微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置電力系統(tǒng)

1、微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置電力系統(tǒng)    摘  要本文以SID2C型微機(jī)同期控制器為例，通過實(shí)例分析，詳細(xì)介紹了同頻并網(wǎng)和差頻并網(wǎng)這兩種常見模式的基本概念，以及微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的基本原理及基本控制方式，為今后更好地應(yīng)用該裝置奠定了良好的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞自動(dòng)準(zhǔn)同期 同頻并網(wǎng) 差頻并網(wǎng) 系統(tǒng) 并列操作 1 概述     發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)，兩個(gè)不同系統(tǒng)并列，或一個(gè)系統(tǒng)分解為兩部分，通過輸電線路再連接等，所實(shí)施的操作稱之為同步并列操作。隨著電力系統(tǒng)容量及發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的不斷增大，不符合同步并列條件的同步操作會(huì)帶來極其嚴(yán)重的后果，

2、可能引起發(fā)電機(jī)組損傷甚至系統(tǒng)的瓦解。在發(fā)電廠，發(fā)電機(jī)在并入系統(tǒng)前與其他發(fā)電機(jī)組和電力系統(tǒng)是不同步的，存在著頻率差、電壓差和相角差。通過同步操作，將發(fā)電機(jī)組安全、可靠、準(zhǔn)確快速地投入，從而確保系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和發(fā)電機(jī)組的安全。    在變電站或發(fā)電廠網(wǎng)控中，同步操作主要解決系統(tǒng)中分開運(yùn)行的線路斷路器正確投入的問題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)并列運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行及線路負(fù)荷的合理、經(jīng)濟(jì)分配。     2 電力系統(tǒng)并網(wǎng)的兩種情況    目前，電力系統(tǒng)的并網(wǎng)方式按兩并列系統(tǒng)之間的關(guān)系可分為兩種情況: 差頻并網(wǎng)方式

3、和同頻并網(wǎng)方式。    2.1差頻并網(wǎng)方式    差頻并網(wǎng)是指在發(fā)電廠中，發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并網(wǎng)或已解列兩系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線的同步并網(wǎng)，它們是兩個(gè)電氣上沒有聯(lián)系的電力系統(tǒng)并網(wǎng)。其特征是在同步并列點(diǎn)處兩側(cè)電源的電壓、頻率均可能不同，且由于頻率不相同，使 得兩電源之間的功角（電壓相位差）在不斷變化。進(jìn)行差頻并網(wǎng)是要按準(zhǔn)同期條件實(shí)現(xiàn)并列點(diǎn)兩側(cè)的電壓相近、頻率相近時(shí)，捕獲兩側(cè)電壓相位差為零的時(shí)機(jī)來完成的平滑并網(wǎng)操作。    2.2差頻并網(wǎng)條件分析    差頻并網(wǎng)的電壓相量分析如圖1所示 

4、;   同步并列前的斷路器兩側(cè)電壓為:    發(fā)電機(jī)側(cè)電壓: UG = UGmsin(Gt+oG )    系統(tǒng)側(cè)電壓: US = USm sin(St +oS)    上兩式中:     UGm待并發(fā)電機(jī)的電壓幅值；    USm運(yùn)行系統(tǒng)的電壓幅值；    UG斷路器待并發(fā)電機(jī)側(cè)的電壓;    US斷路器運(yùn)行系統(tǒng)側(cè)電壓;    G待并發(fā)

5、電機(jī)的角頻率;    S運(yùn)行系統(tǒng)的角頻率;    OG待并發(fā)電機(jī)電壓的初相角;    OS運(yùn)行系統(tǒng)電壓的初相角   由圖1（b）的電壓相量分析知，斷路器并列的理想條件為:    （1）兩電壓幅值相等，即UGm=USm;    （2）兩電壓角頻率相等，即G= S; 或兩電壓頻率相等，即fG=f S;    （3）合閘瞬間的相角差為零，即=0°。    如果能同時(shí)滿足上述

