自動准同期裝置及自動並列實驗

1. 允許頻差對自動准同期的影響

1）加深理解同步發電機准同期並列原理，掌握准同期並列條件。 2）掌握自動准同期裝置的工作原理及使用方法。 3）熟悉同步發電機准同期並列過程。 2.實踐內容或原理
自動准同期並列裝置設置與半自動准同期並列裝置相比，增加了頻差調節和壓差調節功能，自動化程度大大提高。
微機准同期裝置的均頻調節功能，主要實現滑差方向的檢測以及調整脈沖展寬，向發電機組的調速機構發出准確的調速信號，使發電機組與系統間盡快滿足允許並列的要求。
微機准同期裝置的均壓調節功能，主要實現壓差方向的檢測以及調整脈沖展寬，向發電機的勵磁系統發出准確的調壓信號，使發電機組與系統間盡快滿足允許並列的要求。此過程中要考慮勵磁系統的時間常數，電壓升降平穩後，再進行一次均壓控制，以使壓差達到較小的數值，更有利於平穩地進行並列。
圖1 自動准同期並列裝置的原理框圖
3.需用的儀器、試劑或材料等
THLZD-2型電力系統綜合自動化實驗平台 4.實踐步驟或環節
選定實驗台上面板的旋鈕開關的位置：將「勵磁方式」旋鈕開關打到「微機勵磁」位置；將「勵磁電源」旋鈕開關打到「他勵」位置；將「同期方式」旋鈕開關打到「自動」位置。微機勵磁裝置設置為「恆Ug」控制方式；「自動」方式。
1）發電機組起勵建壓，使n=1480rpm；Ug=400V。（操作步驟見第一章）
2）查看微機准同期各整定項是否為附錄八中表1的設置（出廠設置）。如果不符，則進行相關修改。然後，修改准同期裝置中的整定項：
「自動調頻」：投入； 「自動調壓」：投入。
「自動合閘」：投入。
3）在自動准同期方式下，發電機組的並列運行操作
在這種情況下，要滿足並列條件，需要微機准同期裝置自動控制微機調速裝置和微機勵磁裝置，調節發電機電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內，相角差在零度前某一合適位置時，微機准同期裝置控制合閘按鈕進行合閘。
⑴ 微機准同期裝置的其他整定項（導前時間整定、允許頻差、允許壓差）分別按表1，2，3修改。
註：QF0合閘時間整定繼電器設置為td-（40～60ms）。td為微機准同期裝置的導前時間設置。微機准同期裝置各整定項的設置方法可參考附錄四（微機准同期裝置使用說明）、實驗三（壓差、頻差和相差閉鎖與整定）等實驗內容。
⑵ 操作微機勵磁裝置上的增、減速鍵和微機勵磁裝置升、降壓鍵，Ug=410V，n=1515 rpm，待電機穩定後，按下微機准同期裝置投入鍵。
觀察微機准同期裝置當「升速」或「降速」命令指示燈亮時，微機調速裝置上有什麼反應；當「升壓」或「降壓」命令指示燈亮時，微機勵磁調節裝置上有什麼反應。
微機准同期裝置「升壓」、「降壓」、「增速」、「減速」命令指示燈亮時，觀察本記錄旋轉燈光整步表燈光的旋轉方向、旋轉速度，以及發出命令時對應的燈光的位置。
微機准同期裝置壓差、頻差、相差閉鎖與「升壓」、「降壓」、「增速」、「減速」燈的對應點亮關系，以及與旋轉燈光整步表燈光的位置。
註：當一次合閘過程完畢，微機准同期裝置會自動解除合閘命令，避免二次合閘 。此時若要再進行微機准同期並網，須按下「復位」按鈕。
表1 微機准同期裝置導前時間整定值與並網沖擊電流的關系 導前時間設置td（s） 沖擊電流Im（A） 0.1 0.3 0.5 表2 微機准同期裝置允許頻差與並網沖擊電流的關系 允許頻差fd（Hz） 沖擊電流Im（A） 0.3 0.2 0.1 表3 微機准同期裝置允許壓差與並網沖擊電流的關系 允許壓差Ud（V） 沖擊電流Im（A） 4）發電機組的解列和停機。 5.教學方式

