《电力系统自动装置》课程教学课件（PPT讲稿）第2章 同步发电机的自动并列

第二章同步发电机的自动并列

第二章 同步发电机的自动并列

主要内容 1 同步发电机自动并列的条件和原则 2 准同期自动并列的分析 3 准同期自动并列装置的实现原理 4 频差压差调节的方法数字型并列装置

主要内容 1 2 同步发电机自动并列的条件和原则 准同期自动并列的分析 3 4 频差压差调节的方法数字型并列装置 准同期自动并列装置的实现原理

同步发电机自动并列的条件和原则第1节概述一并列操作一台发电机组在未投入系统运行之前，它的电压与并列母线电压的状态量往往不等，须对待并发电机组进行适当的调节，使之符合并列条件，并将断路器OF合闸作并网运行的一系列操作称为并列操作。并列操作：U发电机与电网电网之间QFUG负荷变化，机组运行数随之变化，G所以并列操作是一项重要操作。另外，事故时，备用发电机要迅电路示意图速投入电网运行

1 同步发电机自动并列的条件和原则 第1节 概 述 一 并列操作 一台发电机组在未投入系统运行之前，它的电压与并列母 线电压的状态量往往不等，须对待并发电机组进行适当的 调节，使之符合并列条件, 并将断路器QF合闸作并网运行 的一系列操作称为并列操作。 电路示意图 G UG  UX  QF  并列操作： 发电机与电网 电网之间 负荷变化，机组运行数随之变化。 所以并列操作是一项重要操作。 另外，事故时，备用发电机要迅 速投入电网运行

1运行母线电压的状态量母线电压瞬时值：u=Usin(ot+@)=Usin(2ft+Φ幅值频率初相角母线电压的三个重要参数2同步发电机组并列时应遵循的原则：断路器合闸时，冲击电流应尽可能小、其瞬时a)C最大值一般不超过1一2倍的额定电流。b)发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行QF状态（二者角频率相等）：其暂态过程要短，UG以减小对电力系统的扰动。G自同期3并列方法准同期：一般采用准同期方法，将发电机组投入运行

1 运行母线电压的状态量 母线电压瞬时值: u =U (t +) =U ( ft +) m sin m sin 2 母线电压的三个重要参数： 幅值 频率 初相角 a) 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l一2倍的额定电流。 b) 发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行 状态（二者角频率相等）．其暂态过程要短， 以减小对电力系统的扰动。 2 同步发电机组并列时应遵循的原则： G UG  UX  QF  3 并列方法 自同期 准同期：一般采用准同期方法，将发电机组投入运行

准同期并列分析发电机准同期并列条件的分析UUGQFBQFA福发电机G电压UG=UmGSin(のct+)Ux =Umx sin(Oxt +P2)系统电压两者的电压差称为滑差电压U,=UG-Ux=UmGSin(Gt+Q)-Umxsin(のxt+Q2

准同期并列分析 ◼ 发电机准同期并列条件的分析 UX  ~ A B UG  QF 0 U S  UG  UX   G X e  QF U S  UX  UG  X G X X EG  EX  发电机G电压 系统电压 两者的电压差称为滑差电压 sin( ) =  +1 U U t G mG G  sin( ) =  +2 U U t X mX X  sin( ) sin( )  1  2 U =U −U =U t + −U t + S G X m G G m X X    2

0G发电机电压角频率Ox电网电压角频率二者之间的电压相量差为U,=U。-Ux冲击电流决定于合闸瞬间的U.，要求：（1）U，尽可能小；(2）并列后迅速进入同步运行状态，对电网扰动小

●发电机电压角频率  G ●电网电压角频率 二者之间的电压相量差为 X 冲击电流决定于合闸瞬间的 ，要求： （1） 尽可能小； （2）并列后迅速进入同步运行状态，对电网扰 动小。 US US U U U S G X = −

发电机并列的理想条件并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。即相量U。与相量U、完全重合，并保持同步旋转。UG =U电压幅值相等fG=fx?2αG = ax3S.=0相角差为0可保证合闸冲击电流为0，且发电机与电网立即进入同步运行，不发生扰动现象

发电机并列的理想条件 , 0 G x G x G x e U U f f    = = = = 并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。 即相量 与相量 完全重合，并保持同步旋转。 1 2 3 UG UX 电压幅值相等 相角差为0 可保证合闸冲击电流为0，且发电机与电网立即进入 同步运行，不发生扰动现象

发电机并列时偏离理想条件所引起的后果电压幅值差设并列时Uc≠Ux，频率与相角相等。损坏定子端部、机械强度此时冲击电流为「=，主要为无功分量。X"+X.最大值i=1.8V2I，X发电机次暂态电抗；X，电力系统等值电抗发电机与电网交换相角差有功功率，机组联设Go≠Px，频率与电压相等。轴受冲击。2E"d，8。较小时，主要为此时冲击电流「qsin2X"+X有功分量。X"E"发电机交轴次暂态电抗；发电机交轴次暂态电动势

电压幅值差 设并列时 ，频率与相角相等。 此时冲击电流为 ，主要为无功分量。 最大值 ， 相角差 设 ，频率与电压相等。 此时冲击电流 ， 较小时，主要为 有功分量。 发电机并列时偏离理想条件所引起的后果 U U G X  " G X h d x U U I X X − =  + hm h i =1.8 2I "  G0   X 0 2 sin 2 " e q x q h X X E I   +  = e  Xd  发电机次暂态电抗； 电力系统等值 电抗 X q  发电机交轴次暂态电抗； E q  发电机交轴次暂态电动势 X x 损坏定子端部、 机械强度 发电机与电网交换 有功功率，机组联 轴受冲击。 ● ●

发电机并列时偏离理想条件所引起的后果UG+Ux(一）电压幅值差f=fx8.=0UxUG冲击电流主要为无功电流分量U-Ux冲击电流的有效值!X"a+Xx冲击电流最大瞬时值：im=1.8V21

发电机并列时偏离理想条件所引起的后果 (一) 电压幅值差 = 0 =  e G X G X f f U U  hm h d X G X h i I X X U U I " 1.8 2 " " " = + − 冲击电流的有效值: = 冲击电流最大瞬时值: UG  Ux  h I  冲击电流主要为 无功电流分量

UG=Ux(二)合闸相角差fc= fx8.+0UGih冲击电流主要为有功电流分量，UsS发电机与电网间交换有功功率，机组联轴受到突然冲击。U2E"S2UG9sinsn22X"X".+Xx.+Xxa/21"i

（二） 合闸相角差  0 = = e G X G X f f U U  h m h e q X e q q X G h i I X X E X X U I " 1.8 2 " 2 sin " 2 " 2 sin " 2 " = + = + =    e UG  Ux  US  h I  冲击电流主要为有功电流分量， 发电机与电网间交换有功功率， 机组联轴受到突然冲击