【正文】 設備，須限制在12倍額定電流以下為宜。沖擊電流的有效值為　　　?。?－5）式中， －發(fā)電機交軸次暫態(tài)電抗； －發(fā)電機交軸次暫態(tài)電動勢（圖）影響：相位不一致產(chǎn)生的沖擊電流可能達到額定電流的2030倍。參照式(24)可求出沖擊電流最大瞬時值。3) 頻率不相等：滿足(2)，不滿足(1)如圖23(a)所示，斷路器兩側(cè)間電壓差為脈動電壓，可描述為：設初始角＝＝0，則　　（2－6）　　　　令為脈動電壓的幅值，則　　　　　　（2－7）　　　　可知可以看成是幅值為、頻率接近于工頻的交流波形。：頻率差影響發(fā)電機進入同步運行的過程：如果發(fā)電機在只存在頻差的情況下合閘，那么并列合閘在一定時間內(nèi)，發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓相量的相位關系將發(fā)生改變，用以下簡化相量圖分析。當相角差從0到180度變動時US的幅值從0變到最大值2UmG。轉(zhuǎn)動一圈的時間為脈動周期ＴＳ。c. 的關系由于　　　?。?－10）所以脈動周期為　　　　（2－11）用標么值表示時，有　　　?。?－12）關于滑差(滑差角頻率)的概念：均可用來表示待并發(fā)電機的頻率與電網(wǎng)頻率之間或兩并列電網(wǎng)頻率之間相差的程度。由式（2－8）可知，相角差是時間的函數(shù)，所以并列時合閘相角差與發(fā)出合閘信號的時間有關，如果發(fā)出合閘信號的時間恰當，有可能在兩電壓重合的時間合閘，使沖擊電流為零。（用Fig 24說明：頻差較小，滑差周期長，經(jīng)過從發(fā)電機狀態(tài)－電動機狀態(tài)來回擺動的振蕩過程，可縮短發(fā)電機并列后的暫態(tài)過程，盡快拉入同步運行，并列成功。)一般實際操作時，調(diào)整發(fā)電機頻率略高于系統(tǒng)頻率，這樣當拉入同步并列后立即帶上部分負荷，頻率會適當降低，接近系統(tǒng)頻率?！?　 未加勵磁時拉入電網(wǎng)，相當于電網(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：　　　　　　　（2－13）式中，－歸算到發(fā)電機端的電網(wǎng)電壓；－歸算后的電網(wǎng)等值電抗　 發(fā)電機母線電壓為　　　　　（2－14）機組一定時，自同期并列的沖擊電流主要決定于系統(tǒng)的情況，發(fā)電機的端電壓值與沖擊電流成正比。較小沖擊電流是允許的，在“自整步作用”下，能將發(fā)電機拉入同步。并列時間，操作過程需對發(fā)電機電壓、頻率進行調(diào)整，并列時間長，且操作復雜。限于當時技術水平，曾作為水輪機組處理系統(tǒng)事故的重要措施之一。過去適用于故障情況下發(fā)電機的緊急并列。現(xiàn)在基本趨于淘汰。不能用于兩系統(tǒng)間的并列操作。手動準同期：自動的備用方式。思考題11．并列操作21．準同步22．自同步24．電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機并列操作可以采用什么方法？25．什么是同步發(fā)電機自動準同步并列？有什么特點？適用什么場合？為什么？26．什么是同步發(fā)電機自同步并列？有什么特點？適用什么場合？為什么？27．為什么準同步并列產(chǎn)生的沖擊電流?。?8．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、滑差周期有什么關系？ 4．在發(fā)電廠，哪些斷路器可以作為同步點？ 發(fā)電機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)電機并列操作應滿足什么要求？為什么？. 61．同步發(fā)電機準同步并列的理想條件是什么？實際條件是什么？7．同步發(fā)電機準同步并列時，不滿足并列條件會產(chǎn)生什么后果？為什么？ 8．說明同步發(fā)電機采用自動準同步方式并列時，產(chǎn)生沖擊電流的原因，為什么要檢查并列合閘時的滑差？ 9．為什么存在頻率差影響發(fā)電機進入同步運行的過程？第二節(jié)　準同期并列的基本原理本節(jié)重點：脈動電壓的概念；準同期并列裝置的組成單元；兩種提前量信號的概念。并列斷路器主觸頭閉合瞬間所出現(xiàn)的沖擊電流以及進入同步運行的暫態(tài)過程，決定于合閘時的脈動電壓值和滑差角頻率。