2. 用自動准同期並列時同期裝置顯示合閘成功,但斷路器並沒有合上是

用自動准同期並列時同期裝置顯示合閘成功，但斷路器並沒有合上的原因如下。
1、機械原因，斷路器操作機構經過多次的合閘跳閘後，機械嚴重磨損，會出出現操作機構卡死，操作機構及轉動鏈接中螺絲栓桿拉脫，插口銷脫落。
2、電氣原因，控制迴路問題，經過長時間的運行控制迴路會經常出現操作電源電壓低，合閘回來斷線，合閘線圈燒壞，引起斷路器拒絕合閘現象。

3. 發電機組的准同期並列有哪些操縱步驟

用准同期法進行並列操作，發電機組電壓必須相同、頻率相同以及相位一版致，這可通過權裝在同期盤上的2塊電壓表、2塊頻率表以及同期表和非同期指示燈來監視，並列操作步驟可以總結為如下四個步驟：

（1）將其中一台發電機組的負荷開關合上，將電壓送至母線上，而另一台機組處在待並狀態。

（2）合上同期開頭，調節待並發電機組的轉速，使它等於或接近同步轉速（與另一台機組的頻率相差在半個周波以內），調節待並發電機組的電壓，使其與另一台發電機組電壓接近，在頻率與電壓均相近時，同期表的旋轉速度是越來越慢的，同期指示燈也時亮時暗；

（3）當待並機組與另一台機組相位相同時，同期表指針指示向上方正中間位置，同期燈最暗，當待並機組與另一台機組相位差最大時，同期表指向下方正中位置，此時同期燈最亮，當同期表指針按順時針方向旋轉時，這說明待並發電機的頻率比另一台機組的頻率高，應降低待並發電機組的轉速，反之當同期表指針按逆時針方向旋轉時，應增加待並發電機組的轉速；

（4）當同期表指針順時針方向緩慢旋轉，指針接近同期點時，立即將待並機組的斷路器合閘，使兩台發電機組並列。並列後切除同期表開關和相關的同期開關。

4. 電力系統自動裝置原理准同期並列和自同期並列的區別

區別在於准同復期先調節後發電制機並列條件，再並入系統運行，自同期是未先進行勵磁的發電機升速到允許范圍，再有系統拉入同步運行。
具體概念如下：
准同期並列是將未投入系統的發電機加上勵磁，並調節其電壓和頻率，在滿足並列條件（即電壓、頻率、相位相同）時，將發電機投入系統。
自同期並列操作是將一台未勵磁電流的發電機組升速到接近於電網頻率，在滑差角頻率不超過允許值，且機組的加速度小於某一給定值的條件下，首先合上並列斷路器開關，接著立刻合上勵磁開關，給轉子加上勵磁電流，在發電機電動勢逐漸增長的過程中，由電力系統將並列的發電機組拉入同步運行。

