【正文】 電壓以恒定滑差角頻率對(duì)系統(tǒng)電壓轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)相角差從0到180度變動(dòng)時(shí)US的幅值從0變到最大值2UmG。當(dāng)相角差從180度到360度(重合)變動(dòng)時(shí), US的幅值從最大值2UmG回到0.。轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的時(shí)間為脈動(dòng)周期ＴＳ。因此產(chǎn)生具有振蕩性質(zhì)的周期性變化的沖擊電流，影響發(fā)電機(jī)進(jìn)入同步的過程。c. 的關(guān)系由于　　　　（2－10）所以脈動(dòng)周期為　　　?。?－11）用標(biāo)么值表示時(shí)，有　　　?。?－12）關(guān)于滑差(滑差角頻率)的概念：均可用來表示待并發(fā)電機(jī)的頻率與電網(wǎng)頻率之間或兩并列電網(wǎng)頻率之間相差的程度?；铑l率fS即頻率差；滑差ωs可以反映頻率差，兩者是2π倍數(shù)關(guān)系；滑差周期Ts是滑差頻率的倒數(shù)，因此也可以反映頻率差，滑差周期小則頻率差大。由式（2－8）可知，相角差是時(shí)間的函數(shù)，所以并列時(shí)合閘相角差與發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)間有關(guān)，如果發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)間恰當(dāng)，有可能在兩電壓重合的時(shí)間合閘，使沖擊電流為零。：不恰當(dāng)，可能在較大時(shí)合閘，可能引起較大沖擊電流注意：如果并列時(shí)頻差較大，即使合閘時(shí)的相角差很小，滿足要求，但這時(shí)待并發(fā)電機(jī)需經(jīng)歷一個(gè)很長(zhǎng)的暫態(tài)過程才能進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)甚至失步，因而也是不允許的。（用Fig 24說明：頻差較小，滑差周期長(zhǎng)，經(jīng)過從發(fā)電機(jī)狀態(tài)－電動(dòng)機(jī)狀態(tài)來回?cái)[動(dòng)的振蕩過程，可縮短發(fā)電機(jī)并列后的暫態(tài)過程，盡快拉入同步運(yùn)行，并列成功。但如果頻差過大，滑差周期短，經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)入同步，如圖24所示，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失步，造成并列失敗。)一般實(shí)際操作時(shí)，調(diào)整發(fā)電機(jī)頻率略高于系統(tǒng)頻率，這樣當(dāng)拉入同步并列后立即帶上部分負(fù)荷，頻率會(huì)適當(dāng)降低，接近系統(tǒng)頻率。三、 自同期并列：將一臺(tái)未加勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)組升速到接近于電網(wǎng)頻率，滑差角頻率不超過允許值，且在機(jī)組的加速度小于某一給定值的條件下，首先合上并列斷路器，再合上勵(lì)磁開關(guān)，給轉(zhuǎn)子加上勵(lì)磁電流，在發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)逐漸增長(zhǎng)的過程中，由電力系統(tǒng)將并列的發(fā)電機(jī)組拉入同步運(yùn)行?！?　 未加勵(lì)磁時(shí)拉入電網(wǎng)，相當(dāng)于電網(wǎng)經(jīng)過很小的電抗而短路，產(chǎn)生的沖擊電流的周期分量由下式求得：　　　　　　?。?－13）式中，－歸算到發(fā)電機(jī)端的電網(wǎng)電壓；－歸算后的電網(wǎng)等值電抗　 發(fā)電機(jī)母線電壓為　　　　?。?－14）機(jī)組一定時(shí)，自同期并列的沖擊電流主要決定于系統(tǒng)的情況，發(fā)電機(jī)的端電壓值與沖擊電流成正比。四、兩種方式的特點(diǎn)和適用性比較并列方式準(zhǔn)同期并列自同期并列特點(diǎn)并列條件檢測(cè)及產(chǎn)生的沖擊電流并列時(shí)沖擊電流小，不會(huì)引起系統(tǒng)電壓降低。