發電機自動准同期裝置

1. 自動准同步裝置中整步電壓的表達式

自動准同步裝置中整步電壓的表達式如下：

將脈動電壓中頻率較高的部分濾掉,得到脈動電壓的包絡線,並經整流後,得到 脈動電壓的包絡線的下半部分,這是一個包含同步信息量的電壓,稱之為整步電壓。

整步電壓的特點是: (1) 整步電壓隨相角差 δ周期變化; (2) 整步電壓隨時間 t 周期變 化,當 δ從 0°~360°變化一個周期時,脈動電壓也變化一個周期,也是整步電壓的周期; (3) 整步電壓的最低點反映了電壓差的大小。

自動准同期裝置是專用的自動裝置。自動監視電壓差、頻率差，分析計算出合適的同期時刻並提前一個導前時間發出合閘命令確保在理想的角度完成同期並網，使斷路器在相角差為0°的合閘，微機自動准同期裝置已經能做到在啟動同期後首次同相點完成並網。

裝置設有自動調節壓和調頻率單元，在電壓差和頻率差不滿足條件時發出控制脈沖。若頻率差不滿足要求，自動調節原動力的轉速，增加或減小頻率，促成同期來臨；若電壓差不滿足要求時，自動調節發電機的電壓使電壓接近系統的電壓。

2. 發電機自動准同期裝置的輸入和輸出有哪些

發電機自動准同期裝置的輸入信號，輸出增速。
1、輸入信號有指發電機和母線電壓互感器二次側交流電壓信號中提取交流電壓幅值信號，頻率測量信號。
2、輸出信號有發電機同步轉速調節的增速、減速信號，調節發電機電壓的升降。

3. 為什麼發電機准同期並網要採用越前時間進行並列開關操作

為什麼發電機准同期並網要採用越前時間進行並列開關操作，因為1. 控制單元 為了使待並發電機組滿足並列條件,准同期並列裝置主要有下列三個單元組成。 (1)頻率差控制單元。它的任務是檢測UG 與U X
2. 自動化程度分類 准同期並列裝置主要組成部件如上圖所示,同步發電機的准同期並列裝置按自動 化程度可分為: (1)半自動並列裝置。這種並列裝置沒有

4. 自動准同期裝置的功能不包括如下哪條

調整發變組變壓器的分接頭。自動准同期裝置的功能包括：調整待並發電機電壓的頻率、調整待並發電機電壓的幅值、調整待並發電機電壓的初相角，不包括調整發變組變壓器的分接頭。

5. 自動准同期裝置輸出調壓脈沖作用於待並發電機勵磁調節器的

是的。
自動准同期裝置輸出調壓脈沖，是作用於待並發電機勵磁調節器的電壓給定單元。
人工的增、減磁操作或者由同期裝置調節，就是直接對給定值大小進行調節，通過此種方式來調節發電機機端電壓。

6. 發電機自動准同期裝置沒有同期信號

因為發電機自動准同期裝置發出的告警信號為滑差太小。根據查詢顯示實現發電機自動准同期並網已經屬於正常操作。在投入自動准同期裝置之前，通常應將發電機的轉速和電壓調到與系統大致差不多，可以縮短自動准同期裝置調整的時間。有時使用自動准同期並列沒有手動准同期來的快，是因為機器設定的程序和富有操作經驗的大腦還是會有差距的，經常出現的問題就是轉速調整不穩，一會兒高一會兒低，難以穩定在同步狀態。

7. 發電機組並列運行的條件是什麼

發電機組投入並列運行的整個過程叫做並列。將一台發電機組先運行起來，把電壓送至母線上，而另一台發電機組啟動後，與前一台發電機組並列，應在合閘瞬間，發電機組不應出現有害的沖擊電流，轉軸不受到突然的沖擊。合閘後，轉子應能很快的被拉入同步。隨著負荷的波動，電力系統中運行的發電機組台數經常要變動。因此，同步發電機的並列操作是電廠的一項重要操作。另外，在系統發生某些事故時，也經常要求將備用發電機組迅速投入電網運行。可見，並列操作在電力系統中是很頻繁的。電力系統的容量在不斷增大，同步發電機的單機容量也越來越大，大型機組不恰當的並列操作將導致嚴重後果。因此，對同步發電機的並列操作進行研究，提高並列操作的准確度和可靠性，對於系統的可靠運行具有很大的現實意義。
一、發電機並列運行的條件
1、待並發電機的電壓有效值Uf與電網的電壓有效值U相等或接近相等，允許相差±5％的額定電壓值。

待並發電機的電壓有效值Uf，與電網的電壓有效值U之間的壓差ΔU，若在允許范圍內，所引起的無功沖擊電流是允許的。否則ΔU越大，沖擊電流越大，這個過程相當於發電機的突然短路。因此，必須調整兩者間的電壓，使其接近相等後才可並列。

