电力系统自动化第1章 发电机的自动并列.

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1、第第1 1章章 发电机的自动并列发电机的自动并列第第1章章 发电机的自动并列发电机的自动并列并列操作何时进行？并列操作何时进行？正常负荷发生变化时正常负荷发生变化时当电力系统发生事故时当电力系统发生事故时并列操作每天都在进行！并列操作每天都在进行！并列不当还会产生严重的后果！并列不当还会产生严重的后果！第第1章章 发电机的自动并列发电机的自动并列第一节第一节 概概 述述一、一、 并列操作的意义并列操作的意义 1 1、并列的概念：、并列的概念： 将一台发电机投入电力系统并列运行的操作，称将一台发电机投入电力系统并列运行的操作，称并列操作并列操作。发电机的并列操作又称为发电机的并列操作又称为“并车

2、并车”、“并网并网”、“同同期期”。第一节第一节 概概 述述 2 2、对并列操作的基本要求：、对并列操作的基本要求：（1 1）并列断路器合闸时，）并列断路器合闸时，冲击电流冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大应尽可能的小，其瞬时最大值不宜超过值不宜超过1212倍的额定电流。倍的额定电流。（2 2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，进入）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，进入同步运行的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。同步运行的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。 准同期并列（一般采用）准同期并列（一般采用）自同期并列（很少采用）自同期并列（很少采用）3 3、并列操作的

3、两种方式、并列操作的两种方式并列合闸时流过并列合闸时流过断路器主触头的断路器主触头的电流电流3 3、并列操作的方式、并列操作的方式（1 1）准同期并列的概念：）准同期并列的概念： 发电机发电机在并列在并列合闸前合闸前已励磁已励磁，当发电机频率、电压相角、电，当发电机频率、电压相角、电压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，这种方接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，这种方式称为准同期。式称为准同期。GXXXU.DL系统系统KMCK MCRZ（2 2）自同期并列的概念：）自同期并

4、列的概念： 将一台将一台未加励磁未加励磁的发电机组升速到接近于电网频率，在滑的发电机组升速到接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值，机组的加速度小于某一给定值的条件差角频率不超过允许值，机组的加速度小于某一给定值的条件下，下，先合并列断路器先合并列断路器QFQF，接着合励磁开关，接着合励磁开关，给转子加励磁电流，给转子加励磁电流，在发电机电势逐步增长的过程中，由电力系统将并列机组拉入在发电机电势逐步增长的过程中，由电力系统将并列机组拉入同步运行。同步运行。3 3、并列操作的方式、并列操作的方式GXXXU.DL系统系统KMCK MCRZ第一节第一节 概概 述述二、准同期并列二、准同期并列 设待

5、并发电机组设待并发电机组G G已经加上了励磁电流，其端电压为已经加上了励磁电流，其端电压为U UG G， QFQF为并列断路器，系统的电压为为并列断路器，系统的电压为U UX X，如图，如图(a)(a)所示。所示。 调节调节U UG G的状态参数使之符合并列条件。的状态参数使之符合并列条件。sin()muUt准同期并列的电路示意图准同期并列的电路示意图准同期并列的相量图准同期并列的相量图（）准同期并列的理想条件（）准同期并列的理想条件(1) f(1) fG G=f=fX X 待并发电机频率与系统频率相等，即滑差待并发电机频率与系统频率相等，即滑差( (频差频差) )为零；为零；(2) U(2)

6、 UG G=U=UX X 待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零；待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零；(3)(3)e e=0 =0 断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零。压间的瞬时相角差为零。sin()muUt0U-UUXGS三个条件很难同时满足三个条件很难同时满足! !分析机组并列时偏离理想条件所引起的后果分析机组并列时偏离理想条件所引起的后果第一节第一节 概概 述述q冲击电流冲击电流mMhIKI mmmMhIIIKI55. 228 . 12.max.概念：在短路后约半个周波（概念：在短路后约半个周波

7、（0.010.01秒）时将出现短路秒）时将出现短路 电流的最大瞬时值，称为冲击电流。电流的最大瞬时值，称为冲击电流。计算公式计算公式： ，KM-冲击系数，发电机端取1.8； 冲击电流有效值 ，Ih.max-冲击电流最大值。物理意义物理意义：它会产生很大的电动力（在电气设备中产生的电动力与其平方成正比），其大小可用来校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性。mI（二）并列误差对并列的影响（二）并列误差对并列的影响1. 电压幅值差对并列的影响电压幅值差对并列的影响频率频率fG=fX相角差相角差e=0幅值幅值UGUX（1）并列操作时条件）并列操作时条件（2）向量图）向量图sin()muUt1 1、

8、 电压幅值差对并列的影响电压幅值差对并列的影响（3 3）产生的冲击电流）产生的冲击电流X dX d max.X55. 2X)(28 . 128 . 1XXiiSXGchchUUUU UG G U UX X发电机、系统电压有效值；发电机、系统电压有效值；Xd-发电机的直轴次暂态电抗。发电机的直轴次暂态电抗。X XX X-系统等值电抗系统等值电抗X dX d XX)(XXiSXGchUUU 在只存在电压差的情况下，并列机组产生的冲击电在只存在电压差的情况下，并列机组产生的冲击电流主要为无功冲击电流。流主要为无功冲击电流。 !冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响由于定子绕组冲击电流的电动力对发电机绕

9、组产生影响由于定子绕组端部的机械强度最弱，所以须特别注意对它所造成的危害，端部的机械强度最弱，所以须特别注意对它所造成的危害，必须限制冲击电流。必须限制冲击电流。结论：我国规定：电压差结论：我国规定：电压差U US S不能超过额不能超过额定电压的定电压的5 51010。现在一些巨型发电。现在一些巨型发电机组更规定在机组更规定在0.10.1以下，即要求尽量以下，即要求尽量避免无功冲击电流。避免无功冲击电流。1 1、 电压幅值差对并列的影响电压幅值差对并列的影响2 2、合闸相角差对并列的影响、合闸相角差对并列的影响XqchSXqSXqXGchchXXUXXUXXUUIII G max.G max.

10、2sinU255.22sinU255.255.228.1而频率频率 f fG G=f=fX X幅值幅值 U UG G=U=UX X相角差相角差 e e 0 0（2 2）产生的冲击电流为：）产生的冲击电流为： 并列时并列时e e一般都很小，一般都很小，U UG G与与U UX X基本上同相位，基本上同相位，所以在所以在只有相角差情况下并列时的冲击电流主要是有功分量。只有相角差情况下并列时的冲击电流主要是有功分量。!（1 1）并列操作时条件）并列操作时条件抗发电机的交轴次暂态电Xq 当相角差较小时，冲击电流主要为有功电流分量。说当相角差较小时，冲击电流主要为有功电流分量。说明合闸后发电机立刻向电网

11、输出有功功率，使机组联轴明合闸后发电机立刻向电网输出有功功率，使机组联轴受到突然冲击，这对机组和电网运行都是不利的。受到突然冲击，这对机组和电网运行都是不利的。此时发电机为空载情况3 3、合闸频率差对并列的影响、合闸频率差对并列的影响频差频差f fS S： f fS S f fG G-f-fX X 滑差滑差s s: :电角速度之差称为滑差角速度，简称滑差。电角速度之差称为滑差角速度，简称滑差。SSGXG2)(2fffs滑差周期：滑差周期：S12fTss(1)(1)有关的有关的几个概念几个概念: :它们都是描述两电压矢量相对运动快慢的一组数据。它们都是描述两电压矢量相对运动快慢的一组数据。3 3