiang 830008) Abstract：This article describes a synchronous generator automatic synchronizing the basic principles of a tie, which contains the basic fundamental conditions for the same period in parallel, analog principle of automatic synchronizing devices, computer-based automatic synchronizing device principle and so on. Key word: Juxtaposition；Lockout V oltage；Echizen time constant；Cycle approach；Resolve approach；DFT-like algorithm 0、引言 随着工业社会的不断发展电力行业显得越来越重要，而同期并列是电力系统中经常进行的一项十分重要的操作。不恰当的并列会对发电机和系统产生巨大的冲击损坏电气设备影响电力系统的稳定性造成成本升高甚至造成人员伤亡。本文即针对发电机同期并列的原理及过程进行了阐述。 1、准同期装置的发展 电力系统中的同期并列方式主要有自同期并列和准同期并列两种，其中自同期并列主要用于水轮发电机组，作为处理系统事故的重要措施之一。但是由于自同期的使用不可避免地会出现较大的冲击电流并伴随母线电的下降，因此所使用的场合不多，相反应用最广泛的是准同期并列，我国是世界上微机准同期装置最早研制的国家之一，1982年在安徽陈村水电站成功投入了第一台微机同期装置。八十年代中期又陆续推出了一些类似装置。目前国内有许多科研、制造单位都在进行微机自动准同步装置的研制。准同期装置的发展经历了如下三代
第六章同期系统 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第六章同期系统 将一台单独运行的发电机投入到运行中的电力系统参加并列运行的操作，称为发电机的并列操作。同步发电机的并列操作，必须按照准同期方法或自同期方法进行。否则，盲目地将发电机并入系统，将会出现冲击电流，引起系统振荡，甚至会发生事故、造成设备损坏。 准同期并列操作，就是将待并发电机升至额定转速和额定电压后，满足以下四项准同期条件时，操作同期点断路器合闸，使发电机并网。 （!）发电机电压相序与系统电压相序相同； （"）发电机电压与并列点系统电压相等； （#）发电机的频率与系统的频率基本相等； （$）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。自同期并列操作，就是将发电机升速至额定转速后，在未加励磁的情况下合 闸，将发电机并入系统，随即供给励磁电流，由系统将发电机拉入同步。自同期法的优点：!合闸迅速，自同期一般只需要几分钟就能完成，在系统 急需增加功率的事故情况下，对系统稳定具有特别重要的意义；"操作简便，易于实现操作自动化。因为在发电机未加励磁电流时合闸并网，不存在准同期条件的限制，不存在准同期法可能出现的问题；#在系统电压和频率因故降低至不能使用难同期法并列操作时，自同期方法将发电机投入系统提供了可能性。 自同期法的缺点是：未加励磁的发电机合闸并入系统瞬间，相当一个大容量的电感线圈接入系统，必然会产生冲击电流，导致局部系统电压瞬间下降。一般自同期法使用于水轮发电机及发电机—变压器组接线方式的汽轮发电机。在采用自同期法实施并列前，应经计算核对。 发电厂发电机的并列操作断路器，称为同期点。除了发电机的出口断路器之外在一次电路中，凡有可能与发电机主回路串联后与系统（或另一电源）之间构成唯一断路点的断路器，均可作为同期点。例如，发电机—变压器组的高压侧断路器，发电机—三绕组变压器组的各侧断路器，高压母线联络断路器及旁路断
发电机的并列运行 ??一、发电机并列运行的条件 ?1.待并发电机的电压有效值Uf与电网的电压有效值U相等或接近相等，允许相差±5％的额定电压值。 列。 ?2./秒以内。 ??? 时， ???3.待并发电机电压的相位与电网电压的相位相同，即相角相同。 ???在发电机并列时，如果两个电压的相位不一致，由此而产生的冲击电流可能达到额定电流的20～30倍，所以是非常危险的。冲击电流可分解为有功分量和无功分量，有功电流的冲击不仅要加重汽轮机的负担，还有可能使汽轮机受到很大的机械应力，这样非但不能把待并发电机拉入同步，而且可能使其它并列运行的发电机失去同步。
在采用准同期并列时，发电机的冲击电流很小。所以，一般应将相角差控制在10o 以内，此时的冲击电流约为发电机额定电流的0.5倍。 ???4.待并发电机电压的相序必须与电网电压的相序一致。 ???5.待并发电机电压的波形应与电网电压的波形一致。 ??? ???? ???1.发电机升压操作正常后，需要根据发电机及电力系统具体运行状况，将待并同期点的同期开关（控制屏5KP的“联络线同期开关”TK/或者是6KP的“发电机同期开关”TK）右转至“投”的位置，使同期母线带电。 ???2.将发电机同期闭锁开关STK置于“闭锁”位置，其1、3接点断开。与此同时，同步检查继电器TJJ进入闭锁状态。
???3.将6KP的“手动准同期开关”1STK左转至“粗调”位置，6KP的组合式三相同期表S就有了电压和周波的指示。此时，通过调整发电机的电压及频率，使之与电网的电压及频率相近或基本一致。 ???4.当发电机周波与电网周波相差在1.0周/秒以内时，将“手动准同期开关”1STK 右转至“细调”位置，则组合式三相同期表S的线圈得电，指针开始缓慢地顺时针 时101） ???5.
