自動(dòng)裝置及同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列

1、North China Electric Power University 第一講 自動(dòng)裝置及同步發(fā) 電機(jī)的自動(dòng)并列 主講人：李巖松 North China Electric Power Universitypage22021-6-24 復(fù)雜自動(dòng)化系統(tǒng)分層控制復(fù)雜自動(dòng)化系統(tǒng)分層控制 被控設(shè)備被控設(shè)備 直接控制器直接控制器 監(jiān)督功能 監(jiān)督功能 尋優(yōu)功能 尋優(yōu)功能 協(xié)調(diào)、安全調(diào)度等功能 經(jīng)營(yíng)與管理 x x1 1 x x2 2 u u2 2u u1 1 r r1 1r r2 2 x x1 1x x2 2+ + 協(xié)議、市場(chǎng)及原料等協(xié)議、市場(chǎng)及原料等 第一層第一層 第二層第二層 第三層第三層 第四層第四

2、層 第五層第五層 2 自動(dòng)電壓調(diào)節(jié) 1 自動(dòng)并列 4 調(diào)度自動(dòng)化 5 狀態(tài)估計(jì) 6 安全調(diào)度 7 自動(dòng)調(diào)頻 8 低頻減載 North China Electric Power Universitypage32021-6-24 發(fā)電自動(dòng)控制發(fā)電自動(dòng)控制 控 制 對(duì) 象 自動(dòng)控制裝置 控 制 信 息 測(cè) 量 信 息 North China Electric Power Universitypage42021-6-24 自動(dòng)裝置硬件組成形式自動(dòng)裝置硬件組成形式 1、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 2、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 3、集散控制系統(tǒng)(Distributed Control System-DCS) 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)(

3、Fieldbus Control System-FCS) 對(duì)于控制功能單一的自動(dòng)裝置,其輸入輸出的電氣量較少, 適于采用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),如同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列裝置. 對(duì)于控制功能要求較高,軟件開(kāi)發(fā)任務(wù)繁重的系統(tǒng),適于采 用工控機(jī)系統(tǒng),如發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng). 對(duì)于分散的多對(duì)象的成套監(jiān)測(cè)控制裝置適于采用DCS或 FCS,如發(fā)電廠、變電站遠(yuǎn)動(dòng)裝置和電廠機(jī)爐集控系統(tǒng)。 North China Electric Power Universitypage52021-6-24 1 1 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 定義（本課程）：把較簡(jiǎn)單的、借助于特定開(kāi)發(fā)平臺(tái)定義（本課程）：把較簡(jiǎn)單的、借助于特定開(kāi)發(fā)平臺(tái)

4、 才能編程的系統(tǒng)稱為微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。才能編程的系統(tǒng)稱為微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 微型計(jì)算微型計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)機(jī)系統(tǒng) 1 傳感器傳感器 2 采樣保持器采樣保持器 3 模擬多路開(kāi)關(guān)模擬多路開(kāi)關(guān) 4 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 5 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 6 通信單元通信單元 7 中央處理單元中央處理單元CPU 8 外部設(shè)備外部設(shè)備 North China Electric Power Universitypage62021-6-24 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu) North China Electric Power Universitypage72021-6-24 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成單元微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成單元

5、1、傳感器、傳感器：將非電量（壓力、溫度、轉(zhuǎn)速）和電量（電壓、電：將非電量（壓力、溫度、轉(zhuǎn)速）和電量（電壓、電 流、功率）轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)可以接受的弱電壓信號(hào)流、功率）轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)可以接受的弱電壓信號(hào) 2、模擬多路開(kāi)關(guān)、模擬多路開(kāi)關(guān)：在采樣速度要求不高的場(chǎng)合，一般采用公：在采樣速度要求不高的場(chǎng)合，一般采用公 用用A/D轉(zhuǎn)換器。在每一個(gè)時(shí)刻中只將一路模擬信號(hào)輸入到轉(zhuǎn)換器。在每一個(gè)時(shí)刻中只將一路模擬信號(hào)輸入到A/D.目的目的 簡(jiǎn)化電路，降低成本。簡(jiǎn)化電路，降低成本。 3、采樣、采樣/保持器保持器： A/D轉(zhuǎn)換器完成信轉(zhuǎn)換器完成信 號(hào)轉(zhuǎn)換需要一段時(shí)號(hào)轉(zhuǎn)換需要一段時(shí) 間，在這段時(shí)間內(nèi)間，在這段

