电力系统自动化发电机自动并列.ppt

电力系统自动化 Automation of Power System 第1章 同步发电机的自动并列 第一节 概述 =======基本知识点======= 发电机模型 并列的基本概念 准同期并列 一、发电机模型 二、并列的基本概念 1 概念 使uG与ux满足一定条件后合断路器，并联运行 2 目的：①负荷波动；②系统事故 3 原则：①冲击电流小；②暂态过程短 4 方法： 准同期并列：If→合闸→暂态→同步 自同期并列：无If→UN→合闸→加If→暂态→同步 准同期并列： 过程： 发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。 优点：是冲击电流小； 不足：并列时间较长且操作复杂。 自同期并列： 过程： 将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动机转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。 优点：并列时间短且操作简单 不足：从系统中吸收无功而造成系统电压下降，产生冲击电流。 三、准同期并列 1 并列条件推导 （1） 基本条件 （2）一般向量推广 （3）理想并列条件， 幅值相等：UG=UX 频率相等：ωG=ωX（ω=2πf） 相角相等：δe=0（δG=δX） 2 并列条件分析 （1）UG≠UX，fG=fX，δe=0 （2）UG=UX，fG≠fX，δe=0 （3）UG=UX，fG=fX，δe≠0 （2）UG=UX，fG≠fX，δe=0 发电机在频差较大的情况下并入系统，立即带上较多正的（或负的）有功功率，对转子产生制动（或加速）的力矩，使发电机产生振动，严重时导致发电机失步，造成并列不成功。允许频率差范围为额定频率的0.2%~0.5%,0.1~0.25Hz （3）UG=UX，fG=fX，δe≠0 如果δ很大，Iim很大，其有功分量电流在发电机轴上产生冲击力矩，严重时损坏发电机。同步并列操作允许的合闸相位差不应超过去5°。 复习与思考 1. 并列的方法有哪两种？如何定义？各有何特点？ 2. 准同步并列的条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果？ 3. 为什么要在δ=0之前提前发合闸脉冲？ 4. 自动准同步装置的任务是什么？ 第二节 准同期并列的基本原理 =======基本知识点======= 脉动电压 准同期并列条件 合闸条件的计算 准同期并列装置 一、脉动电压 1 电网电压与发电机电压幅值相等的情形 其中， uS的周期Tu≈2π/ωG，US的周期TS≈2π/ωS 。 2 电网电压与发电机电压幅值不等 3 对比分析 二、利用压差检测准同期并列条件 从理论上讲，按上述条件可以实现准同期并列，考虑到工程实际，具体问题需要处理（ΔtC，ΔtQF），并且ωS与δe的计算不是独立的。 三、合闸条件的计算 1 越前时间tYJ tYJ =tC+ tQF 2 允许滑差ωsy 3 合闸条件计算过程 Step 1：计算Usmin，如果Usmin≤USy转Step 2；否则调整G来改变UG Step 2：ωsy的计算 Step 3：如果ωs≤ωsy继续Step 4；否则调整G来改变ωG，ωs=ωG-ωX Step 4：δe的计算： δe=tYJ?ωs Step5：δe≤δey合闸；否则调整G来改变ωG，从而δe 四、准同期并列装置 1全自动准同期并列 （1）频差控制单元：调节发电机转速，从而改变频差； （2）压差控制单元：调节发电机励磁，从而改变压差； （3）合闸信号控制单元：选择合适合闸时间 2 半自动准同期并列 （1）调压：手动 （2）调频：手动 （3）合闸：自动 3 手动准同期并列 （1）调压：手动 （2）调频：手动 （3）合闸：手动 第三节 自动准同期并列控制 =======基本知识点======= 线性整步电压 检测原理及装置 一、线性整步电压 1 形成电路 （1）整形电路：将正弦波转化为方波； （2）相敏电路：相等于与门，UG与UX同相时输出1，不同时输出0； （3）滤波电路：平滑Uy的波形； UG与UX的对比分析 2 特点 （1）分段线性：[0,π]与[-π,0]； （2）与发电机电压和系统电压的幅值无关； 3 解析式 4波形 二、检测 1 恒定越前时间 （1）检测电路 （2）动作原理 输入Usl→中间输出UR2→输出tYJ，动作 （3）相关计算 ①UR2的计算（叠加原理） ②tYJ的计算 2 恒定越前相角（滑差ωs） （1）检测装置（类似时间装置） （2）检测原理 （3）tA的计算 3 压差检测