东北石油大学 电力系统综合设计 2017年11月17 日
电力系统综合设计任务书 题目发电机自动准同期并入电网 专业电气工程及其自动化姓名阿力木江·吐孙学号140603140133 主要内容： 根据发电机自动准同期并入电网所需的条件基本要求，完成额定容量为200MVA的发电机并网操作，要求无振荡，无冲击电流，0.2s后系统稳定运行。 1)发电机并网条件分析； 2)发电机并网模型的建立； 3)分别对发电机端电压电压与电网电压幅值、频率和初相位在各种匹配情况下， 发电机并网过程的仿真； 参考资料： [1] 刘介才.工厂供电[M] ．北京：机械工业出版社，2003.44-48. [2] 王先彬.电力系统及其自动化[M].北京：中国电力出版社，2004． [3] 何仰赞，温增银．电力系统分析[M] ．武汉：华中科技大学出版社，2004． [4] 刘平，李辉.基于Matlab的发电机并网过程仿真分析[J].2010． [5] 李光琦.电力系统暂态分析[M].北京：中国电力出版社，2007． 完成期限2017.11.6至2017.11.17 指导教师高金兰徐建军 专业负责人徐建军 2017年11 月6 日
目录 1 设计要求 (1) 2 发电机并网条件分析 (1) 2.1 并网的理想条件 (1) 2.2 相位差、频率差和电压差对滑差的影响 (1) 3 发电机并网模型建立 (3) 3.1 仿真模型 (3) 3.2 系统仿真模型的建立 (4) 3.3 发电机并网仿真分析 (6) 3.4 仿真结果及分析 (6) 4 结论 (8) 参考文献 (9)
1 设计要求 通过发电机并网模型的建立与仿真分析，掌握发电机并网方法和 Matlab/Simulink中的电力系统模块（PSB），深化对发电机并网技术的理解，培养分析、解决问题的能力和Matlab软件的应用能力。 4)发电机并网条件分析； 5)发电机并网模型的建立； 6)分别对发电机端电压电压与电网电压幅值、频率和初相位在各种匹配情况下， 发电机并网过程的仿真； 7)理论分析结果与仿真分析结果的比较。 2 发电机并网条件分析 2.1 并网的理想条件 同步发电机组并列运行，并列断路器合闸时冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不宜超过1-2倍的额定电流；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，以减少对电力系统的扰动。 为了减小电网与发电机组组成的回路内产生的瞬时冲击电流，需保证同步发电机电压与电网并网瞬时电压相等，所以发电机并网的理想条件为： ●应有一致的相序。 ●方应有相等的电压有效值。 ●方应有相同或者十分接近的频率和相位。 若满足理想条件，则并列合闸冲击电流为零，且并列后发电机与电网立即进入同步运行，无任何扰动现象。但在实际操作中，三个条件很难同时满足，而并列合闸时只要冲击电流较小，不危及电气设备，合闸后发电机组能迅速拉入同步运行且对电网影响较小，因此实际并列操作允许偏离理想条件一定范围时进行合闸操作。 2.2 相位差、频率差和电压差对滑差的影响 利用Matlab绘图工具可得到各种情况下滑差电压波形，设电网电压为=wt U，图2-1为频差为0.5Hz、电压差和相位差为零的滑差电压波形。 ) + 100α sin( 图2-2为频差为0.5Hz、相位差为60°、电压差为零的滑差电压波形。图2-3为电压差为10V、频差为0.5Hz相位差为零的滑差电压波形。
第六章同期系统将一台单独运行的发电机投入到运行中的电力系 统参加并列运行的操作，称为发电机的并列操作。同 步发电机的并列操作，必须按照准同期方法或自同期 方法进行。否则，盲目地将发电机并入系统，将会出现 冲击电流，引起系统振荡，甚至会发生事故、造成设备 损坏。 准同期并列操作，就是将待并发电机升至额定转速和额定电压后，满足以下四项准同期条件时，操作同期点断路器合闸，使发电机并网。 （!）发电机电压相序与系统电压相序相同； （"）发电机电压与并列点系统电压相等； （#）发电机的频率与系统的频率基本相等； （$）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相 同。自同期并列操作，就是将发电机升速至额定 转速后，在未加励磁的情况下合