6、時(shí)間內(nèi), 輸入到輸入到A/D的模擬的模擬 信號(hào)需保持不變，信號(hào)需保持不變， 由由S/H完成。完成。 North China Electric Power Universitypage82021-6-24 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成單元微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成單元 5、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器：用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)緩存，提供進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。：用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)緩存，提供進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。 6、通信單元、通信單元：包括：包括通信控制器和通信收發(fā)器。通信控制器和通信收發(fā)器。 通信控制器通信控制器用于控制通信過(guò)程，確定通信的數(shù)據(jù)、地址以及用于控制通信過(guò)程，確定通信的數(shù)據(jù)、地址以及 建立建立/拆除通信的數(shù)據(jù)鏈路。拆除通信的數(shù)據(jù)鏈路。

7、通信收發(fā)器通信收發(fā)器用于處理通信的物理層功能，包括物理引線的排用于處理通信的物理層功能，包括物理引線的排 列、機(jī)械特性和物理電平等。列、機(jī)械特性和物理電平等。 7、CPU及外設(shè)及外設(shè)：自動(dòng)裝置的核心部件，對(duì)系統(tǒng)的工作進(jìn)行控制：自動(dòng)裝置的核心部件，對(duì)系統(tǒng)的工作進(jìn)行控制 和管理，對(duì)采集的數(shù)據(jù)作處理，根據(jù)要求做出判斷和發(fā)出指令等。和管理，對(duì)采集的數(shù)據(jù)作處理，根據(jù)要求做出判斷和發(fā)出指令等。 4、A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)，：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)， 它是影響數(shù)據(jù)采集速率和精度的主要因素之一。它是影響數(shù)據(jù)采集速率和精度的主要因素之一。 North Ch

8、ina Electric Power Universitypage92021-6-24 2 2 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)由穩(wěn)壓電源、機(jī)箱和不同功能的總線由穩(wěn)壓電源、機(jī)箱和不同功能的總線 模板，以及鍵盤（顯示器）等外設(shè)接口組成。模板，以及鍵盤（顯示器）等外設(shè)接口組成。 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的內(nèi)部總線種類繁多，比較常用的主要有工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的內(nèi)部總線種類繁多，比較常用的主要有： STD、PC104總線總線等。等。 STD總線總線共有共有56根總線，信號(hào)之間的隔離消除了大部分總線上根總線，信號(hào)之間的隔離消除了大部分總線上 的干擾，單元為小模板結(jié)構(gòu)，每塊

9、模板具有獨(dú)立性，實(shí)現(xiàn)了板級(jí)的干擾，單元為小模板結(jié)構(gòu)，每塊模板具有獨(dú)立性，實(shí)現(xiàn)了板級(jí) 功能分散。功能分散。 North China Electric Power Universitypage102021-6-24 2 2 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng) S T D 總總 線線 的的 功功 能能 單單 元元 1 CPU單元單元STD總線的主處理單元，處理數(shù)據(jù)、總線的主處理單元，處理數(shù)據(jù)、 地址和控制功能。一般含有高速地址和控制功能。一般含有高速CPU和協(xié)處理器。和協(xié)處理器。 2 A/D單元單元提供模擬提供模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接口，模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)數(shù)字轉(zhuǎn)換接口，模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù) 據(jù)讀取由據(jù)讀取由CPU單元控