較小沖擊電流是允許的，在“自整步作用”下，能將發(fā)電機(jī)拉入同步。未加勵(lì)磁，并列時(shí)從系統(tǒng)吸收無功，造成電壓下降，同時(shí)引起較大沖擊電流。并列時(shí)間，操作過程需對(duì)發(fā)電機(jī)電壓、頻率進(jìn)行調(diào)整，并列時(shí)間長(zhǎng)，且操作復(fù)雜。不存在電壓和頻率調(diào)整問題，并列時(shí)間短，不需選擇并列合閘時(shí)機(jī)，且操作簡(jiǎn)單。限于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平，曾作為水輪機(jī)組處理系統(tǒng)事故的重要措施之一。適用性適用于正常和故障情況下的并列。過去適用于故障情況下發(fā)電機(jī)的緊急并列。（對(duì)應(yīng)于特點(diǎn)１和２）但由于產(chǎn)生較大沖擊電流，非正常情況下采用時(shí)也受到限制?，F(xiàn)在基本趨于淘汰。適用于發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)，兩系統(tǒng)之間的并列（變電所采用的方式）。不能用于兩系統(tǒng)間的并列操作。自動(dòng)準(zhǔn)同期：正常情況下的同期并列。手動(dòng)準(zhǔn)同期：自動(dòng)的備用方式。本節(jié)作業(yè)題：25，27，31，51，61，7，9思考題：1．什么是同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步并列？有什么特點(diǎn)？適用什么場(chǎng)合？為什么？2．滑差，滑差頻率，滑差周期3．電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機(jī)并列操作應(yīng)滿足什么要求？為什么？4．準(zhǔn)同期并列和自同期并列有什么不同？作業(yè)題：1．為什么準(zhǔn)同步并列產(chǎn)生的沖擊電流??？2．同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列的理想條件是什么？實(shí)際條件是什么？3．同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列時(shí)，不滿足并列條件會(huì)產(chǎn)生什么后果？為什么？4．為什么存在頻率差影響發(fā)電機(jī)進(jìn)入同步運(yùn)行的過程？用相量圖加以說明。思考題11．并列操作21．準(zhǔn)同步22．自同步24．電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機(jī)并列操作可以采用什么方法？25．什么是同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步并列？有什么特點(diǎn)？適用什么場(chǎng)合？為什么？26．什么是同步發(fā)電機(jī)自同步并列？有什么特點(diǎn)？適用什么場(chǎng)合？為什么？27．為什么準(zhǔn)同步并列產(chǎn)生的沖擊電流??？28．為什么自同步產(chǎn)生很大的沖擊電流？31．滑差： 滑差頻率： 滑差周期： 3．滑差、滑差頻率、滑差周期有什么關(guān)系？ 4．在發(fā)電廠，哪些斷路器可以作為同步點(diǎn)？ 發(fā)電機(jī)CB、母聯(lián)斷路器CB、三繞組變的三側(cè)CB51．電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機(jī)并列操作應(yīng)滿足什么要求？為什么？. 61．同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列的理想條件是什么？實(shí)際條件是什么？7．同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列時(shí)，不滿足并列條件會(huì)產(chǎn)生什么后果？為什么？ 8．說明同步發(fā)電機(jī)采用自動(dòng)準(zhǔn)同步方式并列時(shí)，產(chǎn)生沖擊電流的原因，為什么要檢查并列合閘時(shí)的滑差？ 9．為什么存在頻率差影響發(fā)電機(jī)進(jìn)入同步運(yùn)行的過程？第二節(jié)　準(zhǔn)同期并列的基本原理本節(jié)重點(diǎn)：脈動(dòng)電壓的概念；準(zhǔn)同期并列裝置的組成單元；兩種提前量信號(hào)的概念。