第二节准同期并列的基本原理

电力系统自动装置原理实验报告班级：姓名：学号：指导老师：实验一发电机自动准同期装置实验一、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装置及模拟式综合整步表的基本使用方法；3、熟悉同步发电机准同期并列过程；4、学会观察、分析有关实验波形。

二、实验基本原理（一）控制发电机运行的三个主要自动装置同步发电机从静止过渡到并网发电状态，一般要经历以下几个主要阶段：（1）起动机组，使机组转速从零上升到额定转速；（2）起励建压，使机端电压从残压升到额定电压；（3）合出口断路器，将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行；（4）输出功率，将有功功率和无功功率输出增加到预定值。

上述过程的控制，至少涉及3个自动装置，即调速器、励磁调节器和准同期控制器。

它们分别用于调节机组转速/功率、控制同步发电机机端电压/无功功率和实现无扰动合闸并网。

（二）准同期并列的基本原理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。

准同期并列要满足以下四个条件：（1）发电机电压相序与系统电压相序相同；（2）发电机电压与并列点系统电压相等；（3）发电机的频率与系统的频率基本相等；（4）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。

具体的准同期并列的过程如下：先将待并发电机组先后升至额定转速和额定电压，然后通过调整待并机组的电压和转速，使电压幅值和频率条件满足，再根据“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，使出口断路器合上的时候相位差尽可能小。

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。

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。

点击这里您的位置>> 主页 >> 实验指导 >> 实验一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、分析有关波形。

二、原理与说明将同步发电视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。

三、实验项目和方法（－）机组启动与建压l．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）。

电力系统自动装置原理实验报告实验项目：发电机自动准同期装置实验学院：电气工程学院班级：电气工程及其自动化10~班姓名：学号：实验一发电机自动准同期装置实验一、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装置及模拟式综合整步表的基本使用方法；3、熟悉同步发电机准同期并列过程；4、学会观察、分析有关实验波形。

二、实验基本原理（一）控制发电机运行的三个主要自动装置同步发电机从静止过渡到并网发电状态，一般要经历以下几个主要阶段：（1）起动机组，使机组转速从零上升到额定转速；（2）起励建压，使机端电压从残压升到额定电压；（3）合出口断路器，将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行；（4）输出功率，将有功功率和无功功率输出增加到预定值。

上述过程的控制，至少涉及3个自动装置，即调速器、励磁调节器和准同期控制器。

它们分别用于调节机组转速/功率、控制同步发电机机端电压/无功功率和实现无扰动合闸并网。

（二）准同期并列的基本原理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。

准同期并列要满足以下四个条件：（1）发电机电压相序与系统电压相序相同；（2）发电机电压与并列点系统电压相等；（3）发电机的频率与系统的频率基本相等；（4）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。

具体的准同期并列的过程如下：先将待并发电机组先后升至额定转速和额定电压，然后通过调整待并机组的电压和转速，使电压幅值和频率条件满足，再根据“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，使出口断路器合上的时候相位差尽可能小。

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。

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。

准同期并列有哪几个条件?不符合这些条件产生什么后果?
准同期并列有哪几个条件?不符合这些条件产生什么后果?1)电压相等．2)电压相位一致．3)频率相等．4)相序相同．电压不等：其后果是并列后，发电机和系统间有无功性质的环流出现．电压相位不一致：其后果是可能产生很大的冲击电流，使发电机烧毁，或使端部受到巨大电动力的作用而损坏．频率不等：其后果是将产生拍振电压和拍振电流，这个拍振电流的有功成分在发电机机轴上产生的力矩，将使发电机产生机械振动．当频率相差较大时，甚至使发电机并入后不能同步．
我们希望在并列时，发电机不受冲击电流影响，而且保持稳定的同步运行，这样，必须满足三个条件：（1）电压相等；（2）电压相位一致；（3）频率相等。

这三个条件缺一不可，如果缺其一会产生什么样的后果呢？
（1）电压不等的情况下，并列后，发电机绕组内出现冲击电流,因而这个电流相当大。

（2）电压相位不一致，其后果是可能产生很大的冲击电流而使发电机烧毁。

相位不一致比电压不一致的情况更为严重。

如果相位相差180°，近似等于机端三相短路电流的两倍，此时，流过发电机绕组内部电流具有相当大的有功成分，这样会在轴上产生力矩，或使设备烧毁，或使发电机大轴扭屈。

（3）频率不等，将使发电机产生机械振动，产生拍振电流，因为两个电压相量相对运动，如果这个相对运动比较小，则发电机与系统之间的自整步作用，使发电机拉入同步，但频率相差较大时，因转子惯性冲力过大而不起作用。