10、制，也可以由外部觸發(fā)。單元控制，也可以由外部觸發(fā)。 3存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)器單元作為通用存儲(chǔ)器的擴(kuò)展卡，含有譯碼、作為通用存儲(chǔ)器的擴(kuò)展卡，含有譯碼、 存儲(chǔ)器、后備電池等，防止失電后數(shù)據(jù)丟失。存儲(chǔ)器、后備電池等，防止失電后數(shù)據(jù)丟失。 4存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)器單元作為通用存儲(chǔ)器的擴(kuò)展卡，含有譯碼、作為通用存儲(chǔ)器的擴(kuò)展卡，含有譯碼、 存儲(chǔ)器、后備電池等，防止失電后數(shù)據(jù)丟失。存儲(chǔ)器、后備電池等，防止失電后數(shù)據(jù)丟失。 5系統(tǒng)支持單元系統(tǒng)支持單元包括設(shè)置開(kāi)關(guān)、后備電池、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、包括設(shè)置開(kāi)關(guān)、后備電池、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、 看門狗看門狗watchdog、上電復(fù)位、總線終端網(wǎng)絡(luò)和通信口等。、上電復(fù)位、總線終端網(wǎng)絡(luò)和通信口等。 6

11、外設(shè)單元外設(shè)單元包括定時(shí)器單元、包括定時(shí)器單元、I/O單元、鍵盤顯示板單元、鍵盤顯示板 電源板等，用于與外部信號(hào)和設(shè)備接口和操作。電源板等，用于與外部信號(hào)和設(shè)備接口和操作。 North China Electric Power Universitypage112021-6-24 3 3 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)DCSDCS 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié) 合，由若干數(shù)據(jù)采集測(cè)控站和上位機(jī)及通信線路組成。合，由若干數(shù)據(jù)采集測(cè)控站和上位機(jī)及通信線路組成。 數(shù)據(jù)采集測(cè)控站數(shù)據(jù)采集測(cè)控站由單由單 片機(jī)數(shù)據(jù)采集控制裝置組片機(jī)數(shù)據(jù)采集控

12、制裝置組 成，位于設(shè)備附近，上傳成，位于設(shè)備附近，上傳 數(shù)據(jù)執(zhí)行控制命令。數(shù)據(jù)執(zhí)行控制命令。 上位機(jī)上位機(jī)采用工業(yè)控制機(jī)或工作站，配置打印機(jī)和其他外設(shè)。采用工業(yè)控制機(jī)或工作站，配置打印機(jī)和其他外設(shè)。 采用雙機(jī)熱備用方式。分析處理上傳數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、采用雙機(jī)熱備用方式。分析處理上傳數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、系統(tǒng)協(xié)調(diào)、 集中顯示、打印報(bào)表。最重要的是根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果確定控制參集中顯示、打印報(bào)表。最重要的是根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果確定控制參 數(shù)和方法，將結(jié)果下達(dá)給數(shù)據(jù)采集測(cè)控站。數(shù)和方法，將結(jié)果下達(dá)給數(shù)據(jù)采集測(cè)控站。 通信接口通信接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采 用串行方式，訪問(wèn)方式為用串行方式，訪問(wèn)方式為 令牌形

13、式。令牌形式。 North China Electric Power Universitypage122021-6-24 4 4 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)FCSFCS 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)將分散在現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，將分散在現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)， 以現(xiàn)場(chǎng)總線為紐帶，連接成為可以相互溝通信息共同完成自控任務(wù)以現(xiàn)場(chǎng)總線為紐帶，連接成為可以相互溝通信息共同完成自控任務(wù) 的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)。的網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)。 現(xiàn)場(chǎng)總線主節(jié)點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)總線主節(jié)點(diǎn)： 整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)者，完成整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)者，完成 信息的發(fā)起功能，完成信息的發(fā)起功能，完成 顯示、輸出、打印和數(shù)顯示、輸出、打印和數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)等功能。

