经典之-发电机同期并列原理详解讲述.doc

第 六 章 同 期 系 统 将一台单独运行的发电机投入到运行中的电力系统参加并列运行的操作， 称为发电机的并列操作。同步发电机的并列操作，必须按照准同期方法或自同 期方法进行。否则，盲目地将发电机并入系统，将会出现冲击电流，引起系统振 荡，甚至会发生事故、造成设备损坏。 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。 （!）发电机电压相序与系统电压相序相同； （）发电机电压与并列点系统电压相等； （#）发电机的频率与系统的频率基本相等； （$）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。 自同期并列操作，就是将发电机升速至额定转速后，在未加励磁的情况下合 闸，将发电机并入系统，随即供给励磁电流，由系统将发电机拉入同步。 自同期法的优点：!合闸迅速，自同期一般只需要几分钟就能完成，在系统 急需增加功率的事故情况下，对系统稳定具有特别重要的意义；操作简便，易 于实现操作自动化。因为在发电机未加励磁电流时合闸并网，不存在准同期条 件的限制，不存在准同期法可能出现的问题；#在系统电压和频率因故降低至不 能使用难同期法并列操作时，自同期方法将发电机投入系统提供了可能性。 自同期法的缺点是：未加励磁的发电机合闸并入系统瞬间，相当一个大容量 的电感线圈接入系统，必然会产生冲击电流，导致局部系统电压瞬间下降。一般 自同期法使用于水轮发电机及发电机—变压器组接线方式的汽轮发电机。在采 用自同期法实施并列前，应经计算核对。 发电厂发电机的并列操作断路器，称为同期点。除了发电机的出口断路器 之外在一次电路中，凡有可能与发电机主回路串联后与系统（或另一电源）之间 构成唯一断路点的断路器，均可作为同期点。例如，发电机—变压器组的高压侧 断路器，发电机—三绕组变压器组的各侧断路器，高压母线联络断路器及旁路断 路器，都可作为同期点。在同期点应装设准同期装置。对于电压在 !!#$ 以上 的联络线路的断路器，除装设准同期装置外，其重合闸装置应具有检查无压、检 查同期的功能。 在发电厂，并列操作比较频繁，在实施并列过程中可直接调节发电机的同期 参数。一般同期点应装设带非同期闭锁的手动准同期装置和自动准同期装置； 在水电厂，除了装设以上两种准同期装置之外，还应装设自动自同期装置。对于 双电源的变电站，一般只装设带非同期闭锁的手动准同期装置。 第 一 节 同 步 发 电 机 准 同 期 并 列 原 理 发电机并列主电路示意图见图 % !（’）。(! 为待并发电机，当同期点断路 器 )*! 合闸使发电机 (! 并网后，如果断路器 )*+ 跳闸，)*+ 两侧为不同系统的 电源，也必须按照准同期条件合闸。图 % ! 为待并发电机电压与系统电压波形 图；图 % （! ,）为滑差电压波形图。图中系统电压瞬时值为 -. / 0.1.2（3 !.4 56.） 待并发电机电压瞬时值为  -7 / 071.2（3 !74 567） 式中 0.1、071—系统电压、发电机电压幅值； 6.、67—系统电压、发电机电压的初相角； !.、!7—系统电压、发电机电压的电角速度。 系统电压与发电机电压瞬时值之差为滑差电压瞬时值 -8。-8 / -. -7。设 0.1 / 071 / 01，初相角均为零，即 !6. /!67 / 9，!8 /!. !7，则有 -8 / -. -7 / 0.1.2（3 !.4 56.） 071.2（3 !74 567） / 01.23!.4 01.23!7 4 : 5 7 / +01.23 ! 4,6. !（!. 5!7）4 / 081,6. ! ! 也可用几何方法以 -. 瞬时值减 -7 的瞬时值得到 -8 的波形［如图 % （! ,）］。  滑差电压 -8 是一个角速度为 !（!. 5!7）、幅值为 +01.23 ! 4 作正弦变化的电压。 + 滑差电压幅值的变化规律为  图 ! # 发电机并列示意图 （$）主电路；（%）’、( 波形；（)）滑差电压 * 波形 *+ , -.+’/0 # 1 由于在并网之前系统频率与待并发电机频率不相等 .’ 与 .( 之间的相角差 ,!* 1 随时间 1 而变化。以 2 3 -#为周期而变化，* 的幅值也由小到大随之变 化。当, 2 时，* , 2；当,#时，滑差电压达最大值 *+ , -.+。从零至 -#的 时间，即相邻滑差电压幅值为零点之间的时间，即为滑差电压 * 的周期 4*。 滑差电压幅值的零点，表示 ( 与 ’ 之间相角差为零，4* 的长短又反映两电 压频差的大小，所以准同期可利用滑差电压包络线波形