综上所说，我们在实现准同期并网时，要特别注意这三个要素。

1.准同期并列法。

※
满足同期条件的并列方法叫准同期并列法。

用准同期法进行并列时，要先将发电机的转速升至额定转速，再加励磁升到额定电压。

然后比较待并发电机和电网的电压和频率，在符合条件的情况下，即当同步器指向“同期点”
时(说明两电压相位接近一致)，合上该发电机与电网接通的断路器。

准同期法又分自动准同期、半自动准同期和手动准同期三种。

调频率、电压及合开关全部由运行人员操作的，称为手动准同期；而由自动装置来完成时，便称为自动准同期；当上述三项中任一项由自动装置来完成，其余仍由手动来完成时，称为半自动准同期。

采用准同期法并列的优点是待并发电机与系统间无冲击电流，对发电机与电力系统没有什么影响。

但如果因某种原因造成非同期并列时，则冲击电流很大，甚至比机端三相短路电流还大，这是准同期法并列的缺点。

另外，当采用手动准同期并列时，并列操作的超前时间运行人员也不易掌握。

同步发电机的准同期并列实验同步发电机的准同期并列实验一、实验目的1. 熟悉同步发电机准同期并列过程；2. 加深理解同步发电机准同期并列原理；3. 会使用微机准同期和手动准同期两种方式并网；4. 掌握同期并列的条件以及微机准同期装置和组合式整步表的使用方法。

二、实验装置监控主站线路保护实验台发电机实验台、发电机、负载电阻箱三、实验原理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，由运行操作人员手动准同期并网或采用微机自动准同期并网，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。

本实验台采用直流电动机调速控制器调节转速，用微机励磁自动装置调节励磁，采用微机自动准同期和手动准同期方式并网。

四、实验方法(一) 机组启动与建压(1) 合上监控主站空开，将旋钮拨到“并网”（如图1所示），按下启动按钮。

同时合上发电机实验台的空开，按下启动按钮。

图1 监控主站转换开关(2) 合闸线路保护实验台左右两个空开和启动开关，并合闸QF6，QF4，QF9，QF5。

最后的结果如图2所示。

图2 线路保护实验台合闸结果图（二）微机自动并网(1) 此时红灯亮，发电机风机启动。

注意此时发电机并网的按钮应该为分，如图3所示。

并将同期方式选择转换开关拨到“自动”位置，如图4所示。

观察微机励磁调节装置中是否为“单机，恒压控制，90V”如图5所示。

同时观察负载端子区应无连接，如图6所示。

图3 发电机并网断路器QF1应该为分闸图4 同期方式拨到“自动”图5微机励磁调节装置状态图6 负载端子区无连接(2) 按下微机调速装置（恒压模式）中的启动键2-3秒，启动直流电机以带动发电机运转，如图7所示。

当转速到显示转速为1400r/min左右，机端电压显示18V左右，按下起励按钮（如图8所示），励磁电压为35V左右，机端电压升至350V左右。

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二、原理与说明将同步发电视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。

三、实验项目和方法（－）机组启动与建压l．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）。

一、实验目的本次实验旨在让学生掌握同步发电机准同期并列的操作方法，理解并网过程中同步条件的判断和调整，以及提高对电力系统安全稳定运行的认识。

二、实验原理同步发电机准同期并列是指将两台或多台发电机在频率、相位和电压等方面调整至一致，然后通过合闸操作实现并列运行。

准同期并列的关键在于确保并列瞬间各发电机的相位差接近零，以避免并列过程中产生较大的冲击电流，保证电网的稳定运行。

三、实验设备1. 同步发电机实验平台2. 电流表、电压表、频率表等测量仪器3. 控制开关、保护装置等四、实验步骤1. 准备阶段- 熟悉实验平台的结构和操作方法。

- 确保实验设备完好，测量仪器校准准确。

- 了解实验原理和注意事项。

2. 启动发电机- 启动第一台发电机，调整其频率、相位和电压至额定值。

- 启动第二台发电机，观察并调整其频率、相位和电压，使其与第一台发电机接近同步。

3. 准同期判断- 观察两台发电机的电流、电压、频率等参数，判断是否达到准同期并列条件。

- 若未达到准同期条件，调整第二台发电机的相位角，直至满足条件。

4. 合闸操作- 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。

- 观察合闸瞬间电流、电压等参数，确保并列过程平稳。

5. 并列运行- 合闸成功后，两台发电机实现并列运行。

- 观察并记录并列运行过程中的电流、电压、频率等参数，分析并列运行情况。

6. 实验结束- 关闭实验设备，整理实验数据，撰写实验报告。

五、实验结果与分析1. 实验数据- 第一台发电机：频率 50Hz，电压 220V，相位角0°。

- 第二台发电机：频率 50Hz，电压 220V，相位角 -5°。

- 合闸瞬间电流：0.5A。

- 并列运行过程中电流、电压、频率等参数稳定。

2. 实验分析- 通过本次实验，成功实现了两台发电机的准同期并列。

- 在并列过程中，电流、电压、频率等参数稳定，说明并列过程平稳，未产生较大的冲击电流。