5. 為什麼准同期裝置都是利用脈動電壓這一特性進行工作的

實驗 1 手動准同期並網實驗、實驗目的1．加深理解同步發電機准同期並列運行原理，掌握准同期並列條件。 2．掌握手動准同期的概念及並網操作方法，准同期並列裝置的分類和功能。 3．熟悉同步發電機手動准同期並列過程二、原理說明 在滿足並列條件的情況下， 只要控製得當， 採用准同期並列方法可使沖擊電流很小且對 電網擾動甚微， 故准同期並列方式是電力系統運行中的主要並列方式。 准同期並列要求在合 閘前通過調整待並發電機組的電壓和轉速， 當滿足電壓幅值和頻率條件後， 根據「恆定越前 時間原理」 ，由運行操作人員手動或由准同期控制器自動選擇合適時機發出合閘命令， 這種 並列操作的合閘沖擊電流一般很小，並且機組投入電力系統後能被迅速拉入同步。依並列操作的自動化程度， 又可分為手動准同期、 半自動准同期和全自動准同期三種方 式。正弦整步電壓是不同頻率的兩正弦電壓之差， 其幅值作周期性的正弦規律變化。 它能反 映發電機組與系統間的同步情況， 如頻率差、 相角差以及電壓幅值差。 線性整步電壓反映的 是不同頻率的兩方波電壓間相角差的變化規律， 其波形為三角波。 它能反映電機組與系統間 的頻率差和相角差，並且不受電壓幅值差的影響，因此得到廣泛應用。手動准同期並列，應在正弦整步電壓的最低點 （相同點） 時合閘， 考慮到斷路器的固有 合閘時間，實際發出合閘命令的時刻應提前一個相應的時間或角度。自動准同期並列， 通常採用恆定越前時間原理工作， 這個越前時間可按斷路器的合閘時 間整定。准同期控制裝置根據給定的允許壓差和允許頻差， 不斷地檢測准同期條件是否滿足， 在不滿足要求時，閉鎖合閘並且發出均壓、均頻控制脈沖。當所有條件均滿足時， 在整定的 越前時間送出合閘脈沖。三、實驗內容與步驟選定實驗檯面板上的旋鈕開關的位置： 將「勵磁方式」 旋鈕開關打到 「微機勵磁」 位置； 將「勵磁電源」旋鈕開關打到「他勵」位置；將「同期方式」旋鈕開關打到「手動」位置。
微機勵磁裝置設置為「恆 Ug 」控制方式。1.發電機組起勵建壓，使 n=1485 rpm ; Ug= 390V。 將自耦調壓器的旋鈕逆時針旋至最小。 按下 QF7 合閘按鈕， 觀察實驗台上系統電壓表，順時針旋轉旋鈕至顯示線電壓 400V，然後按下 QF1和QF3合閘按鈕。2.在手動准同期方式下，發電機組的並列運行操作 在這種情況下，要滿足並列條件，需要手動調節發電機電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內 ,相角差在零度前某一合適位置時，手動操作合閘按鈕進行合閘。⑴將實驗台上的「同期表控制」旋鈕打到「投入」狀態。投入模擬同期表。觀察模擬式同期表中，頻差和壓差指針的偏轉方向和偏轉角度，以及和相角差指針的旋轉方向。 ⑵按下微機調速裝置上的 「＋」 鍵進行增頻，同期表的頻差指針接近於零；此時同期表 的壓差指針也應接近於零，否則，調節微機勵磁裝置。⑶觀察整步表上指針位置， 當相角差指針旋轉至接近 0 度位置時（此時相差也滿足條件）手動按下 QF0 合閘，合閘成功後，並網指示燈閃爍蜂鳴。觀察並記錄合閘時的沖擊電流將並網前的初始條件調整為：發電機端電壓為 410V， n=1515 rpm，重復以上實驗，注意觀察各種實驗現象。3•在手動准同期方式下，偏離准同期並列條件，發電機組的並列運行操作 本實驗分別在單獨一種並列條件不滿足的情況下合閘，記錄功率表沖擊情況；⑴電壓差、相角差條件滿足，頻率差不滿足，在 fg> fs和fgV fs時手動合閘，觀察並記錄實驗台上有功功率表 P和無功功率表Q指針偏轉方向及偏轉角度大小， 分別填入表3-3-5-1 ;注意：頻率差不要大於 0.5Hz。⑵頻率差、相角差條件滿足，電壓差不滿足， Vg> Vs和VgV Vs時手動合閘，觀察並記錄實驗台上有功功率表 P和無功功率表Q指針偏轉方向及偏轉角度大小， 分別填入表3-3-5-1;注意：電壓差不要大於額定電壓的 10%。⑶頻率差、電壓差條件滿足，相角差不滿足， 順時針旋轉和逆時針旋轉時手動合閘，觀 察並記錄實驗台上有功功率表 P和無功功率表Q指針偏轉方向及偏轉角度大小，分別填入 表3-3-5-1。注意：相角差不要大於 30。
表3-1偏離准同期並列條件並網操作時，發電機組的功率方向變化表
、、狀態參數 fg > fs fg V fs Vg> Vs VgV Vs 順時針 逆時針
P (kW)
Q (kVar)
⑷發電機組的解列和停機。 （見第一章）四、實驗報告1 •根據實驗步驟，詳細分析手動准同期並列過程。2•根據實驗數據，比較滿足同期並列條件與偏離准同期並列條件合閘時，對發電機組 和系統並列時的影響。