準(zhǔn)同期并列：系統(tǒng)運(yùn)行中的主要并列方式。并列斷路器主觸頭閉合瞬間所出現(xiàn)的沖擊電流以及進(jìn)入同步運(yùn)行的暫態(tài)過程，決定于合閘時(shí)的脈動(dòng)電壓值和滑差角頻率。準(zhǔn)同期并列的任務(wù)：對(duì)和進(jìn)行檢測(cè)和控制，并選擇一合適的時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)，使合閘瞬間的值在允許值以內(nèi)。檢測(cè)的信息：QF兩側(cè)的電壓，主要針對(duì)進(jìn)行檢測(cè)并提取信息，當(dāng)提取信息表明并列條件滿足，即選擇合適的時(shí)間合閘，完成并列。一、脈動(dòng)電壓有兩種情況：(1) 斷路器兩側(cè)電壓幅值相等 設(shè)的幅值相等，令兩電壓相量重合瞬間為起始點(diǎn)，這時(shí)的表達(dá)式由(27)和(29)得＝ ， ，為正弦脈動(dòng)波形。(2) 斷路器兩側(cè)電壓幅值不相等，的表達(dá)式如(215)式所示。 ， 。以上兩種情況中，F(xiàn)ig.(26)和Fig.(27)表明，在脈動(dòng)電壓波形中載有準(zhǔn)同期并列所需檢測(cè)的信息―――電壓幅值差，頻率差以及相角差隨時(shí)間的變化規(guī)律，因而并列兩側(cè)電壓為自動(dòng)并列裝置提供并列條件信息，供選擇合適的合閘信號(hào)發(fā)出時(shí)間等。具體討論如下： 電壓幅值差由Fig.(27)可得脈動(dòng)電壓波形的最小幅值即兩電壓的幅值差。即使合閘時(shí)機(jī)掌握得好，相角差為零，并列點(diǎn)兩側(cè)有電壓幅值差存在時(shí)仍會(huì)導(dǎo)致沖擊電流，為限制并網(wǎng)合閘時(shí)的沖擊電流，設(shè)定電壓幅值差限制，作為并列條件之一。 頻率差間的頻率差即脈動(dòng)電壓幅值的頻率，它與滑差角頻率的關(guān)系如式(210)所示。要求小于某一允許值 脈動(dòng)電壓周期大于某一給定值，實(shí)際操作中，可以通過測(cè)量來檢測(cè)待并發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)間的滑差角頻率的大小，即頻率差的大小。例：.要求 上述分析是基于、為恒定的前提下的，但對(duì)于要求快速并網(wǎng)的機(jī)組，這一前提未必成立，因此自動(dòng)并列裝置應(yīng)能實(shí)時(shí)檢測(cè)和相角差加速度等值，以利于快速并網(wǎng)的實(shí)施。 合閘相角差的控制考慮到斷路器操作機(jī)構(gòu)和合閘回路控制電器的固有動(dòng)作時(shí)間，必須在兩電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號(hào)，即取一提前量。提前量的類型：(1) 恒定越前相角：在兩相量重合之前恒定角度發(fā)出合閘信號(hào)的。(2) 恒定越前時(shí)間。 在兩相量重合之前恒定時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)的。一般并列合閘回路有固定動(dòng)作時(shí)間，這一裝置得以廣泛采用。二、準(zhǔn)同期并列裝置1． 控制單元為使待并發(fā)電機(jī)組滿足并列條件，準(zhǔn)同期并列裝置主要由三個(gè)單元組成。(1) 頻率差控制單元 任務(wù)：檢測(cè)兩電壓相量間的滑差角頻率。 實(shí)現(xiàn)：調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，使其頻率接近于系統(tǒng)頻率。(2) 電壓差控制單元任務(wù)：檢測(cè)兩電壓相量間的電壓差。實(shí)現(xiàn)：調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓，使其與電網(wǎng)電壓間的電壓差值小于規(guī)定允許值，促使并列條件的形成。(3) 合閘信號(hào)控制單元 任務(wù)：檢查并列條件中的(1)和(2)是否滿足。實(shí)現(xiàn)：當(dāng)待并機(jī)組的頻率和電壓滿足并列條件時(shí)，該單元就選擇合適的時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)，使并列斷路器的主觸頭接通時(shí)，相角差接近于零或控制在允許范圍以內(nèi)。