14、據(jù)存儲(chǔ)等功能。 現(xiàn)場(chǎng)總線從節(jié)點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)總線從節(jié)點(diǎn)： 系統(tǒng)終端設(shè)備的執(zhí)行者，系統(tǒng)終端設(shè)備的執(zhí)行者， 不能發(fā)起信息，可以完不能發(fā)起信息，可以完 成接收、查詢等。成接收、查詢等。 路由器路由器主要完成路主要完成路 由、中繼、數(shù)據(jù)交換等由、中繼、數(shù)據(jù)交換等 功能。功能。 North China Electric Power Universitypage132021-6-24 第二章 同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列 重點(diǎn)講解發(fā)電機(jī)同步準(zhǔn)同期 并列的自動(dòng)化原理. 這是將同 步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)進(jìn)行并列運(yùn) 行以組成電力系統(tǒng)的基本步驟. North China Electric Power Universitypage142

15、021-6-24 一、同步并列與準(zhǔn)同期一、同步并列與準(zhǔn)同期 發(fā)電機(jī)投入電力系統(tǒng)參加并發(fā)電機(jī)投入電力系統(tǒng)參加并 列運(yùn)行的操作稱為列運(yùn)行的操作稱為“并列操并列操 作作”。 同步發(fā)電機(jī)的并列操作稱為同步發(fā)電機(jī)的并列操作稱為 “同期同期”。以近于同步運(yùn)行。以近于同步運(yùn)行 條件進(jìn)行的并列操作稱為條件進(jìn)行的并列操作稱為 “準(zhǔn)同期準(zhǔn)同期”。 發(fā)電廠將一臺(tái)發(fā)電機(jī)組用發(fā)電廠將一臺(tái)發(fā)電機(jī)組用 準(zhǔn)同期方式并入電廠母線。準(zhǔn)同期方式并入電廠母線。 將電力系統(tǒng)的兩部分用準(zhǔn)將電力系統(tǒng)的兩部分用準(zhǔn) 同期的方式進(jìn)行并列。同期的方式進(jìn)行并列。 并并 列列 操操 作作 North China Electric Power Univ

16、ersitypage152021-6-24 同步發(fā)電機(jī)并列需遵循的基本原則同步發(fā)電機(jī)并列需遵循的基本原則 1、并列斷路器合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能小，其瞬時(shí)、并列斷路器合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能小，其瞬時(shí) 最大值一般不超過(guò)最大值一般不超過(guò)1-2倍的額定電流。倍的額定電流。 2、發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)，、發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)， 其暫態(tài)過(guò)程要短，以減少對(duì)電力系統(tǒng)的擾動(dòng)。其暫態(tài)過(guò)程要短，以減少對(duì)電力系統(tǒng)的擾動(dòng)。 North China Electric Power Universitypage162021-6-24 同步發(fā)電機(jī)的并列方法同步發(fā)電機(jī)的并列方法 同同

17、 步步 發(fā)發(fā) 電電 機(jī)機(jī) 的的 并并 列列 方方 法法 準(zhǔn)準(zhǔn) 同同 期期 并并 列列 自自 同同 期期 并并 列列 在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，一般采在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，一般采 用準(zhǔn)同期并列方法將發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)行。用準(zhǔn)同期并列方法將發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)行。 只有當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，為了迅速只有當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，為了迅速 投入水輪發(fā)電機(jī)組，投入水輪發(fā)電機(jī)組，過(guò)去過(guò)去曾采用自同期曾采用自同期 并列方法。并列方法。 由于微機(jī)型數(shù)字式自動(dòng)并列方法已經(jīng)趨由于微機(jī)型數(shù)字式自動(dòng)并列方法已經(jīng)趨 于成熟，于成熟，現(xiàn)在也用準(zhǔn)同期并列方法現(xiàn)在也用準(zhǔn)同期并列方法投運(yùn)投運(yùn) 水輪發(fā)電機(jī)組。水輪發(fā)電機(jī)組。 Nort