6、三個(gè)條件，意味著斷路器DL兩側(cè)電壓相量重合且無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電壓差Ud=0，沖擊電流等于零，發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)立即同步運(yùn)行，不發(fā)生任何擾動(dòng)。應(yīng)該指出，如真的出現(xiàn)G=S，兩電壓相對(duì)靜止，無法實(shí)現(xiàn)=0°，故上述角頻率相等的條件應(yīng)表述為角頻率相近。    2.3 同頻并網(wǎng)方式     同頻并網(wǎng)操作是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中分開運(yùn)行的線路斷路器的正確投入，完成系統(tǒng)的并列運(yùn)行，是發(fā)電廠和變電所中重要的操作。同頻并網(wǎng)是指斷路器兩側(cè)電源在電氣上原已存在聯(lián)系的兩部分系統(tǒng)，通過并列點(diǎn)再連通的操作。未解列兩系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線并網(wǎng)屬于同頻并網(wǎng)，如線路斷路器、母聯(lián)斷路器、單

7、母分段斷路器或/接線的中間串?dāng)嗦菲鞯取?#160;   這是因?yàn)椴⒘悬c(diǎn)兩側(cè)頻率相同，但在實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)前并列點(diǎn)兩側(cè)電壓幅值可能不同，而且兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)功角，值大小與聯(lián)接并列點(diǎn)兩側(cè)系統(tǒng)其它聯(lián)絡(luò)線的電抗及傳送的有功功率成比例。這種情況的并網(wǎng)條件應(yīng)是當(dāng)并列點(diǎn)斷路器兩側(cè)的壓差及功角在給定范圍內(nèi)時(shí)，即可實(shí)施并網(wǎng)操作。完成并網(wǎng)后，并列點(diǎn)斷路器兩側(cè)的功角消失，系統(tǒng)潮流將重新分布。因此，同頻并網(wǎng)的允許功角整定值取決于系統(tǒng)的運(yùn)行方式及潮流重新分布后的影響，即以系統(tǒng)潮流重新分布后不致于引起電力系統(tǒng)內(nèi)繼電保護(hù)及其它安全自動(dòng)裝置的誤動(dòng)，或?qū)е虏⒘悬c(diǎn)兩側(cè)系統(tǒng)失步為原則進(jìn)行合理整定。  

8、  2.4 同頻并網(wǎng)條件分析    同頻并網(wǎng)，從本質(zhì)上講,只不過是在有電氣聯(lián)系的兩電源間再增加一條連線，功角特性如圖2所示。功角的表達(dá)式為:    p = (E*U/ XLX )sin    或sin-1(p* XLX /E*U)    式中 :P輸送的有功功率;    E發(fā)電機(jī)等值電動(dòng)勢;    U系統(tǒng)母線電壓;    XLX聯(lián)系電抗;    X

9、LX=XG+XT+XL    XG發(fā)電機(jī)電抗    XT變壓器電抗    XL線路電抗    從上式可看出，功角與傳輸功率P是正弦函數(shù)關(guān)系，也就是發(fā)電機(jī)有功功率的功角特性曲線，穩(wěn)定運(yùn)行的功角最大值是90°，其對(duì)應(yīng)的Pm值稱為功率極限值。傳送大功率的長距離線路的功角更接近于極限值，也就是穩(wěn)定儲(chǔ)備更小。從理論上講，功角的取值可在090°之間。    “同頻并網(wǎng)”無法按準(zhǔn)同步的三個(gè)條件進(jìn)行，因?yàn)槿齻€(gè)條件中除了存在電壓差需要

