06培训-同期部分

发电自动化系统部培训同期部分编写－孙静许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分提纲一、同期方式二、同期点选择和同期电压引入三、准同期条件四、手动准同期五、自动准同期六、电力系统并网两种情况七、自动准同期装置常用选型部分八、同期装置基本参数设定许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分一、同期方式1.1同期基本概念1.2同期重要意义1.3同期两种基本方式1.3.1准同期基本概念1.3.2准同期特点1.3.3自同期基本概念1.3.4自同期特点许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分一、同期方式1.1同期基本概念正常情况下，电站发电机是与电力系统中的其它发电机并列运行的。所谓并列运行，各发电机转子间的相角差不越过允许的极限值－相位发电机出口的折算电压近似地相等－---电压系统中各发电机转子以相同的电角速度旋转--频率只有满足这些条件。电力系统中的发电机才能并列运行。此时，发电机在系统中的运行又称为同步运行。三要素许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分一、同期方式1.2同期重要意义同步发电机乃至各个电力系统联合起来并列运行，可以带来很大的经济效益。可以提高供电的可靠性和电能质量可使负荷分配更加合理，减少系统的备用容量和充分利用各种动力资源，以达到经济运行的目的许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分一、同期方式1.3同期两种基本方式发电机的并列有两种方式：即准同期和自同期。两种并列方式又可以是手动操作的，也可以是自动的。1.3.1准同期基本概念将未投入系统的发电机加上励磁，并调节其电压和频率，在满足并列条件(即电压和频率与系统相等、相位相同)时将发电机投入系统。1.3.2准同期特点优点：如果在理想的情况下使断路器合闸．则发电机定子回路的电流将为零，这样将不会产生电流或电磁力矩的冲击。但是，在实际的并列操作中，很难实现上述的理想许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分一、同期方式1.3.2准同期特点条件，总要产生一定的电流冲击和电磁力矩冲击。一般说来，只要这些冲击不大，不超过允许范围．就不会对发电机产生什么危害。另外，突然三相短路是发电机设计制造时必须加以考虑的条件。出现非同期并列，可能使发电机遭到破坏。如果在发电机和系统间的相位差等于l800时非同期合闸，那么发电机定子绕组的冲击电流将比发电机出口的三相短路电流大1倍。造成非同期并列的主要原因有：二次接线出现错误；同期装置动作不正确；运行人员误操作等。许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分一、同期方式1.3.3自同期基本概念将未励磁而转速接近同步转速的发电机投入系统，并立即(或经一定时间)加上励磁。这样，发电机经很短的时间便被自动拉入同步。1.3.4自同期特点优点：由于待并发电机在投入系统时未励磁．故这种并列方式从根本上消除了非同期并列的可能性。同时，并列操作比较简单，不存在调节和校准电压和相角的问题，只需调节发电机的转速。此外，自同期方式还可大大缩短并列所需时间。许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分一、同期方式1.3.4自同期特点用自同期方式投入发电机时，将伴随着出现短时间的电流冲击，并使系统电压下降。冲击电流引起的电动力可能对定子绕组绝缘和定子绕组端部产生不良影响；冲击电磁力矩也将使机组大轴产生扭矩，并引起振动。不过一般说来，冲击电流和冲击电磁力矩均比发电机出口突然三相短路时小，且衰减较快。值得注意的是．发电机突然三相短路是很少发生的，而并列操作是耍经常进行的。经常使用自同期方式，冲击电流产生的电动力可能对发电机定子绕组绝缘和端部产生积累性变形和损坏。许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分一、同期方式综上所述，两种并列方式各有优缺点。水电站一般的应用情况是；以自动准同期作为发电机正常时的并列方式以手动准同期作为备用并均带有非同期闭锁装置。至于自同期，则主要用作事故情况下的并列方式，且一般均采用自动自同期并列，同时耍求发电机定于绕组的绝缘及端部团定情况应良好，端部接头应无不良现象。许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.1同期点基本概念2.2同期点选择原则①发电机断路器②发电机一变压器单元接线断路器③三绕组变压器或自耦变压器断路器④双绕组变压器断路器⑤母线分段、联络断路器及旁路断路器⑥线路断路器⑦接于双母线的线路断路器⑧多角形接线和外桥形接线断路器⑨一倍半接线的断路器2.3同期电压引入①发电机断路器同期点②变压器高压侧断路器同期点③母联和分段断路器同期点④线路上装有单相电压互感器的线路断路器同期点许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分2.2同期点选择原则①发电机的所有断路器都应该是同期点。②发电机与变压器间不设断路器的发电机一变压器单元接线，其同期点应设在变压器高压侧断路器上。③三绕组变压器或自耦变压器与电源连接的各侧断路器均应作为同期点。④低压侧与母线连接的双绕组变压器，一般应有一侧断路器作为同期点。二、同期点选择和同期电压引入2.1同期点基本概念用于同期并列的断路器，即称为同期点。一般说来，如果一个断路器断开后，两侧都有电源且可能不同步，则这个断路器就应该是同期点。许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.2同期点选择原则④电力工业部电综[1998]30号《水利发电厂自动化设计技术规定》，如果双线圈变压器只有一侧作为同期点，那么不作为同期点的一侧断路器合闸回路应经另一侧断路器的常闭辅助触点闭锁。⑤母线分段、联络断路器及旁路断路器均应作为同期点。⑥接在单母线上的对侧有电源的线路断路器均应作为同期点。⑦接于双母线的对侧有电源的线路，可只考虑利用旁路断路器或母线联络断路器进行并列，线路断路器不作为同期点。