闸，将发电机并入系统，随即供给励磁电流，由系统将发电机拉入同步。自同期法的优点：!合闸迅速，自同期一般只需要几分钟就能完成，在系统 急需增加功率的事故情况下，对系统稳定具有特别重要的意义；"操作简便，易 于实现操作自动化。因为在发电机未加励磁电流时合闸并网，不存在准同期条 件的限制，不存在准同期法可能出现的问题；#在系统电压和频率因故降低至不能使用难同期法并列操作时，自同期方法将发电机投入系统提供了可能性。 自同期法的缺点是：未加励磁的发电机合闸并入系统瞬间，相当一个大容量的电感线圈接入系统，必然会产生冲击电流，导致局部系统电压瞬间下降。一般自同期法使用于水轮发电机及发电机—变压器组接线方式的汽轮发电机。在采用自同期法实施并列前，应经计算核对。 发电厂发电机的并列操作断路器，称为同期点。除了发电机的出口断路器之外在一次电路中，凡有可能与发电机主回路串联后与系统（或另一电源）之间
实践教案目标 1?加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2?掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3?熟悉同步发电机准同期并列过程； 4?观察、分析有关波形。 实践教案内容 同步发电机准同期并列实验 ［实践项目1］手动准同期实验 1?按准同期并列条件合闸 将“同期方式”转换开关置“手动”位置。在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。 观察微机准同期控制器上显示的发电机频率和系统频率，相应操作微机调速器上的增速或减速按钮进行调速，直至“增速减速”灯熄灭。 此时表示压差、频差均满足条件，观察整步表上旋转灯位置，当旋转至0。位置前某一合适时刻时， 即可合闸。观察并记录合闸时的冲击电流。 2?偏离准同期并列条件合闸 实验分别在单独一种并列条件不满足的情况下合闸，记录功率表冲击情况： <1 ）电压差相角差条件满足，频率差不满足，在fF>fX和fF 第1讲 实践教学目标 1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程； 4．观察、分析有关波形。 实践教学内容 同步发电机准同期并列实验 [实践项目1] 手动准同期实验 1．按准同期并列条件合闸 将“同期方式”转换开关置“手动”位置。在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。 观察微机准同期控制器上显示的发电机频率和系统频率，相应操作微机调速器上的增速或减速按钮进行调速，直至“增速减速”灯熄灭。 此时表示压差、频差均满足条件，观察整步表上旋转灯位置，当旋转至0o位置前某一合适时刻时，即可合闸。观察并记录合闸时的冲击电流。 2．偏离准同期并列条件合闸 实验分别在单独一种并列条件不满足的情况下合闸，记录功率表冲击情况： （1）电压差相角差条件满足，频率差不满足，在fF>fX和fF 实验报告 课程名称： 电力系统分析综合实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称：____同步发电机准同期并列实验____实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一．实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、观察、分析有关波形。 二．原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作自动化程度的不同，又分为：手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（同相点）时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和频差，不断检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均匀均频控制脉冲。当所有条件满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三．实验项目和方法 1．机组微机启动和建压 (1)在调速装置上检查“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如果不在，则应调到0位置； (2)合上操作台的“电源开关”，在调速装置、励磁调节器、微机准同期控制器上分别确认其“微机正常”灯为闪烁状态，在微机保护装置上确认“装置运行”灯为闪烁状态。在调速装置上确认“模拟方式”灯为熄灭状态，否则，松开“模拟方式”按钮。同时确认“并网”灯为熄灭状态，“输出0”、“停机”灯亮。