實驗 2 半自動准同期並網實驗一、實驗目的1．加深理解同步發電機准同期並列原理，掌握准同期並列條件。2．掌握半自動准同期裝置的工作原理及使用方法。 3．熟悉同步發電機半自動准同期並列過程。二、原理說明為了使待並發電機組滿足並列條件， 完成並列自動化的任務， 自動准同期裝置需要滿足 以下基本技術要求：1．在頻差及電壓差均滿足要求時，自動准同期裝置應在恆定越前時間瞬間發出合閘信號，使斷路器在 筆=0時閉合。2．在頻差或電壓差有任一滿足要求時，或都不滿足要求時，雖然恆定越前時間到達， 自動准同期裝置不發出合閘信號。3．在完成上述兩項基本技術要求後，自動准同期裝置要具有均壓和均頻的功能。如果 頻差滿足要求， 是發電機的轉速引起的， 此時自動准同期裝置要發出均頻脈沖， 改變發電機 組的轉速。 如果電壓差不滿足要求， 是發電機的勵磁電流引起的， 此時自動准同期裝置要發 出均壓脈沖，改變發電機的勵磁電流的大小。同步發電機的自動准同期裝置按自動化程度可分為： 半自動准同期並列裝置和自動准同 期並列裝置。半自動准同期並列裝置沒有頻差調節和壓差調節功能。 並列時， 待並發電機的頻率和電 壓由運行人員監視和調整， 當頻率和電壓都滿足並列條件時， 並列裝置就在合適的時間發出 合閘信號。 它與手動並列的區別僅僅是合閘信號由該裝置經判斷後自動發出， 而不是由運行人員手動發出。三、實驗內容與步驟選定實驗檯面板上的旋鈕開關的位置： 將「勵磁方式」 旋鈕開關打到 「微機勵磁」 位置； 將「勵磁電源」 旋鈕開關打到 「他勵」位置；將「同期方式」 旋鈕開關打到 「半自動」 位置。 微機勵磁裝置設置為「恆 Ug」控制方式；「手動」方式。1.發電機組起勵建壓，使 n=1480rpm ； Ug=400V。（操作步驟見第一章）2．查看微機准同期的各整定項是否為附錄八中表 4-8-2 的設置（出廠設置） 。如果不符，則進行相關修改。然後，修改准同期裝置中的整定項：
「自動調頻」 ：退出。「自動調壓」 ：退出。「自動合閘」 ：投入。註：QF0合閘時間整定繼電器設置為 td- （40〜60ms）。td為微機准同期裝置的導前時間 設置，出廠設置為 100ms,所以時間繼電器設置為 40〜60ms3.在半自動准同期方式下，發電機組的並列運行操作在這種情況下，要滿足並列條件，需要手動調節發電機電壓、頻率，直至電壓差、頻差 在允許范圍內 ,相角差在零度前某一合適位置時，微機准同期裝置控制合閘按鈕進行合閘。⑴觀察微機准同期裝置壓差閉鎖和升壓和降壓指示燈的變化情況。 升壓指示燈亮， 相應操作微機勵磁裝置上的「＋」鍵進行升壓，直至「壓差閉鎖」燈熄滅；降壓指示燈亮，相應 操作微機勵磁裝置上的「－」鍵進行降壓，直至「壓差閉鎖」燈熄滅。此調節過程中，觀察 並記錄觀察並記錄壓差減小過程中， 模擬式同期表中， 電壓平衡表指針的偏轉方向和偏轉角 度的大小的變化情況。⑵觀察微機准同期裝置頻差閉鎖和加速和減速指示燈的變化情況。 加速指示燈亮， 相應 操作微機調速裝置上的「＋」鍵進行增頻，直至「頻差閉鎖」燈熄滅；減速指示燈亮，相應 操作微機勵磁裝置的「－」鍵進行減頻，直至「頻差閉鎖」燈熄滅。此調節過程中，觀察並 記錄觀察並記錄頻差減小過程中， 模擬式同期表中， 頻差平衡表指針的偏轉方向和偏轉角度 的大小的變化，以及相位差指針旋轉方向及旋轉速度情況。⑶「壓差閉鎖」和「頻差閉鎖」燈熄滅，表示壓差、頻差均滿足條件，微機裝置自動判斷相差也滿足條件時，發出 QF0 合閘命令， QF0 合閘成功後，並網指示燈閃爍蜂鳴。觀察 並記錄合閘時的沖擊電流。將並網前的初始條件調整為：發電機端電壓為 410V， n=1515 rpm ，重復以上實驗，注意觀察各種實驗現象。⑷發電機組的解列和停機。 （見第一章）四、實驗報告1．根據實驗步驟，詳細分析半自動准同期並列過程。2．通過實驗過程，分析半自動准同期與手動准同期的異同點
￥
5.9
網路文庫VIP限時優惠現在開通,立享6億+VIP內容
立即獲取
電力系統自動化實驗2018
實驗 1 手動准同期並網實驗
、實驗目的
1．加深理解同步發電機准同期並列運行原理，掌握准同期並列條件。 2．掌握手動准同期的概念及並網操作方法，准同期並列裝置的分類和功能。 3．熟悉同步發電機手動准同期並列過程
二、原理說明 在滿足並列條件的情況下， 只要控製得當， 採用准同期並列方法可使沖擊電流很小且對 電網擾動甚微， 故准同期並列方式是電力系統運行中的主要並列方式。 准同期並列要求在合 閘前通過調整待並發電機組的電壓和轉速， 當滿足電壓幅值和頻率條件後， 根據「恆定越前 時間原理」 ，由運行操作人員手動或由准同期控制器自動選擇合適時機發出合閘命令， 這種 並列操作的合閘沖擊電流一般很小，並且機組投入電力系統後能被迅速拉入同步。