10、檢測外，頻率差不存在，相角差（功角）已客觀存在，也就是說這種并網(wǎng)注定要在一定電壓差和相角差下進(jìn)行。問題是多大的電壓差和多大的相角差可以并網(wǎng)，超過多大的值就不能并網(wǎng)。因?yàn)殡妷翰畹臄?shù)值決定了并網(wǎng)時(shí)兩電源間的無功功率通過該連線的潮流沖擊值，功角的數(shù)值決定了并網(wǎng)時(shí)兩電源通過該連線潮流（包含有功功率和無功功率）的沖擊值，這種沖擊實(shí)質(zhì)上是并網(wǎng)瞬間系統(tǒng)潮流進(jìn)行了一次突發(fā)性的再分配。這種突發(fā)性的再分配可能會(huì)引起繼電保護(hù)誤動(dòng)作，更嚴(yán)重的是在新投入的線路所分流的有功功率超過了其穩(wěn)定極限時(shí)會(huì)導(dǎo)致該線路因失步而再次跳閘。     3 微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置基本原理  &

11、#160; 3.1 準(zhǔn)同期裝置分類    準(zhǔn)同期裝置按其功能大致可分為三類:    一類為用于發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，要檢測系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的壓差、頻差和相角差，同時(shí)能自動(dòng)對(duì)發(fā)電機(jī)的電壓和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，符合準(zhǔn)同期并網(wǎng)條件時(shí)給發(fā)電機(jī)發(fā)出斷路器合閘脈沖，發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)。    二類為用于發(fā)電廠、變電所的線路、母線分段聯(lián)系斷路器，檢測并列點(diǎn)兩側(cè)的壓差、頻差和相角差，并能區(qū)別是差頻并網(wǎng)還是同頻并網(wǎng)，如為同頻并網(wǎng)，應(yīng)當(dāng)在功角及壓差為允許范圍內(nèi)時(shí)，給斷路器發(fā)出合閘脈沖，使兩系統(tǒng)合環(huán)并列。  &#

12、160; 三類為用于線路、旁路斷路器的自動(dòng)準(zhǔn)同步捕捉和無壓檢定。前者為檢測兩系統(tǒng)間的壓差、頻差和相角差，在壓差和頻差符合條件，計(jì)算相角差過零點(diǎn)越前時(shí)間給斷路器發(fā)出合閘脈沖。后者為線路斷路器的重合閘回路，其中一側(cè)無電壓或任何一側(cè)無電壓時(shí)，即給斷路器發(fā)出合閘脈沖。    3.2 微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置功能特點(diǎn)    同步裝置必須嚴(yán)格按準(zhǔn)同步的三要素來設(shè)計(jì)，即應(yīng)在待并側(cè)與系統(tǒng)側(cè)的電壓差及頻率差滿足要求的情況下，確保相角差為零時(shí)將發(fā)電機(jī)平滑地并入電網(wǎng)。更確切地講，應(yīng)在壓差及頻壓滿足要求時(shí)捕獲第一次出現(xiàn)的零相差將發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)。 

13、60;  所有發(fā)電機(jī)組都配備有調(diào)速器和發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，在同步過程中其任務(wù)是維持待并發(fā)電機(jī)的頻率和電壓在給定水平，創(chuàng)造同步條件。由于各類調(diào)速器和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的特性各不相同，因此在發(fā)電機(jī)同步過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)頻率和電壓的波動(dòng)。一般這些波動(dòng)較大的成分是頻率差和壓差及其一階導(dǎo)數(shù)，在有些情況下二階導(dǎo)數(shù)的成分也是不可忽略的。所以作為自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置不論在精確捕捉同步時(shí)機(jī)方面，或者是在有效實(shí)施均頻均壓控制方面，都應(yīng)嚴(yán)格地按計(jì)及偏差、偏差一階導(dǎo)數(shù)及偏差二階導(dǎo)數(shù)的運(yùn)動(dòng)微分方程求解，確?？焖?、精確地實(shí)現(xiàn)同步操作?？焖傩院途_性自然是自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置所追求的主要目標(biāo)。   

