发电机组自同期并列和准同期列的介绍

复习思考题第二章同步发电机的自动并列一、基本概念1、并列操作：电力系统中的负荷随机变化，为保证电能质量，并满足安全和经济运行的要求，需经常将发电机投入和退出运行，把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列，这样的操作过程称为并列操作。

2、准同期并列：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、自同期并列：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、并列同期点：是发电机发电并网的条件。

同期并列点是表示相序相同、电源频率同步、电压相同。

5、滑差、滑差频率、滑差周期：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；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fs 表示；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360°所用的时间。

6、恒定越前相角准同期并列：在Ug和Ux两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号的叫恒定越前相角并列装置。

7、恒定越前时间准同期并列：在Ug和Ux两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号的叫恒定越前时间并列装置。

8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压：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；线性整步电压：与时间具有线性函数关系的整步电压。

二、思考题1、同步发电机并列操作应满足什么要求？为什么？答：同步发电机并列操作应满足的要求：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1~2倍的额定电流。

（2）发电机并网后，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。

因为：(1)并列瞬间，如果发电机的冲击电流大，甚至超过允许值，所产生的电动力可能损坏发电机，并且，冲击电流通过其他电气设备，还合使其他电气设备受损；(2)并列后，当发电机在非同步的暂态过程时，发电机处于振荡状态，遭受振荡冲击，如果发电机长时间不能进入同步运行，可能导致失步，并列不成功。

同期的原理、准同期并列和自动准同期装置
电力系统运行过程中常需把系统的联络线或联络变压器与电力系统进行并列，这种将小系统通过断路器等开关设备并入大系统的和称为同期操作。

同期即开关设备两侧电压幅值大小相等、频率相等、相位相同。

通过调节幅值、频率、相位使设备并网：
1、通过调节发电机的励磁可以调节频率和相位。

2、通过调节发电机的转速可以调节电压幅值。

同期装置的作用是用来判断断路器两侧是否达到同期条件，从而决定能否执行并网的专用装置。

分为准同期装置和自动准同期装置。

准同期装置指待并发电机调整电压幅值、频率、相位与电网一致后操作断路器合闸使发电机并入电网。

自动准同期装置指将发电机升至额定转速后(即电压幅值大小相等)，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。

原理如下：
准同期并列和自动准同期并列优缺点。

准同期并列优点：能使待并发电机和系统都不受或仅受微小的冲击。

准同期并列缺点：因需调整并发电机的电压和频率，使之与系统电压、频率接近，一般操作时间较自同期并列时间长（需几分钟到十几分钟），不利于系统发生事故出现频率缺额时及时投入备用容量。

自动准同期并列优点：操作简单、并列迅速、易于实现自动化。

自动准同期并列缺点：冲击电流大，对系统扰动大，不仅会引起系统频率振荡，且会在自同期并列的机组附近造成电压瞬时下降。

自动准同期并列只能在电力系统事故、频率降低时使用。

适用标准和相应的设计规范有哪些？
《DL 400-91 继电保护和安全自动装置技术规程》 3.6
《电力工程电气设计手册(电气二次部分) 》第二十二章Page 419-462。

同期方式通常采用两种同期方式，即准同期方式和自同期方式。

无论哪一种同期方式，必需首先使得待并发电机相电压的旋转方向与工作的发电机(或系统)相电压的旋转方向相同，即相序相同。

这一条件可在发电机安装时予以解决。

1. 准同期方式准同期方式是：发电机在并列前已励磁建压，然后在一定的条件下，即发电机的电压、频率、相位分别与投入系统的电压、频率、相位相同或接近相同时，将发电机断路器合闸，合闸瞬间发电机定子冲击电流很小。

在正常情况下，准同期的优点是：只有较小的冲击电流，不致于降低系统电压。

但准同期也有缺点：装置比较复杂；准同期过程比较长，尤其是在系统事故情况下，系统频率和电压急剧变化时并列过程更长。

并且由于各种原因有可能造成非同期并列，严重者将导致发电机损坏。

大、中型电厂发电机的正常并列一般采用准同期方式。

通常设有自动准同期和手动准同期两种装置，并均带有非同期闭锁。

2. 自同期方式自同期方式是：在发电机转速升高到接近系统同期转速(或接近已运行发电机的转速)时，将未加励磁的发电机投入系统，然后给发电机迅速加入励磁，从而产生转矩，在同步转矩的作用下，将发电机拉入同步。

自同期的优点是：并列快，不会造成非同期合闸，特别是系统事故时在低频率、低电压情况下，能使机组迅速并入系统。

但自同期的缺点是冲击电流大，振动较大，可能对机组的某些部位有一定影响。

在水轮发电机定子线圈的绝缘及端部固定情况良好，均可采用自同期并列方式。

同期点及同期方式的选择为了达到并列运行的目的，水电站内有些断路器必需进行同期并列操作，这些有同期并列任务的断路器叫做同期点。

同期点的选定原则如下：⑴发电机的同期。

所有发电机出口断路器以及发电机—变压器组高压侧断路器(当发电机出口无断路器时)均需作为同期点。

大中型发电机一般采用自动准同期作为正常的同期并列方式，以手动准同期作为备用的同期并列方式，自动自同期作为系统事故情况下的同期并列方式。

⑵变压器的同期。

作为升压的三线圈变压器或具有三级电压的升压自耦变压器与电源相连接的各侧断路器均应作为同期点。

第一章一、并列操作的概念一台发电机组在投入电网运行之前，它的电压u G与电网电压u s往往不等，需要对发电机进行一系列适当的操作，使发电机满足一定条件后再投人电网，这系列操作称为并列操作，又称为同期。

二、同步发电机组并列操作时遵循如下的原则:(1)断路器合闸时的冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过 1~2倍的额定电流。

(2)发电机组并人电网后，应能迅速进人同步运行状态，其暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。

如果并列操作错误，有可能带来如下严重后果:(1) 产生巨大的冲击电流，甚至大于机端短路电流。

(2) 引起系统电压严重下降。

(3)使电力系统发生振荡以致使系统瓦解。

三、什么同期点无论是发电机投入电网还是两个电网互联，最终都是通过某个断路器实现并列操作，这个断路器就称为同期断路器或者同期点。

四、同步发电机的并列操作可分为准同期并列和自同期并列两种。

1.自同期并列自同期并列就是先将励磁绕组经过一个电阻短路，在不加励磁的情况下，原动机带动发电机转子旋转。

当待并发电机转子转速与系统频率接近时，合上同期断路器，紧接着加上励磁，利用原动机的转矩与同步转矩互相作用，将发电机拉入同步。

自同期并列的优点是并列过程中不存在调整发电机电压幅值、相位的问题，并列时间短且操作简单，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。

自同期并列的缺点是发电机未经励磁，并列时会从系统中吸收无功而造成系统电压下降，同时产生很大的冲击电流。

2、准同期并列准同期并列就是发电机在并列合闸前已加励磁，通过调节发电机的转速和励磁，使发电机电压的相位、频率、幅值分别与并列点系统的电压、相位、频率、幅值相接近，然后将闭合同期断路器，完成并列操作。

准同期并列的优点是开列时冲击电流小，不会引起系统电压降低。

准同期并列的缺点是并列操作过程中需要对发电机电压、频率进行调整，并列时间较长且操作复杂，如果合闸时刻不准确，可能造成严重的后果。