差频同期和同频同期两种同期操作特征.doc

差频同期和同频同期两种同期操作特征 1-1差频同期:图1-1是由两个系统S1、S2和一条线路组成的简单双电源系统，在断路器B1、B2、B3、B4上都可以进行S1、S2的同期操作，如按准同期原则操作，则同期条件有三个，即 图1-1简单双电源示意图 (1).断路器两侧的电压幅值相近，其差值△U在给定容许值内； (2).断路器两侧的电压频率相近（不能相等），其差值△f在给定容许值内； (3).断路器两侧的电压的相位差Φ为零或很小。 在同期操作时因压差和频差的存在，将引发断路器合闸瞬间产生与差值相应的无功和有功的交换。相位差的存在将引发两电源间轴系的冲击，这种冲击会给发电机组轴系带来伤害，甚至诱发后果更为为严重的次同步谐振（扭振）。为了避免在大相位差的情况时同期，人们一直在沿用相角差闭锁断路器合闸回路的措施，如图1-2所示，用分别跨接在两同期电压上的同期 （a） (b) 图1-2带同期检查继电器TJJ闭锁同期操作回路示意图 检查继电器TJJ的接点闭锁同期操作合闸回路，操作回路只有在两同期电压相位差Φ小于整定值（传统定值为20o至30o）时才可能实施同期合闸。这是差频同期时的安全措施，应该说是合理的，而且可以继续沿用下去。 1-2同频同期（合环操作）:图1-3是一个可能出现差频同期也可能出现同频同期操作的简单双电源双回线路的系统示意图。当S1和S2两电源解列时可通过线路L1经断路器由B1、B2、B3、B6实施差频同期，或通过线路L2经断路器B1、B4、B5、B6实施差频同期。当双回线选择单线运行方式过程中，随线路传送功率增加较大时，为提高系统的稳定储备，或改善受电端的电压质量，或减少线损都有必要投入另一条线路。例如原来B1、B2、B3、B6在合闸状态，线路L1带电运行，现要通过断路器B4、B5将L2投运。可以选择先在线路L2无压的前提下合上一侧断路器，如B5，此时人们在断路器B4两侧发现存在电压差和相位差，而无频率差，此时在B4上进行的操作即是同频同期。同期条件只有两个，即 图1-3 简单双电源双回线路系统示意图 (1).断路器两侧的电压幅值相近，其差值△U在给定容许值内； (2).断路器两侧的电压相位差’（即近似运行线路L1的功角）在给定值内。 在B4实施同频同期操作后将引起L2分流L1一部份负荷。L1分流负荷的数值取决于L1原来负荷的大小，及L1与L2两条线路的阻抗比。由于合上B4后L2的负荷是突然出现的，习惯上称其为冲击或环流，迄今不少人视环流为不详之物，因为人们多次碰到当合上B4后随即被继电保护再次跳闸，甚至诱发新的事故。 2 环流可怕吗？ 接着上节在B4进行同频同期操作往下看。在B4两侧人们看到的相位差实际上是正在传输负荷P1的线路L1两端的功角的一部份，系统的等值电路和相量图如图2-1所示。可写出传输电磁功率P的表达式：P 式中为Eq对末端母线U的功角，而在B4两侧测量的 图2-1（b）相量图 则是的一部份’，显然，随着传输功率P的增加，或’将增大，当接近90o时输电线两侧将出现振荡而失步。使用同期检查继电器TJJ是对’进行闭锁，即当’30o时TJJ将切断合闸回路，图1-3中的L2将无法投运。事实上闭锁角的选择依据绝不应是一成不变的30o，而是要通过潮流计算来确定。以图1-3的系统为例，当L1传输的功率为P1时合上B4后，L2将分流负荷P2，其表达式为：，XL1及XL2分别为线路L1及L2的电抗，用电流表示则为 B4合闸时的功角’越大，则环流I2越大。XL2较之XL1的值越小，环流I2也越大。在线路和电抗已定的前提下，环流I2与B4合闸前测得的功角’成比例。因此，应该通过不同运行方式下的潮流计算来确定同频同期的允许功角，其极限值应选择不要导致在B4合闸后再次被继电保护跳闸。因此应摒弃固定30o闭锁角的禁锢，用潮流计算和保护定值两项原则确定进行同频同期操作的允许功角整定值。 环流实际上就是负荷电流，没有任何可怕之处，只不过它的数值人们在盲目进行合环操作时因没进行定量控制，进而诱发再跳闸或是其他事故。只要根据不同运行方式潮流计算的结果，确定同频同期操作所允许的合闸功角’，就可确保操作的安全性。 3.调度部门应负起向厂站下达合环操作允许功角定值的责任 图3-1 一个火力发电厂的主接线图 自动合闸。以图3-1这个发电厂的主接线路为例，在其37个断路器中，只有1DL和2DL是纯粹的差频同期点，而3DL到37DL共35个断路器全都有可能遇上同频同期即合环操作。而在图3-2的变电站主接线中的22个断路器中，除22DL外，则是100%的放弃了自动合闸的可能。 图3-2 一个变电站的主接线图 4-1正确认识电力系统差频同期及同频同期操