准同期并列原理.ppt

绪论 一、电力系统与自动化的关系 二、电力系统自动化的范畴与分类 三、本课程的分工 自动装置的分类： 1.自动操作型装置: 是保证电厂与电网安全运行的自动装置。 包括正常操作与反事故操作(安全自动控制装置)。 包括：各种动力机械的自动控制装置、自动并列、强行励磁、自动按频减负荷、自动解列、自动切机、电力负荷控制等等装置。 2.自动调节(控制)系统(装置)： 这是保证电力系统正常稳定运行，保证电网电能质量符合指标，进而实现电网经济运行的重要自动化技术。包括：励磁控制系统、自动调频系统。 3.电力系统监控系统 这是为电力系统调度服务的调度自动化系统。 其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平，迅速处理系统事故，使造成的影响最小。 整个系统借助于计算机数据采集和监控系统(SCADA)技术与数字通讯技术来实现，是是现代电力系统必具的调度设施。 第一章 同步发电机的自动并列 §1-1概述 ①发电厂：经常进行的操作， ②系统：正常运行时，负荷增加，备用机组迅速投入系统， ③系统：事故时，会失去部分电源，也要求将备用机组快速投入电力系统以制止系统的频率崩溃，均要对发电机进行同步操作，将发电机组安全可靠，准确快速地投入系统参加并列运行。 ①单台发电机与电力系统并列运行， ②系统中分开运行的线路断路器正确投入， 提高电力系统的稳定性及线路负荷的合理经济分配。 一、并列的定义及并列操作的重要性 电力系统运行中任意母线电压的瞬时值： u=Umsin(ωt+φ)， δ0=ωt+φ 上式反映了电网运行中该母线电压的幅值、频率、相角。 这三个状态量常被指定为运行母线电压的三个状态量。 什么是并列？ 同步发电机投入电力系统并列运行的操作，或者电力系统解列的两部分进行并列运行的操作称为并列操作或同期操作。 并列的基本要求(原则)： (1)发电机投入的瞬间冲击电流应尽可能小，其最大值不应超过允许值(1~2倍的额定电流)； (2)发电机组并入系统后，尽可能快的进入同步运行状态，以减小对电力系统的扰动。 二、并列的方式 准同期并列和自同期并列 1.准同期并列 准同期并列是待并机组并列前， 转子先加励磁电流，并调整到使发电机电压与系统电压相等； 同时调整发电机转速使发电机的频率与系统频率相等。 当上述两个条件满足时，在相位重合前一定时刻发出合闸脉冲，合上发电机与系统之间的断路器，这种并列称为准同期并列。 准同期并列的优点： 在正常情况下，并列时产生的冲击电流比较小，对系统和待并发电机均不会产生什么危害。 准同期并列的缺点： 因同期时需调整待并发电机的电压和频率，使之与系统电压，频率接近，这就要花费一定时间，使并列时间加长，不利于系统发生事故出现频率缺额时及时投入备用容量。 2.自同期并列 开机前将DL和灭磁开关KMC断开,KMC的常闭辅助接点KMC′将发电机转子绕组通过自同期电阻RZ短路。开启机组,将机组驱动到接近额定转速(转速差一般控制在额定转速的5％以下)时自动闭合DL,由DL的辅助接点联动将KMC闭合、KMC′断开,给发电机转子绕组加励磁电流。 ①自同期并列的优点 操作简单、并列迅速、易于实现自动化。 ②自同期并列的缺点 是冲击电流大、对电力系统扰动大，不仅会引起电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组附近造成电压瞬时下降。 自同期并列只能在电力系统事故、频率降低时使用。因结构简单在中小型机组中有使用。 由于自同期并列合闸时发电机尚无励磁，所以在断路器闭合的瞬间相当于电力系统通过发电机定子绕阻金属性三相短路，冲击电流较大，其最大冲击电流的周期分量： 规程规定： ①对于一切水轮发电机、同步调相机、发变组方式连接的汽轮发电机及小容量的汽轮发电机只要其端部固定良好，可采用自同期。 ②对于3000KW以上与母线直接连接的汽轮发电机，需要验算： 要求：自同期合闸冲击电流产生的电动力不超过发电机出口三相短路时所产生电动力的一半，则 §1-2准同期并列条件 一、准同期并列理想条件： （1）待并发电机和系统相序相同； （2）待并发电机和系统频率相同； （3）待并发电机电压和并列点的系统侧电压幅值相等； （4）待并发电机电压和并列点的系统侧电压相位角相等； 用数学式表达，即 ①fg=fx ,或ωg=ωx , fS=fg-fx＝0, fS称为滑差频率 ωs=ωg-ωx ＝0, ωs称为滑差角频率 ②Ug=Ux , ΔU=Ug-Ux=0; ③δg=δx , δ=δe=δg-δx=0. 为何满足理想条件？ 准同期并列偏差对并列的影响 实际很难使三个条件同时成立,存在误差。 下面分析电压幅值差、频率差和相角差对并列产生的影响。 分析时为了突出主要矛盾和便于分析，假设三个条件中两个条件同