18、h China Electric Power Universitypage172021-6-24 同步發(fā)電機(jī)并列的理想情況同步發(fā)電機(jī)并列的理想情況 發(fā)電機(jī)端電壓為發(fā)電機(jī)端電壓為 G U 電網(wǎng)電壓為電網(wǎng)電壓為 X U 兩者之間的相量差為兩者之間的相量差為 XGS UUU 當(dāng)電網(wǎng)參數(shù)一定時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)參數(shù)一定時(shí)， 沖擊電流就取決于合沖擊電流就取決于合 閘瞬間閘瞬間 的值的值 S U 最理想的情況就是最理想的情況就是 的值為零，此時(shí)，的值為零，此時(shí)，QF 合閘沖擊電流為零。合閘沖擊電流為零。 S U North China Electric Power Universitypage182021-6-24

19、 同步發(fā)電機(jī)并列的理想條件同步發(fā)電機(jī)并列的理想條件 發(fā)電機(jī)并列的理想條件發(fā)電機(jī)并列的理想條件 并列斷路器兩側(cè)電源電壓的三個(gè)狀態(tài)量全部相等。并列斷路器兩側(cè)電源電壓的三個(gè)狀態(tài)量全部相等。 XG XG ff或或 1、頻率相等、頻率相等 XG UU2、電壓幅值相等、電壓幅值相等 0 e 3、相角差為零、相角差為零 此時(shí)，合閘沖擊電流為零，并列后發(fā)電機(jī)可以立即與電網(wǎng)同步運(yùn)此時(shí)，合閘沖擊電流為零，并列后發(fā)電機(jī)可以立即與電網(wǎng)同步運(yùn) 行，不會(huì)出現(xiàn)擾動(dòng)現(xiàn)象。行，不會(huì)出現(xiàn)擾動(dòng)現(xiàn)象。 實(shí)際上，待并發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)際上，待并發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)理想條件很難實(shí)現(xiàn)理想條件；在實(shí)際；在實(shí)際 的操作中也的操作中也沒(méi)有這

20、樣的苛求沒(méi)有這樣的苛求。只要合閘沖擊電流小，不危及電。只要合閘沖擊電流小，不危及電 氣設(shè)備，合閘后機(jī)組迅速進(jìn)入同步運(yùn)行，對(duì)電網(wǎng)影響小，不致氣設(shè)備，合閘后機(jī)組迅速進(jìn)入同步運(yùn)行，對(duì)電網(wǎng)影響小，不致 于引起任何不良后果即可。于引起任何不良后果即可。 North China Electric Power Universitypage192021-6-24 實(shí)際并列條件之一實(shí)際并列條件之一電壓幅值差電壓幅值差 X U G U h I XG ff0 e XG UU 并列時(shí)的電氣狀態(tài)：并列時(shí)的電氣狀態(tài)： 可以計(jì)算得到?jīng)_擊電流最大瞬可以計(jì)算得到?jīng)_擊電流最大瞬 時(shí)值：時(shí)值： d S d XG h X U X U

21、U i 55. 228 . 1 max 沖擊電流主要為無(wú)功電流分量。沖擊電流主要為無(wú)功電流分量。 G U X U發(fā)電機(jī)電壓、電網(wǎng)電壓的有效值發(fā)電機(jī)電壓、電網(wǎng)電壓的有效值 d X 發(fā)電機(jī)直軸次暫態(tài)電抗發(fā)電機(jī)直軸次暫態(tài)電抗 North China Electric Power Universitypage202021-6-24 實(shí)際并列條件之一實(shí)際并列條件之一電壓幅值差電壓幅值差 沖擊電流的電動(dòng)力對(duì)發(fā)電機(jī)組的繞組產(chǎn)生影響，而定子沖擊電流的電動(dòng)力對(duì)發(fā)電機(jī)組的繞組產(chǎn)生影響，而定子 繞組端部機(jī)械強(qiáng)度最弱，需特別注意對(duì)其造成的危害。繞組端部機(jī)械強(qiáng)度最弱，需特別注意對(duì)其造成的危害。 并列操作是正常操作，沖擊