2． 自動(dòng)化程度分類。按自動(dòng)化程度可分為：(1) 半自動(dòng)并列裝置 特點(diǎn)：無頻差和壓差控制單元，只有合閘信號(hào)控制單元。 實(shí)現(xiàn)：并列時(shí)，待并發(fā)電機(jī)的頻率和電壓由運(yùn)行人員監(jiān)視和調(diào)整，當(dāng)頻率和電壓滿足條件時(shí)，并列裝置在合適的時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào) 與手動(dòng)并列的區(qū)別：合閘信號(hào)由該裝置判斷后自動(dòng)發(fā)出，不是由運(yùn)行人員手動(dòng)發(fā)出。(2) 自動(dòng)并列裝置 。 有人值斑的發(fā)電廠：發(fā)電機(jī)的電壓由運(yùn)行人員直接操作控制，并列裝置中不需配置壓差控制單元，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。無人值班的發(fā)電廠：并列裝置需設(shè)置壓差控制單元。發(fā)電機(jī)并列時(shí)，發(fā)電機(jī)的頻率和電壓由并列裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)它與電網(wǎng)頻率、電壓的差值滿足并列條件時(shí)，自動(dòng)選擇合適時(shí)機(jī)發(fā)出合閘信號(hào)，整個(gè)過程無須運(yùn)行人員參與。三、準(zhǔn)同期并列合閘信號(hào)的控制邏輯并列裝置的核心部件：合閘信號(hào)控制單元，其控制原則是當(dāng)頻率和電壓都滿足并列條件的情況下，在兩電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號(hào)。，頻率和電壓條件和提前量信號(hào)是與門的三個(gè)輸入端，三個(gè)條件同時(shí)滿足就發(fā)出合閘信號(hào)。(一) 恒定越前相角準(zhǔn)同期并列１． 定義越前相角：相對(duì)于δ=0176。提前(導(dǎo)前)的相角。 　　 恒定越前相角：相對(duì)于δ=0176。提前(導(dǎo)前)的相角，且這一相角不隨頻差(或滑差)、壓差變化。２． 原理分析在脈動(dòng)電壓到達(dá)合閘相角差為零之前的相角差時(shí)發(fā)出合閘信號(hào)。設(shè)=額定值由式（29）得：，如圖210，設(shè)對(duì)應(yīng)的為，設(shè)斷路器合閘時(shí)間為，如越前相角滿足＝，即在某一恒定滑差下，越前相角―――越前時(shí)間，則合閘相角差為零。=：最佳滑差角頻率，對(duì)應(yīng)圖210中。在圖210中，提前時(shí)間，斷路器完全合閘的時(shí)間點(diǎn)過了兩電壓相量的重合點(diǎn)。提前時(shí)間，離兩電壓相量的重合點(diǎn)還差一定時(shí)間。 3．結(jié)論：近乎恒定，合閘相角差與有關(guān)。只有在允許范圍內(nèi)可保證合閘沖擊電流在允許值以內(nèi)，可由發(fā)電機(jī)參數(shù)計(jì)算得到。(二) 恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期并列１．定義導(dǎo)前時(shí)間：相對(duì)于δ=0176。提前(導(dǎo)前)的時(shí)間。恒定導(dǎo)前時(shí)間：相對(duì)于δ=0176。提前(導(dǎo)前)的時(shí)間，且這一時(shí)間不隨頻差(或滑差)、壓差變化。 ２．原理說明(1) 為什么需要恒定越前時(shí)間呢？斷路器有合閘時(shí)間，對(duì)應(yīng)斷路器接收合閘命令到接通一次系統(tǒng)的時(shí)間。因此合閘命令即合閘脈沖應(yīng)有提前量，即越前時(shí)間?？紤]到斷路器合閘時(shí)間是確定的，所以越前時(shí)間也是恒定的，與壓差和頻差無關(guān)，即恒定越前時(shí)間。(2) 怎樣考慮越前時(shí)間?在脈動(dòng)電壓到達(dá)兩電壓相量重合（=0）之前tYJ發(fā)出合閘信號(hào)，一般取tYJ等于并列裝置合閘出口繼電器動(dòng)作時(shí)間和斷路器的合閘時(shí)間tQF之和，因此這種方法理論上可使合閘相角差等于零。但實(shí)際上由于各種裝置的合閘時(shí)間存在著分散性，難免存在誤差。