北京交通大学：《电力系统自动化》课程教学课件（讲稿）第2讲 发电机的自动并列

北京交通大学课程内容BEUINGJIAOTONGUNIVERSITY·第二章发电机的自动并列·第一节概述·1、并列操作的意义·2、准同期并列·3、自同期并列·第二节准同期并列的基本原理·第三节数字式并列装置*2

课程内容 •第二章 发电机的自动并列 • 第一节 概述 • 1、并列操作的意义 • 2、准同期并列 • 3、自同期并列* • 第二节 准同期并列的基本原理 • 第三节 数字式并列装置* 2

北京交通大学学习目标：BEUING JIAOTONG UNIVERSITY·并列操作的意义·复述并列操作的定义、目的、三个条件·准同期并列·独立推导三种情况：电压不等、合闸相角差不等下的短路电流，频率不等下的动态过程轨迹·准同期并列的基本原理·掌握线性整步电压的概念及获取方法3

学习目标： • 并列操作的意义 • 复述并列操作的定义、目的、三个条件 • 准同期并列 • 独立推导三种情况： 电压不等、合闸相角差不等 下的短路电流，频率 不等 下的动态过程轨迹 • 准同期并列的基本原理 • 掌握线性整步电压的概念及获取方法 3

京文通大学A课前思考(复习)BEUING JIAOTONG UNIVERSITY如果让你来操作一个同步发电机进行并网，进而向电网输送有功/无功功率，实际操作的步骤应该是怎样的？BU.·参考电机学知识，电力系统分析实验U·已知：发电机转速，电压值SA40Uc:Uc0A

课前思考（复习） • 如果让你来操作一个同步发电机进行并网，进而 向电网输送 有功/无功 功率，实际操作的步骤应 该是怎样的？ • 参考电机学知识，电力系统分析实验 • 已知：发电机转速，电压值 4 , , UU U xGs ~ A B UG Us Ux ω ω

北京交通大学课程内容BEUINGJIAOTONGUNIVERSITY·第二章发电机的自动并列·第一节概述·1、并列操作的意义·2、准同期并列 (复习)·3、自同期并列·第二节准同期并列的基本原理·第三节数字式并列装置5

课程内容 •第二章 发电机的自动并列 • 第一节 概述 • 1、并列操作的意义 • 2、准同期并列 （复习） • 3、自同期并列* • 第二节 准同期并列的基本原理 • 第三节 数字式并列装置 5

京文通大学 (复习)2.1.1并列操作的意义BEUINGJIAOTONGUNIVERSITY·同步发电机组并列时应遵循的原则B1、并列断路器合闸时，冲击电流足够小xX2、并入电网后，应能迅速进入同步A·发电机并列的理想条件频率相等f = f (OG =O)UG=Ux电压幅值相等8=0相角差为0·并列方法（正常运行）准同期并列*自同期并列（事故、水轮机）62020/9/11

2.1.1 并列操作的意义（复习） • 同步发电机组并列时应遵循的原则 • 发电机并列的理想条件 • 并列方法 2020/9/11 2、并入电网后，应能迅速进入同步 1、并列断路器合闸时，冲击电流足够小 准同期并列（正常运行） *自同期并列（事故、水轮机） () 0 GxG x G x e f f U U ω ω δ  = =   =   = 频率相等 电压幅值相等 相角差为0 ~ Ux  UG  A B 6

北京文通大学(复习2.1.2准同期并列：实际情况BEUINGJIAOTONGUNIVERSITY·情况1：电压幅值差不为0dtU. U.设: fG= f、S。=0UGUc +U1.8V2(Ug-U)2.55Ulh.maxX"X"发电机直轴次暂态电抗为无功冲击电流(3I h.max = (0.05 - 0.1)Ia要求：U, ≤(5% -10%)Un.G准同期并列条件之一72020/9/11

2.1.2 准同期并列：实际情况 （复习） • 情况1：电压幅值差不为0 2020/9/11 7 0 G xe f f = = 、δ ( ) d s d G x h X U X U U i ′′ = ′′ − ′′ = 1.8 2 2.55 .max Φ (3) .max (0.05 0.1) h d I = − I ( ) . U U s ≤ − 5% 10% N G Ux  Us  设： 要求： h I  为无功冲击电流 UG  h I  U U G x ≠ 准同期并列条件之一