14、; 微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置與原模擬式準(zhǔn)同期裝置相比，在各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及功能上已生產(chǎn)了質(zhì)的飛躍。微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的主要功能有:    （1）能適應(yīng)電壓互感器（TV）的不同相別和電壓值;    （2）應(yīng)有良好的均頻均壓控制品質(zhì);    （3）能實(shí)現(xiàn)無逆功率并網(wǎng);    （4）確保在相差為零度時(shí)同步并網(wǎng);    （5）應(yīng)不失時(shí)機(jī)地捕獲第一次出現(xiàn)的同步時(shí)機(jī);    （6）應(yīng)具備低壓和高壓閉鎖功能;  &#

15、160; （7）應(yīng)能及時(shí)消除同步過程中的同頻狀態(tài);    （8）能自動(dòng)識(shí)別同頻并網(wǎng)和差頻并網(wǎng)兩種模式;    （9）具有接入發(fā)電廠或變電所監(jiān)控系統(tǒng)的通信接口;    （10）具有自動(dòng)在線測量并列點(diǎn)斷路器合閘回路的動(dòng)作時(shí)間;    （11）其他附加功能，如自動(dòng)轉(zhuǎn)角功能、復(fù)合同步表功能、相關(guān)電量的錄波功能等。    3.3 SID2C型微機(jī)同期控制器的工作原理    3.3.1 差頻并網(wǎng)合閘角的數(shù)學(xué)模型 

16、60;  準(zhǔn)同期的三個(gè)條件是壓差、頻差在允許值范圍內(nèi)時(shí)應(yīng)在相角差為零時(shí)完成并網(wǎng)。壓差和頻差的存在將導(dǎo)致并網(wǎng)瞬間并列點(diǎn)兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)一定無功功率和有功功率的交換，不論是發(fā)電機(jī)對(duì)系統(tǒng)，還是系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)并網(wǎng)，對(duì)這種功率交換都有相當(dāng)承受力，因此，并網(wǎng)過程中為了實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)，不必對(duì)壓差和頻差的整定值限制太嚴(yán)格。但并網(wǎng)時(shí)相角差的存在，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)組的損傷，甚至?xí)T發(fā)后果更加嚴(yán)重的次同步諧振（扭振）。因此，一個(gè)好的同期裝置應(yīng)確保在相角差為零時(shí)完成并網(wǎng)操作。在差頻并網(wǎng)時(shí)，特別是發(fā)電機(jī)對(duì)系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)，發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速在調(diào)速器的作用下不斷變化，因此發(fā)電機(jī)對(duì)系統(tǒng)的頻差不是常數(shù)，而是包含有一階、二階或更高階的導(dǎo)數(shù)。加之

17、并列點(diǎn)斷路器還有一個(gè)固有的合閘時(shí)間tk，同期裝置必須在零相差出現(xiàn)前的tk時(shí)發(fā)出合閘命令，才能確保在=0°時(shí)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)?；蛘哒f同期裝置應(yīng)在=0°到來前一個(gè)角度k發(fā)出合閘命令，k與斷路器合閘時(shí)間tk、頻差C、頻差的一個(gè)階導(dǎo)數(shù)及頻差的二階導(dǎo)數(shù)d2S/dt2等有關(guān)?；鶖?shù)學(xué)表成式為:    k=C * tk + 1/2 * dC/dt * tk 2 + 1/6* d2c/dt2* tk 3+    同期裝置在并網(wǎng)過程中需不斷快速求解該微分方程，獲取當(dāng)前的理想提前合閘角k，并不斷快速測量當(dāng)前并列點(diǎn)斷路器兩則的實(shí)際相角，當(dāng)=k時(shí)裝