2、待並發電機的周波ff應與電網的周波f相等，但允許相差±0.05～0.1周/秒以內。

若兩者周波不等，則會產生有功沖擊電流，其結果使發電機轉速增加或減小，導致發電機軸產生振動。如果周波相差超出允許值而且較大，將導致轉子磁極和定子磁極間的相對速度過大，相互之間不易拉住，容易失步。因此，在待並發電機並列時，必須調整周波至允許范圍內。通常是將待並發電機的周波略調高於電網的周波，這樣發電機容易拉入同步，並列後可立即帶上部分負荷。

3、待並發電機電壓的相位與電網電壓的相位相同，即相角相同。

在發電機並列時，如果兩個電壓的相位不一致，由此而產生的沖擊電流可能達到額定電流的20～30倍，所以是非常危險的。沖擊電流可分解為有功分量和無功分量，有功電流的沖擊不僅要加重汽輪慎鋒機的負擔，還有可能使汽輪機受到很大的機械應力，這樣非但不能把待並發電機拉入同步，而且可能使其它並列運行的發電機失去同步。

在採用准同期並列時，發電機的沖擊電流很小。所以，一般應將相角差控制在10º以內，此時的沖擊電流約為發電機額定電流的0.5倍。

4、待並發電機電壓的相序必須與電網電壓的相序一致。

5、待並發電機電壓的波形應與電網電壓的波形一致。

以上條件中第4項關於相序的問題，要求在安裝發電機的時候，根據發電機規定的轉向，確定好發電機的相序而得到滿足。所以在以後的並列過程中，相序問題就不必考慮了。第5項關於電壓波形的問題，應在發電機生產製造過程中得以保證。

綜上所述，在發電機並列時，主要滿足1～3項的條件，否則將會造成嚴重事故。在並列合閘過程中，發電機與電網的電壓、周波、相位角接近但並不相等時，由此而產生的較小沖擊電流還是允許的。合閘後，在「自整步作用」下，能夠將發電機拉入同步。

二、發電機並列時的操作
投入並聯的過程稱為整步過程，實用的方法有兩種，准確整步法（准同步法），把發電機調整到完全合乎投入並聯條件再進行並聯合閘操作；自整步法（自同步鎮瞎法），先將發電機勵磁繞組經過限流電阻短路，當發電機轉速接近同步速時（小於5%），先合上並聯開關，再立即接入勵磁，依靠定、轉子間的電磁力自動將電機牽入同步。其操作簡單、無復雜設備，合閘有沖擊電流。
1、准同期並列法

（1）燈光明暗法
當發電機滿足並聯運行條件時，三個燈泡不亮，此時合閘並聯運行。當燈泡不滅，則表示不滿足並聯運行條件，需要調整發電機的轉速、電壓和相位。
（2）燈光旋轉法
有兩相交叉接線，一相燈滅，另兩相燈光亮度不變，滿足並聯條件，合閘運御孝空行。若頻率不等，燈光交替亮暗，形成燈光旋轉。根據頻率超前和滯後，燈光旋轉方向不同，可以判斷兩者頻率高低關系。
2、自動同步並列法
系統電壓和發電機電壓分別經過電壓互感器降壓後送入自動准同期裝置，自動同期裝置由均頻控制單元均壓控制單元和合閘控制單元三部分組成。均頻控制單元自動檢測發電機電壓與系統電壓頻率差的方向，發出增速或減速信號送到機組調速器的頻率給定環節自動調節，發電機電壓的頻率使頻率差減小。均壓控制單元自動檢測發電機電壓與系統電壓的幅值差的方向，發出升壓或降壓信號送到發電機勵磁調節器的電壓給定環節，自動地調節發電機電壓的幅值使幅值差減小。合閘控制單元自動檢測發電機電壓與系統電壓之間的頻率差和幅值差，在頻率差和幅值差均小於整定值時，在相角差σ=0前一個發電機斷路器的合閘時間（恆定越前時間），發出合閘信號送到發電機斷路器的控制迴路使斷路器合閘。
三、並列合閘的注意事項
為防止不同期並列，在下列三種情況時不準合閘：

1、組合式三相同期表S的指針轉動不平穩而且有跳動現象，不準合閘。因為這可能其內部的接點有卡阻現象。

2、若組合式三相同期表S的指針在接近同期點時出現停滯現象，不準合閘。因為此時雖然滿足並列條件，但由於開關操作機構動作需要約0.2秒的時間，若在此時間內發電機與電網之間的電壓、周波及相角差有變化，則會使開關的合閘在不同期點上。

3、若組合式三相同期表S的指針轉動過快時，不準合閘。因為此時待並發電機與電網的周波相差很大，不易掌握開關合閘操作的時間，容易造成在不同期點上合閘。

發電機的並列操作非常重要，在一定程度上關繫到整個發電廠與電網的安危。因此，要求操作人員必須具有豐富的現場經驗和實際工作的鍛煉；要求在操作時注意力必須高度集中，密切監視有關機組及聯絡線的表計變動情況；抓住機會穩、准地進行發電機的並列操作，確保待並發電機安全可靠地並入電網運行。

8. 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
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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。