但对要分裂成两个单独系统运行的双母线和35kV及以上电压等级的系统主要联络线，则线路断路器应作为同期点。许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.2同期点选择原则⑧多角形接线和外桥形接线中，与线路相关的两个断路器均应作为同期点。⑨一倍半接线的所有断路器均应作为同期点。⑩全厂只有一条线路时，线路断路器可不作为同期点。2.3同期电压引入采用准同期方式并列时，需比较待并发电机与系统电压的数值、频率和相位。为此需将待并侧和系统的电压引至同期装置，以便进行比较判断。引入同期装置的电压通常取自不同的电压互感器。许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.3同期电压引入（一）发电机断路器同期点两侧的电压可取自其两侧互感器的基本二次绕组。图2-1发电机断路器同期点电压的引入方式许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.3同期电压引入（二）变压器高压侧断路器同期点两侧电压取自安装在变压器高、低压侧的互感器。就丫／△—11接线的变压器而言，其两侧相应相间电压存在30。的相位差。这样，为了使从高、低压侧互感器取得的电压相位与同期点两侧电压的相位相符，就应对引入同期装置的电压相位加以校正。图2－2许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.3同期电压引入（二）变压器高压侧断路器同期点在中性点直接接地系统中，为了校正引自互感器电压的相位，可从变压器高压侧互感器接成开口三角形的绕组取得电压(见图2-3)。图2-3Y,d11接线变压器高压侧断路器同期点电压的引入方式许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.3同期电压引入（二）变压器高压侧断路器同期点对于中性点不接地系统，为了校正相位，通常采用中间转角变压器。转角变压器接于高压侧互感器的二次绕组，应是Y，d11接线，变比为/100V。转角变压器也可接于低压侧互感器的二次绕组，此时应是D，y1接线，变比为100/V。3100图2-4通过转角变压器引入同期点电压3100许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.3同期电压引入（二）变压器高压侧断路器同期点在同期接线中，为了简化接线和减少同期开关档数，通常将B相接地，而有的保护(如线路距离保护)则要求互感器基本二次绕组的中性点接地，这样就产生了矛盾．若将转角变压器接于低压侧互感器，则高压侧互感器的上述矛盾无法解决。为此，一般将转角变压器接于高压侧互感器。此时，在转角变压器的二次侧将B相接地，从而使上述矛盾得到了解决。附：电力工业部电安生［1994］191号文《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》，电压互感器二次侧如为星形接线，应将中性点接地，B相接地方式宜取消。许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.3同期电压引入（三）母联和分段断路器同期点与发电机断路器电压引入方法相似。当与继电保护的接地要求发生矛盾时，可从辅助二次绕组取得电压。如图2-5所示。在110kV及以上中性点直接接地系统中，一般即用此方法取得同期电压。图2-5直接接地系统母线分段断路器同期点电压的引入方式许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.3同期电压引入（三）母联和分段断路器同期点对于中性点不接地系统，为解决接地的矛盾，可通过变比为100／100V的单相隔离变压器取得100V同期电压，如图2-6所示。线路上装有三相电压互感器的线路断路器同期点，其同期电压的引入方法与上述相同。图2-6中性点不接地系统母线分段断路器同期点电压的引入方式许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.3同期电压引入（四）线路上装有单相电压互感器的线路断路器同期点在中性点直接接地系统中，单相电压互感器接于相与地之间。此时可从互感器辅助二次绕组得到100V电压。另一个同期电压可从母线互感器2YH的辅助二次绕组取得.图2-7中性点直接接地系统线路断路器同期点电压引入方式许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.3同期电压引入（四）线路上装有单相电压互感器的线路断路器同期点在中性点不接地系统中，单相电压互感器接在相间电压上，如图2-7所示。此时，互感器一次绕组的额定电压应是相间电压，二次电压则应为100V。同期点另一侧的电压取自母线电压互感器基本二次绕组的相应相间电压。当与继电保护接地要求发生矛盾时，同样可通过单相隔离变压器取得同期电压。图2-8中性点不接地系统线路断路器同期点电压引入方式许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分二、同期点选择和同期电压引入2.3同期电压引入（五）与保护系统配合出现矛盾时断路器同期点在同期接线中，为了简化接线和减少同期开关档数，通常将B相接地，而有的保护(如线路距离保护)则要求互感器基本二次绕组的中性点接地，这样就产生了矛盾。为解决接地的矛盾，可通过变比为100／100V的单相隔离变压器取得100V同期电压，同期电压的引入方法如图2-9所示。图2-9中性点不接地系统线路断路器同期点电压引入方式许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分三、准同期条件实际上断路器合闸瞬间，待并发电机与系统的电压，可能既存在数值差，又存在相位差，频率还可能不同。此时，总的冲击电流应该是以上三种情况的综合。准同期并列的条件可归纳为以下三点：待并发电机电压与系统电压数值应接近相等，差值不应超过额定值的5％－10％;相位差应小于100，最好在相位差为0时合闸；频率应接近相等，差值不应超过额定值的0.2％～0.5％，即0.1～0.25HZ。许继电气发电自动化系统部发电自动化系统部培训同期部分三、准同期条件在同期三要素中，频率和相位差这两个要素是一对矛盾体。若两系统的原有相位差≠0，而当满足频率相等要素，则相位差恒定，永远不可能等于0。只有当频率差≠0，相位差才会出现＝0的机会。在实际应用中，电压、频率两个要素与