18、置發(fā)出合閘命令，實(shí)現(xiàn)精確的零相差并網(wǎng)。    從上述可看出獲得精確的斷路器合閘時(shí)間tk（含中間斷電器）是非常重要的，因此SID2C系列準(zhǔn)同期控制器具有實(shí)測tk的功能。同時(shí)也不難看出計(jì)算機(jī)對(duì)k的計(jì)算和對(duì)的測量都不是連續(xù)進(jìn)行的，而是離散進(jìn)行的，從而使得我們不一定能恰好捕獲k=的時(shí)機(jī)，這就會(huì)導(dǎo)致并網(wǎng)的快速性受到極大的影響。SID2C控制器用另一微分方程實(shí)現(xiàn)對(duì)合閘時(shí)機(jī)的預(yù)測，可靠實(shí)現(xiàn)了達(dá)到極值的并網(wǎng)速度。    3.3.2均頻均壓的控制方式    實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)對(duì)滿足系統(tǒng)負(fù)荷平衡及減少機(jī)組空轉(zhuǎn)能耗有重要的意義。捕捉

19、第一次出現(xiàn)的并網(wǎng)時(shí)機(jī)是實(shí)現(xiàn)快速并網(wǎng)的一項(xiàng)有效措施，而且良好的控制品質(zhì)的算法實(shí)施均頻與均壓控制，促成頻差與壓差盡快達(dá)到給定值也是一項(xiàng)重要措施。SID2C控制器使用了模糊控制算法，其發(fā)達(dá)式為:    U=g（E，C）    式中: U控制量;    E被控量對(duì)給定值的偏差;    C被控量偏差的變化率;    g模糊控制算法。    模糊控制理論是依據(jù)模糊數(shù)學(xué)將獲取的被控量偏差及其變化率作出模糊控制決策。下面表1模糊控制

20、推理規(guī)則表可描述其本質(zhì)。    表模糊控制推理規(guī)則表        表中將偏差E的模糊值分成正大到負(fù)大八檔，將偏差變化率C的模糊值分成正大到負(fù)大七檔，與它們對(duì)應(yīng)的控制器發(fā)出的控制量U的模糊值就有56個(gè)，從正大到負(fù)大共七類值。以調(diào)頻控制為例，如控制器測量的頻差C=C-S（C、S分別為待并發(fā)電機(jī)及系統(tǒng)的角頻率）為負(fù)大，而頻差變化率dC/dt也是負(fù)大，則控制量U為零（表中右下角的值）。這表明盡管發(fā)電機(jī)較之系統(tǒng)頻率很低，但當(dāng)前發(fā)電機(jī)頻率正以很高的速度向升高的方向變化，因此無需控制發(fā)電機(jī)頻率就能恢復(fù)到正常

21、值。    然而，這些模糊控制量的值具體在控制過程中到底是多少呢？應(yīng)該有個(gè)量化的環(huán)節(jié)，例如變成控制器發(fā)出控制信號(hào)的脈沖寬度和脈沖間隔。SID2C控制器是通過均頻控制函數(shù)Kf和均壓控制系統(tǒng)KV兩個(gè)整定值來對(duì)控制量進(jìn)行量化的，Kf及KV是在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中通過觀察同期裝置在糾正頻差及壓差的過程中所表現(xiàn)的控制質(zhì)量，經(jīng)過數(shù)次試設(shè)來修改Kf及KV，直到找到最佳值。不難看出，SID2C控制器實(shí)質(zhì)上是針對(duì)發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)及勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的具體特性來整定控制參數(shù)的。    總之，STD2C型自動(dòng)同步裝置首先對(duì)并列點(diǎn)性質(zhì)進(jìn)行判別，確定是差頻并網(wǎng)還是同頻并

22、網(wǎng)。在差頻并網(wǎng)時(shí)按k=c * tk + 1/2 * dc/dt * tk 2 + 1/6* d2c/dt2* tk 3的算法 ,每一個(gè)工頻周期計(jì)算一次理想的導(dǎo)前角K，并實(shí)測兩次當(dāng)前實(shí)際相位差角,然后按合閘角的預(yù)測算法準(zhǔn)確捕獲=k的時(shí)機(jī)，將發(fā)電機(jī)在=0°時(shí)并入電網(wǎng)。在壓差和頻差不滿足要求時(shí)，則對(duì)發(fā)電機(jī)組按模糊控制算法實(shí)施均頻及均壓控制。    在同頻并網(wǎng)時(shí)則對(duì)壓差及功角進(jìn)行檢測，按壓差及功角定值實(shí)施快速 并網(wǎng)，如條件不滿足，裝置即進(jìn)入等待狀態(tài)，并發(fā)出信號(hào)，提請上級(jí)調(diào)度調(diào)整潮流，創(chuàng)造并網(wǎng)條件。    4 不同并網(wǎng)性質(zhì)同步點(diǎn)實(shí)例分