22、電流最大瞬時(shí)值限制在并列操作是正常操作，沖擊電流最大瞬時(shí)值限制在1-2 倍的額定電流以下。倍的額定電流以下。 為了保證機(jī)組的安全，我國(guó)規(guī)定電壓差并列沖擊電流不為了保證機(jī)組的安全，我國(guó)規(guī)定電壓差并列沖擊電流不 允許超過(guò)機(jī)端短路電流的允許超過(guò)機(jī)端短路電流的1/201/10。據(jù)此，得到。據(jù)此，得到同期同期 并列的一個(gè)條件：并列的一個(gè)條件：電壓差電壓差 不能超過(guò)額定電壓的不能超過(guò)額定電壓的 5%10%. S U 現(xiàn)在的一些大型發(fā)電機(jī)組規(guī)定現(xiàn)在的一些大型發(fā)電機(jī)組規(guī)定電壓差不超過(guò)電壓差不超過(guò)0.1%,以盡量避免無(wú)以盡量避免無(wú) 功沖擊電流功沖擊電流 North China Electric Power Un

23、iversitypage212021-6-24 實(shí)際并列條件之二實(shí)際并列條件之二合閘相角差合閘相角差 G U X U h I S U e 并列時(shí)的電氣狀態(tài)：并列時(shí)的電氣狀態(tài)： XG ff XG UU0 e 計(jì)算得到?jīng)_擊電流最大瞬時(shí)值：計(jì)算得到?jīng)_擊電流最大瞬時(shí)值： 2 sin2 55 . 2 max e q X h X U i q X X U電網(wǎng)電壓的有效值電網(wǎng)電壓的有效值 發(fā)電機(jī)交軸次暫態(tài)電抗發(fā)電機(jī)交軸次暫態(tài)電抗 沖擊電流主要為有功電流分量。沖擊電流主要為有功電流分量。 North China Electric Power Universitypage222021-6-24 實(shí)際并列條件之二實(shí)

24、際并列條件之二合閘相角差合閘相角差 在有相角差的情況下合閘后，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)間立刻進(jìn)行在有相角差的情況下合閘后，發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)間立刻進(jìn)行 有功功率的交換，使得發(fā)電機(jī)組的聯(lián)軸受到?jīng)_擊，這對(duì)有功功率的交換，使得發(fā)電機(jī)組的聯(lián)軸受到?jīng)_擊，這對(duì) 于發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)均產(chǎn)生不利影響，為了保證機(jī)組安全，于發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)均產(chǎn)生不利影響，為了保證機(jī)組安全， 一般將有功沖擊電流限制在較小的范圍內(nèi)。一般將有功沖擊電流限制在較小的范圍內(nèi)。 例如：一般規(guī)定，汽輪發(fā)電機(jī)組不允許因相角差產(chǎn)生的例如：一般規(guī)定，汽輪發(fā)電機(jī)組不允許因相角差產(chǎn)生的 沖擊電流值為發(fā)電機(jī)空載時(shí)突然發(fā)生機(jī)端短路的沖擊電沖擊電流值為發(fā)電機(jī)空載時(shí)突然發(fā)生機(jī)端短路的

25、沖擊電 流值的流值的1/10 dd e q e XXX 1sin 10 sin 10 可以得到最大允許并列誤差角：可以得到最大允許并列誤差角： o ee rad73. 51 . 0sin max North China Electric Power Universitypage232021-6-24 實(shí)際并列條件之三實(shí)際并列條件之三頻率差頻率差 X U G U S U G X j 2 t X 1 t G e 并列時(shí)的電氣狀態(tài)：并列時(shí)的電氣狀態(tài)： XG UU0 e XG ff 斷路器斷路器QF兩側(cè)的電壓差為脈兩側(cè)的電壓差為脈 動(dòng)電壓：動(dòng)電壓： 21 sinsintUtUu XmXGmGS0 21

