第四章 同步发电机自动并列原理分析ppt课件.ppt

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1、同步发电机自动并列原理2/542021/9/28第四章同步发电机的自动并列重点讲解发电机同步准同期并列的自动化原理.这是将同步发电机投入电网进行并列运行以组成电力系统的基本步骤.3/542021/9/28第四章同步发电机的自动并列一、概述(同步并列和准同期概念)二、准同期并列的基本原理三、自动并列装置的工作原理四、微机并列装置4/542021/9/28第二章同步发电机的自动并列一、概述(同步并列和准同期概念)同步并列和准同期的基本概念同步发电机并列的基本原则准同期并列理想条件偏离理想条件三种情况下的后果自同期并列二、准同期并列的基本原理三、自动并列装置的工

2、作原理四、微机并列装置5/542021/9/28一、同步并列与准同期发电机投入电力系统参加并列运行的操作称为“并列操作”。同步发电机的并列操作称为“同期”。以近于同步运行条件进行的并列操作称为“准同期”。发电厂将一台发电机组用准同期方式并入电厂母线。将电力系统的两部分用准同期的方式进行并列。并列操作6/542021/9/28同步发电机并列需遵循的基本原则1、并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1-2倍的额定电流。2、发电机并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。7/542021/9/28同步发电

3、机的并列方法同步发电机的并列方法准同期并列自同期并列在电力系统正常运行的情况下，一般采用准同期并列方法将发电机组投入运行。只有当电力系统发生故障时，为了迅速投入水轮发电机组，过去曾采用自同期并列方法。由于微机型数字式自动并列方法已经趋于成熟，现在也用准同期并列方法投运水轮发电机组。8/542021/9/28同步发电机并列的理想情况发电机端电压为电网电压为两者之间的相量差为当电网参数一定时，冲击电流就取决于合闸瞬间的值最理想的情况就是的值为零，此时，QF合闸冲击电流为零。9/542021/9/28同步发电机并列的理想条件发电机并列的理想条件——并列断路器两侧

4、电源电压的三个状态量全部相等。或1、频率相等2、电压幅值相等3、相角差为零此时，合闸冲击电流为零，并列后发电机可以立即与电网同步运行，不会出现扰动现象。实际上，待并发电机组调节系统很难实现理想条件；在实际的操作中也没有这样的苛求。只要合闸冲击电流小，不危及电气设备，合闸后机组迅速进入同步运行，对电网影响小，不致于引起任何不良后果即可。10/542021/9/28实际并列条件之一——电压幅值差并列时的电气状态：可以计算得到冲击电流最大瞬时值：冲击电流主要为无功电流分量。发电机电压、电网电压的有效值发电机直轴次暂态电抗冲击电流的影响：冲击电流为无功分量，不会加

5、重原动机的负担，但会在电枢绕组中产生很大的冲击力，使电枢绕组端部受冲击力的作用而变形。并列冲击电流的波形三相短路时最严重相的电流波形图m12/542021/9/28实际并列条件之一——电压幅值差冲击电流的电动力对发电机组的绕组产生影响，而定子绕组端部机械强度最弱，需特别注意对其造成的危害。并列操作是正常操作，冲击电流最大瞬时值限制在1-2倍的额定电流以下。为了保证机组的安全，我国规定电压差并列冲击电流不允许超过机端短路电流的1/20~1/10。据此，得到同期并列的一个条件：电压差Us不能超过额定电压的5%~10%.现在的一些大型发电机组规定电压差不超过1%

6、,以尽量避免无功冲击电流13/542021/9/28实际并列条件之二——合闸相角差并列时的电气状态：计算得到冲击电流最大瞬时值：电网电压的有效值发电机交轴次暂态电抗冲击电流主要为有功电流分量。冲击电流的影响：1)电枢绕组端部受力变形;2)转轴上受冲击转矩的作用,使机轴扭曲变形;３)电枢绕组发热。14/542021/9/28实际并列条件之二——合闸相角差在有相角差的情况下合闸后，发电机与电网间立刻进行有功功率的交换，使得发电机组的联轴受到冲击，这对于发电机组和电网均产生不利影响，为了保证机组安全，一般将有功冲击电流限制在较小的范围内。15/542021/9/

7、28实际并列条件之三——频率差并列时的电气状态：断路器QF两侧的电压差为脉动电压：脉动电压的幅值16/542021/9/28实际并列条件之三——频率差是幅值为,频率接近工频的交流电压波形。脉动电压周期、滑差频率、滑差角频率都可以用于表示待并发电机的频率与电网之间或两并列电网频率之间的相差程度。冲击电流的影响：拍振电流使电枢绕组端部受力变形，使电枢绕组发热。17/542021/9/28实际并列条件之三——频率差此时的合闸相角差是时间的函数，与发出合闸时间有关。若发出合闸信号的时刻不恰当，就会产生较大的冲击电流，若发出合闸信号的时刻恰当，就会在QF两侧电压相量

8、重合时合闸，冲击电流为零。若并列时频率差较大，即使合闸相角差很小，