23、析    圖3電力系統(tǒng)“同頻并網(wǎng)”與    “差頻并網(wǎng)”點(diǎn)分析圖    圖3為某電力系統(tǒng)接線示意圖，從圖中我們可以看到，有四個(gè)電源點(diǎn): 發(fā)電廠G1、發(fā)電廠G2、發(fā)民廠G3。發(fā)電廠G4通過四條輸電路: AB線、BD線、CD線及AC線連成一個(gè)環(huán)網(wǎng)電力系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，斷路器DL1DL12都是同步點(diǎn)，但它們具有不同的并網(wǎng)特點(diǎn)，即有些是同頻并網(wǎng)點(diǎn)，有些是差頻并網(wǎng)點(diǎn)。    在發(fā)電廠和變電所里的同步點(diǎn)通?？煞謨纱箢?，一類是差頻并網(wǎng)同步點(diǎn)，另一類是同頻并網(wǎng)同步點(diǎn)。差頻并網(wǎng)同步點(diǎn)

24、是指不論在何種運(yùn)行方式下同步點(diǎn)兩側(cè)都是兩個(gè)獨(dú)立的電源；而同頻并網(wǎng)同步點(diǎn)則是隨著運(yùn)行方式的變化，同步點(diǎn)兩側(cè)有時(shí)是兩個(gè)獨(dú)立的電源，而有時(shí)則是同一個(gè)系統(tǒng)。下面就其性質(zhì)作出詳細(xì)的分析說明。    4.1 接在發(fā)電機(jī)變壓器組高壓側(cè)的斷路器DL1、DL2、DL3、DL4DL1、DL2、DL3、DL4均是差頻并網(wǎng)同步點(diǎn)。以發(fā)電廠G1為例，發(fā)電機(jī)在DL1斷開時(shí)是一個(gè)獨(dú)立的電源點(diǎn)，并網(wǎng)時(shí)DL1兩側(cè)存在著壓差，相角差和頻差，故是差頻并網(wǎng)點(diǎn)。通常操作是將發(fā)電機(jī)GS1啟動(dòng)，開機(jī)成功后即通過DL1進(jìn)行差頻并網(wǎng)。    4.2 線路斷路器DL5DL12、

25、0;   DL5DL12既可能為同步并網(wǎng)點(diǎn)，也可能為差頻并網(wǎng)點(diǎn)。下面我們分析利用斷路器DL5恢復(fù)線路AB線送電的情況。    AC線、CD線、BD線均正常運(yùn)行。    從圖3我們看到，發(fā)電廠G1、發(fā)電廠G2、發(fā)電廠G3發(fā)電廠G4通過AC線，CD線、BD線，使這四個(gè)電源構(gòu)成了電氣連接關(guān)系，此時(shí)，DL5是一個(gè)開環(huán)點(diǎn)，因此DL5的投運(yùn)實(shí)質(zhì)上是一次合環(huán)操作，故此時(shí)的同步點(diǎn)DL5是屬于同頻并網(wǎng)同步點(diǎn)。這時(shí)，DL5兩側(cè)電源電壓可能不同，但頻率相同，并且存在一個(gè)固定的相角差，這個(gè)相角差即為我們通常所說的功角。此時(shí)在DL5點(diǎn)兩側(cè)測