26、 tU ttUu XG S XGXG mGS 2 cos 2 cos 2 sin2 脈動(dòng)電壓的幅值脈動(dòng)電壓的幅值 North China Electric Power Universitypage242021-6-24 實(shí)際并列條件之三實(shí)際并列條件之三頻率差頻率差 S u 是幅值為是幅值為 ,頻率接頻率接 近工頻的交流電壓波形。近工頻的交流電壓波形。 S U 2 sin2 2 sin2 2 sin2 2 sin2 e mX e mG S mG XG mGS UU t U tUU XGS SS f2 2 S T 脈動(dòng)電壓周期脈動(dòng)電壓周期 、滑差頻率、滑差頻率 、滑差角頻率、滑差角頻率 都可以都可

27、以 用于表示待并發(fā)電機(jī)的頻率與電網(wǎng)之間或兩并列電網(wǎng)頻用于表示待并發(fā)電機(jī)的頻率與電網(wǎng)之間或兩并列電網(wǎng)頻 率之間的相差程度。率之間的相差程度。 S S f S T North China Electric Power Universitypage252021-6-24 實(shí)際并列條件之三實(shí)際并列條件之三頻率差頻率差 此時(shí)的合閘相角差是時(shí)間的函數(shù)，與發(fā)出合閘時(shí)間有關(guān)。此時(shí)的合閘相角差是時(shí)間的函數(shù)，與發(fā)出合閘時(shí)間有關(guān)。 若發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)刻不恰當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電若發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)刻不恰當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電 流，若發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)刻恰當(dāng)，就會(huì)在流，若發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)刻恰當(dāng)，就會(huì)在QF兩側(cè)電壓相兩

28、側(cè)電壓相 量重合時(shí)合閘，沖擊電流為零。量重合時(shí)合閘，沖擊電流為零。 若并列時(shí)頻率差較大，即使合閘相角差很小，滿足要求，若并列時(shí)頻率差較大，即使合閘相角差很小，滿足要求， 也需要發(fā)電機(jī)經(jīng)歷一段時(shí)間的加速或者減速過(guò)程，才能也需要發(fā)電機(jī)經(jīng)歷一段時(shí)間的加速或者減速過(guò)程，才能 實(shí)現(xiàn)同步。加速或減速力矩會(huì)對(duì)機(jī)組造成沖擊，嚴(yán)重時(shí)實(shí)現(xiàn)同步。加速或減速力矩會(huì)對(duì)機(jī)組造成沖擊，嚴(yán)重時(shí) 甚至?xí)?dǎo)致失步。甚至?xí)?dǎo)致失步。 我國(guó)在發(fā)電廠進(jìn)行人工手動(dòng)并列操作時(shí)，一般限制滑差我國(guó)在發(fā)電廠進(jìn)行人工手動(dòng)并列操作時(shí)，一般限制滑差 周期在周期在10S16S之間。之間。 North China Electric Power Universitypage262021-6-24 自同期并列自同期并列 自周期并列自周期并列就是將一臺(tái)未加勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)組升速就是將一臺(tái)未加勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)組升速 到接近于電網(wǎng)頻率，滑差角頻率不超過(guò)允許值，而且，到接近于電網(wǎng)頻率，滑差角頻率不超過(guò)允許值，而且， 在機(jī)組的加速度小于某一給定值的條件下，首先合上并在機(jī)組的加速度小于某一給定值的條件下，首先合上并 列斷路器列斷路器QF,接著立刻合上勵(lì)磁開(kāi)關(guān)，給轉(zhuǎn)子加上勵(lì)磁電