北京文通大学(复习)2.1.2准同期并列：实际情况BEUING JIAOTONG UNIVERSITY1·情况2：合闸相角差不为01设: G= f、UG=UUU.8.±0U.x1.8V2US2.55Ui"× 2sinx 2sinh.maxX"2X"2qq发电机交轴主要是有功冲击电流次暂态电抗要求：限制并列合闸角<10°8

2.1.2 准同期并列：实际情况（复习） • 情况2：合闸相角差不为0 8 2 2sin 1.8 2U 2 2sin 2.55U e q e x q x .max δ δ × ′′ × = ′′ ′′ = X X ih GxG x f fU U = = 、 0 e δ ≠ 设： UG  Ux  Us  δ <10 Φ h I  e δ 主要是有功冲击电流 要求：限制并列合闸角

北京交通大学BEUING JIAOTONG UNIVERSITY解释为什么？E.jlgxaEe·幅值有差的时候用JIXO1.8V2(Ug-U)2.55UijXiRh.maxXaxaU·相角有差的时候用S1.8V2US2.55UO:"x×2sinx 2sinIh.maxX"Xi22q9

• 解释为什么？ • 幅值有差的时候用 • 相角有差的时候用 9 ( ) d s d G x h X U X U U i ′′ = ′′ − ′′ = 1.8 2 2.55 .max 2 2sin 1.8 2U 2 2sin 2.55U e q e x q x .max δ δ × ′′ × = ′′ ′′ = X X ih

北京交通大学(复习)2.1.2 准同期并列： 实实际情况BEUINGJIAOTONGUNIVERSITY·情况3：频率不相等（滑差不为0）UJ有频差：f、=fc-fx设: UG=UOGfc+f.滑差：の,=OG-Oxo12元滑差周期：Tf.s频差大，滑差大，滑差周期短。频差大对发电机的影响：の大一暂态过程长；频差小，滑差小，滑差周期长，暂态过程短。要求:T,在 (10~16) s10

2.1.2 准同期并列：实际情况（复习） • 情况3：频率不相等（滑差不为0） 10 设：U U G x = s Gx fff = − ωωω s Gx = − 1 2 s s s T f π ω = = • 频差大，滑差大，滑差周期短。 频差大对发电机的影响：ωS 大→暂态过程长； Ts 在（10~16）s • 频差小，滑差小，滑差周期长，暂态过程短。 G x f f ≠ 有频差： 要求： Us  Ux  δ e UG  ω G 滑差： ωx 滑差周期：

北京文通大学2.2 准同期并列：频率不等BEUING JIAOTONG UNIVERSITY·频率不等对发电机的影响与电网间有有功功率交换Uc超前U、：发出有功、制动-发电机状态U。滞后U、：吸收有功、加速-电动机状态P发电机合闸瞬间a点：发电机状态U超前U:S0=8.>0ba电动机状态OG >Ox: Qs0 =OG -O, >0SiS.b①a点之后：发出有功、发电机制动、减速c、0,、但0,=0G-0,>0、8.个0iab点- 8=8、0c=0、0,=0S②b点之后：发电机继续制动、减速b0G、0G<0、0,<0、S.C点-lのG-|最大、。=0心11

2.2 准同期并列：频率不等 • 频率不等对发电机的影响 11 与电网间有有功功率交换 0 0 : 0 : 0 G xe a G xs G x U U δ δ ω ωω ω ω = > > = −>   超前 ①ａ点之后： 0 ω ω ωωω δ G s s Gx e ↓ ↓ = −> ↑ 、 、但 、 发电机合闸瞬间ａ点： U G 超前 U x ：发出有功、制动-发电机状态 U G 滞后 U x ：吸收有功、加速-电动机状态 发出有功、发电机制动、减速 ｂ点－ 0 ebG x s δδω ωω = = = 、 、 ②ｂ点之后：发电机继续制动、减速 0 ω ω ωω δ G G xs e ↓< < ↓ 、 、 | -| 0 c点－ ωω δ Gx e 最大、 = δ b P δ e δ a δ e ωs a b c a b c 发电机状态 电动机状态