26、量到的功角是正在運(yùn)行的AC、CD線、BD線所組成的等值線路的功角。其表達(dá)為:    p = (E*U/ X )sin    或sin-1(p* X /E*U)    式中:    P線路AC、CD、BD等值線路傳輸?shù)挠泄β?    X線路AC、CD、BD組成的等值線路的電抗;    E1發(fā)電機(jī)GS1的電勢;    U2發(fā)電廠G2的母線電壓（當(dāng)DL6處在合閘位量時(shí)，可在DL5點(diǎn)線路側(cè)測量

27、到）.    不難看出，功角的取值范圍為090°之間，P和X 越大，功角也越大。不論是開環(huán)或合環(huán)操作都會(huì)引起系統(tǒng)潮流重新分配。在進(jìn)行合環(huán)操作后，新投入的線路AB線必定會(huì)突然帶上一定的負(fù)荷，會(huì)導(dǎo)致一定的負(fù)荷沖擊，但這是不可避免的，也是人們預(yù)期的。傳統(tǒng)的同期接線中，在斷路的合閘回路中串進(jìn)去了同期閉鎖繼電器（TJJ常閉觸點(diǎn)）觸點(diǎn)，其角度定值范圍一般為30°左右。如前所述，當(dāng)測量點(diǎn)DL5處所測得的功角 大于30°時(shí)，同期閉鎖繼電器TJJ的常閉觸點(diǎn)打開，斷開斷路器的合閘回路，導(dǎo)致合環(huán)操作失敗。在這種情況下，有些廠站則采取強(qiáng)制手段（例如通過STK

28、開關(guān)將TJJ繼電器觸點(diǎn)短路），將同期開關(guān)打在無閉鎖位置，進(jìn)行強(qiáng)行合環(huán)操作，這種強(qiáng)行合環(huán)操作合閘將會(huì)生如下三種后果:    合閘成功: 這是因?yàn)楹仙螪L5后引起的潮流的重新分配都不涉及AB線路的繼電保護(hù)誤動(dòng)作或未超過靜穩(wěn)極限。    繼電保護(hù)隨即跳開斷路器: 這是因?yàn)楫?dāng)功角較大時(shí)，DL5合閘后導(dǎo)致AB線路所另得的潮流超出繼電保護(hù)的定值而使繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘。    引起系統(tǒng)的振蕩失步而跳閘: 這是因?yàn)楫?dāng)功角較大時(shí)，DL5合閘后導(dǎo)致AB線路所分得的潮流超出線路的靜穩(wěn)極限而引起的失步。  &#

29、160; 因此，在可能出現(xiàn)同頻并網(wǎng)（合環(huán)）的斷路器上進(jìn)行同步操作時(shí)，必須考慮功角的因素。允許進(jìn)行同頻并網(wǎng)操作的功角應(yīng)確保合閘后產(chǎn)生的突發(fā)性潮流再分配不至引起新投入的線路的繼電保護(hù)誤動(dòng)作或失步。    AC線、BD線中任一條斷開狀態(tài)    當(dāng)AC、BD線中任一條在斷開狀態(tài)時(shí)，由圖3可知，發(fā)電廠G1和發(fā)電廠G2兩個(gè)電源處于解列狀態(tài)，故按前述的差頻并網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，此時(shí)DL5點(diǎn)屬于差頻并網(wǎng)同步點(diǎn)。     5 模擬型與微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置比較    由以上分析可知，傳統(tǒng)的同期裝置已經(jīng)不再適應(yīng)于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的并網(wǎng)操作的需要。它存在許多先天不足和缺陷，主要表現(xiàn)在:    導(dǎo)前時(shí)間不穩(wěn)定;    同步操作速度很慢;    構(gòu)成裝置元器件參數(shù)飄移不穩(wěn)定;    同頻并網(wǎng)時(shí)所表現(xiàn)的問題更突出。由于同頻并網(wǎng)時(shí)，同步點(diǎn)測得的相角差為一固定值，該相角差亦即為該聯(lián)絡(luò)線的功角。取值在0°90°之間。這時(shí)，傳統(tǒng)的同期接線方式會(huì)出現(xiàn)兩