四、 恒定越前時(shí)間并列裝置的整定計(jì)算需要整定的參數(shù)如下：1．越前時(shí)間tYJ 令 tYJ=tC+tQF tYJ主要取決于tQF，裝置中的tYJ應(yīng)便于整定，以適應(yīng)不同斷路器的需要。2．允許電壓差 UG 與 UX 允許電壓差一般定為()UN.3． 允許滑差角頻率―――按沖擊電流條件得到設(shè)δey為發(fā)電機(jī)組的允許合閘相角，最大允許滑差為 (217)式中，、――自動(dòng)并列裝置、斷路器的動(dòng)作誤差時(shí)間決定于發(fā)電機(jī)的允許最大沖擊電流值,可由下式求得 (rad) (218) 例21 (1) (2) (3) 、注意：在準(zhǔn)同期并列計(jì)算中，應(yīng)包括穩(wěn)定性校驗(yàn)，即根據(jù)穩(wěn)定性條件來確定最大允許滑差。從校驗(yàn)結(jié)果看，按沖擊電流得到遠(yuǎn)小于按穩(wěn)定條件求得的滑差，因此一般不須校驗(yàn)，如果待并機(jī)組與系統(tǒng)間的聯(lián)系較弱，還應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校驗(yàn)，以確定允許滑差值。思考題：1．合閘脈沖為什么需要考慮提前量的選擇？2．解釋導(dǎo)前相角，恒定導(dǎo)前相角，恒定導(dǎo)前相角式自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置。3．準(zhǔn)同期裝置的主要組成部分有哪些？哪個(gè)單元是核心部分？作業(yè)題：1．解釋導(dǎo)前時(shí)間，恒定導(dǎo)前時(shí)間，恒定導(dǎo)前時(shí)間式自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置。2．?dāng)嗦菲骱祥l脈沖的導(dǎo)前時(shí)間應(yīng)怎么考慮？為什么是恒定導(dǎo)前時(shí)間？思考題1．導(dǎo)前時(shí)間、恒定導(dǎo)前時(shí)間、恒定導(dǎo)前時(shí)間式自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置2．導(dǎo)前相角、恒定導(dǎo)前相角、恒定導(dǎo)前相角式自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置6．合閘脈沖為什么需要導(dǎo)前時(shí)間？7．?dāng)嗦菲骱祥l脈沖的導(dǎo)前時(shí)間應(yīng)怎么考慮？為什么是恒定導(dǎo)前時(shí)間？第三節(jié)　自動(dòng)并列裝置的工作原理本節(jié)內(nèi)容：并列裝置的工作原理（裝置的控制邏輯，獲得并列所需檢測(cè)信號(hào)的方式，并列合閘控制原理）一、 裝置的控制邏輯以恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期并列裝置進(jìn)行說明，其中的合閘信號(hào)控制單元包括：滑差角頻率檢測(cè)、電壓差檢測(cè)和越前時(shí)間信號(hào)(a)所示為并列裝置的控制原理圖.。只有在滑差角頻率和電壓差均符合條件，在tYJ發(fā)出合閘信號(hào)，越前時(shí)間信號(hào)才能通過與門成為合閘信號(hào)輸出。 如圖212(b)，在一個(gè)脈動(dòng)周期內(nèi)，必須在越前時(shí)間信號(hào)到達(dá)之前完成頻率差和電壓差的檢測(cè)任務(wù)，作出是否允許并列合閘的判斷。否則進(jìn)入下一個(gè)滑差周期檢測(cè)并列，當(dāng)電壓差和頻率差都符合條件時(shí)，就在tYJ發(fā)出合閘信號(hào)，從而完成并列操作的合閘控制任務(wù)。模擬型或微機(jī)數(shù)字式的自動(dòng)并列裝置都得遵循上述基本原理所闡述的控制邏輯來制訂軟件框圖。二、 并列的檢測(cè)信號(hào)前述準(zhǔn)同期并列原理時(shí)，主要分析了脈動(dòng)電壓的變化規(guī)律，闡明了在脈動(dòng)電壓中載有電壓差和頻率差的信息，并在一定條件下反映相角差的變化規(guī)律，可為自動(dòng)并列裝置檢測(cè)和控制提供所需的信息。脈動(dòng)電壓可由斷路器兩側(cè)電壓互感器二次側(cè)電壓測(cè)得。(一) 整步電壓：模擬式裝置產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)的方式。定義