同期装置

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同期装置定义
一种在电力系统运行过程中执行并网时使用的指示、监视、控制装置,它可以检测并网点两侧的电网频率、电压幅值、电压相位是否达到条件,以辅助手动并网或实现自动并网。

2同期装置的说明
电力系统运行过程中常需要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操作称为同期操作。

所谓同期即开关设备两侧电压大小相等、频率相等、相位相同,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,从而决定能否执行合闸并网的专用装置;一般情况下,变电站对于需要经常并列或解列的断路器装设手动准同期装置,一般采用集中同期方式。

3同期装置的分类
准同期并列操作
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。

a.发电机电压相序与系统电压相序相同;
b.发电机电压与并列点系统电压相等;
c.发电机的频率与系统的频率基本相等;
d.合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。

从实现方式上,准同期并列操作分为手动准同期和自动准同期:
a.操作人员观察同期表,根据经验发合闸命令。

一般作为自动准同期的备用方式。

b.自动准同期:当现地控制单元发出合闸命令时,自动准同期装置自动寻找最佳合闸时间,发出合闸令;同时,在不满足同期合闸时,给励磁、调速器发出调整命令,加快合闸时间。

自同期并列操作
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: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。

准同期并列的条件是待并发电机的电压和系统的电压大小相等、相位相同且频率相等。

上述条件不被满足时进行并列,会引起冲击电流。

电压的差值越大,冲击电流就越大;频率的差值越大,冲击电流的周期越短。

而冲击电流对发电机和电力系统都是不利的。

(相比于非同期并网)
自动准同期是利用频差检查、压差检查及恒定导前时间的原理,通过时间程序与逻辑电路,按照一定的控制策略进行综合而成的,它能圆满地完成准同期并列的基本要求。

简称ASS。

自动准同期装置是专用的自动装置。

自动监视电压差、频率差,分析计算出合适的同期时刻并提前一个导前时间发出合闸命令确保在理想的角度完成同期并网,使断路器在相角差为0°的合闸,现在的微机自动准同期装置已经能做到在启动同期后首次同相点完成并网。

装置设有自动调节压和调频率单元,在电压差和频率差不满足条件时发出控制脉冲。

若频率差不满足要求,自动调节原动力的转速,增加或减小频率,促成同期来临;若电压差不满足要求时,自动调节发电机的电压使电压接近系统的电压。

[1]
国内主流的微机自动准同期装置有以下几家:
1)国立智能,作为世界上第一家从事微机自动准同期装置研发制造的企业,其产品具有自动识别并网性质和模糊控制理论两相技术特点。

2)南京国瑞,该公司的同期系列产品,具有平稳快速、精度高等特点。

同时,国电南自、东大金智、珠海万力达等公司也在微机自动准同期装置领域占有一定的市场,另一方面,国内一小部分厂家也仍在选用国外产品,如ABB、西门子等等。