6. 發電機如何並網

過去採用手動同期，調整發電機的驅動機械轉速，使得發電機與電網頻率相同回；同時調整發電機勵答磁，使得發電機電壓達到額定電壓；然後不斷微調驅動機械，使得發電機的電壓相位也和電網電壓相位基本同步，然後手動合上發電機出口開關。
但是現在都採用自動同期裝置，上述各項都自動化了

7. 在自動准同期並列裝置中，測量相位差，頻率差的方法有哪些

採用雙蹤示波器，來將兩個被測信號分源別輸入兩個y測量埠，選擇相同的衰減值，選擇其中一個為掃描觸發，調整觸發使掃描顯示穩定，調整時基旋鈕使被測信號在顯示屏幕上穩定顯示一個半周期的穩定顯示，這時就可以看到兩個被測信號的相位差，幅值和頻率。

8. 電力系統同期並列的條件是什麼

電力系統同期並列的條件有以下幾個：

1、並列開關兩側的相序、相位相同。

2、並列開關兩側的頻率相等,當調整有困難時,允許頻率差不大於本網規定。

3、並列開關兩側的電壓相等,當調整有困難時,允許電壓差不大於本網規定。

(8)自動准同期裝置及自動並列實驗擴展閱讀：

准同期並列操作：

准同期並列操作就是將待並發電機升至額定轉速和額定電壓後，滿足以下四項准同期條件時，操作同期點斷路器合閘，使發電機並網。

1、發電機電壓相序與系統電壓相序相同。

2、發電機電壓與並列點系統電壓相等。

3、發電機的頻率與系統的頻率基本相等。

合閘瞬間發電機電壓相位與系統電壓相位相同。 從實現方式上，准同期並列操作分為手動准同期和自動准同期：

1、操作人員觀察同期表，根據經驗發合閘命令。一般手動准同期作為自動准同期的備用方式。

2、自動准同期：當現地控制單元發出合閘命令時，自動准同期裝置自動尋找最佳合閘時間，發出合閘令；同時，在不滿足同期合閘時，給勵磁、調速器發出調整命令，加快合閘時間。

自同期並列操作，就是將發電機升速至額定轉速後，在未加勵磁的情況下合閘，將發電機並入系統，隨即供給勵磁電流，由系統將發電機拉入同步。

自同期法的優點：合閘迅速，自同期一般只需要幾分鍾就能完成，在系統急需增加功率的事故情況下，對系統穩定具有特別重要的意義；操作簡便，易於實現操作自動化。

因為在發電機未加勵磁電流時合閘並網，不存在准同期條件的限制，不存在准同期法可能出現的問題；在系統電壓和頻率因故降低至不能使用准同期法並列操作時，自同期方法將發電機投入系統提供了可能性。

自同期法的缺點：未加勵磁的發電機合閘並入系統瞬間，相當一個大容量的電感線圈接入系統，必然會產生沖擊電流，導致局部系統電壓瞬間下降。一般自同期法使用於水輪發電機及發電機—變壓器組接線方式的汽輪發電機。在採用自同期法實施並列前，應經計算核對。

參考資料：網路-同期裝置

9. 半自動准同期並列過程是怎樣的

用准同期法進行並列發電機時，要先將發電機的轉速升至額定轉速，再加勵磁升到額定電壓。然後比較待並發電機和電網的電壓和頻率，在符合條件的情況下，即當同步器指向「同期點」時（說明兩側電壓接近一致），合上該發電機與電網接通的斷路器。
准同期法又分為自動准同期、半自動准同期與手動准同期三種：
調整頻率、電壓及合開關全部有運行人員操作的，成為手動准同期；而由自動裝置來完成時，便稱其為自動准同期；當上述三項中任一項由自動裝置來完成，其餘仍舊由手動完成時，成為半自動准同期。