检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄，调速装置面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）； (3)按调速装置上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮； (4)把操作台上“励磁方式”开关置于“微机它励”位置，在励磁调节器上确认“它励”灯亮； (5)在励磁调节器上选择恒UF 运行方式，合上“励磁开关”； (6)把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置； (7)合上“系统开关”和线路开关“QF1、QF3”，检查系统电压接近额定值380V ； (8)合上“原动机开关”，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速装置将自动启动电动机到额定转速； (9)当机组转速升到95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点： 同步发电机自动准同期并列综述 摘要：本文介绍的是同步发电机的自动准同期并列基本原理，其中包含了同期并列的基本基本条件，模拟式自动准同期装置的原理，微机型自动准同期装置的原理等内容。 关键字：同期并列整步电压恒定越前时间周期法解析法DFT类算法 Parallel synchronous generator automatic synchronizing Summary Ren Zhiping (Electrical Engineering College,Xinjiang University,Urumqi,Xinjiang 830008) Abstract：This article describes a synchronous generator automatic synchronizing the basic principles of a tie, which contains the basic fundamental conditions for the same period in parallel, analog principle of automatic synchronizing devices, computer-based automatic synchronizing device principle and so on. Key word: Juxtaposition；Lockout V oltage；Echizen time constant；Cycle approach；Resolve approach；DFT-like algorithm 0、引言 随着工业社会的不断发展电力行业显得越来越重要，而同期并列是电力系统中经常进行的一项十分重要的操作。不恰当的并列会对发电机和系统产生巨大的冲击损坏电气设备影响电力系统的稳定性造成成本升高甚至造成人员伤亡。本文即针对发电机同期并列的原理及过程进行了阐述。 1、准同期装置的发展 电力系统中的同期并列方式主要有自同期并列和准同期并列两种，其中自同期并列主要用于水轮发电机组，作为处理系统事故的重要措施之一。但是由于自同期的使用不可避免地会出现较大的冲击电流并伴随母线电的下降，因此所使用的场合不多，相反应用最广泛的是准同期并列，我国是世界上微机准同期装置最早研制的国家之一，1982年在安徽陈村水电站成功投入了第一台微机同期装置。八十年代中期又陆续推出了一些类似装置。目前国内有许多科研、制造单位都在进行微机自动准同步装置的研制。准同期装置的发展经历了如下三代产品：第一代，在二十世纪六十年代以前，我国大多采用“旋转灯光法”进行准同期并列操作14。这是最原始的准同期方法。后来改用指针式电磁绕组的整步表构成的手动准同期装置。这种方法仍然应用在常规的设计中。第二代准同期装置是以许继的zz03和ZZQS为代表的模 第1讲 实践教案目标 1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程； 4．观察、分析有关波形。 实践教案内容 同步发电机准同期并列实验 [实践项目1] 手动准同期实验 1．按准同期并列条件合闸 将“同期方式”转换开关置“手动”位置。在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。 观察微机准同期控制器上显示的发电机频率和系统频率，相应操作微机调速器上的增速或减速按钮进行调速，直至“增速减速”灯熄灭。 此时表示压差、频差均满足条件，观察整步表上旋转灯位置，当旋转至0o位置前某一合适时刻时，即可合闸。观察并记录合闸时的冲击电流。 2．偏离准同期并列条件合闸 实验分别在单独一种并列条件不满足的情况下合闸，记录功率表冲击情况： <1）电压差相角差条件满足，频率差不满足，在fF>fX和fF同步发电机准同期并网实验
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