檢測的信息：QF兩側(cè)的電壓，主要針對進行檢測并提取信息，當提取信息表明并列條件滿足，即選擇合適的時間合閘，完成并列。(2) 斷路器兩側(cè)電壓幅值不相等，的表達式如(215)式所示。以上兩種情況中，F(xiàn)ig.(26)和Fig.(27)表明，在脈動電壓波形中載有準同期并列所需檢測的信息―――電壓幅值差，頻率差以及相角差隨時間的變化規(guī)律，因而并列兩側(cè)電壓為自動并列裝置提供并列條件信息，供選擇合適的合閘信號發(fā)出時間等。即使合閘時機掌握得好，相角差為零，并列點兩側(cè)有電壓幅值差存在時仍會導致沖擊電流，為限制并網(wǎng)合閘時的沖擊電流，設定電壓幅值差限制，作為并列條件之一。要求小于某一允許值 脈動電壓周期大于某一給定值，實際操作中，可以通過測量來檢測待并發(fā)電機組與電網(wǎng)間的滑差角頻率的大小，即頻率差的大小。 合閘相角差的控制考慮到斷路器操作機構和合閘回路控制電器的固有動作時間，必須在兩電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號，即取一提前量。(2) 恒定越前時間。一般并列合閘回路有固定動作時間，這一裝置得以廣泛采用。(1) 頻率差控制單元 任務：檢測兩電壓相量間的滑差角頻率。(2) 電壓差控制單元任務：檢測兩電壓相量間的電壓差。(3) 合閘信號控制單元 任務：檢查并列條件中的(1)和(2)是否滿足。2． 自動化程度分類。 實現(xiàn)：并列時，待并發(fā)電機的頻率和電壓由運行人員監(jiān)視和調(diào)整，當頻率和電壓滿足條件時，并列裝置在合適的時間發(fā)出合閘信號 與手動并列的區(qū)別：合閘信號由該裝置判斷后自動發(fā)出，不是由運行人員手動發(fā)出。 有人值斑的發(fā)電廠：發(fā)電機的電壓由運行人員直接操作控制，并列裝置中不需配置壓差控制單元，簡化了結構。發(fā)電機并列時，發(fā)電機的頻率和電壓由并列裝置自動調(diào)節(jié)，當它與電網(wǎng)頻率、電壓的差值滿足并列條件時，自動選擇合適時機發(fā)出合閘信號，整個過程無須運行人員參與。，頻率和電壓條件和提前量信號是與門的三個輸入端，三個條件同時滿足就發(fā)出合閘信號。提前(導前)的相角。提前(導前)的相角，且這一相角不隨頻差(或滑差)、壓差變化。設=額定值由式（29）得：，如圖210，設對應的為，設斷路器合閘時間為，如越前相角滿足＝，即在某一恒定滑差下，越前相角―――越前時間，則合閘相角差為零。在圖210中，提前時間，斷路器完全合閘的時間點過了兩電壓相量的重合點。 3．結論：近乎恒定，合閘相角差與有關。(二) 恒定越前時間準同期并列１．定義導前時間：相對于δ=0176。恒定導前時間：相對于δ=0176。 ２．原理說明(1) 為什么需要恒定越前時間呢？斷路器有合閘時間，對應斷路器接收合閘命令到接通一次系統(tǒng)的時間?？紤]到斷路器合閘時間是確定的，所以越前時間也是恒定的，與壓差和頻差無關，即恒定越前時間。但實際上由于各種裝置的合閘時間存在著分散性，難免存在誤差。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δey為發(fā)電機組的允許合閘相角，最大允許滑差為 (217)式中，、――自動并列裝置、斷路器的動作誤差時間決定于發(fā)電機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：在準同期并列計算中，應包括穩(wěn)定性校驗，即根據(jù)穩(wěn)定性條件來確定最大允許滑差。思考題：1．合閘脈沖為什么需要考慮提前量的選擇？2．解釋導前相角，恒定導前相角，恒定導前相角式自動準同步裝置。2．斷路器合閘脈沖的導前時間應怎么考慮？為什么是恒定導前時間？思考題1．導前時間、恒定導前時間、恒定導前時間式自動準同步裝置2．導前相角、恒定導前相角、恒定導前相角式自動準同步裝置6．合閘脈沖為什么需要導前時間？7．斷路器合閘脈沖的導前時間應怎么考慮？為什么是恒定導前時間？第三節(jié)　自動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，獲得并列所需檢測信號的方式，并列合閘控制原理）一、 裝置的控制邏輯以恒定越前時間準同期并列裝置進行說明，其中的合閘信號控制單元包括：滑差角頻率檢測、電壓差檢測和越前時間信號(a)所示為并列裝置的控制原理圖.。 如圖212(b)，在一個脈動周期內(nèi)，必須在越前時間信號到達之前完成頻率差和電壓差的檢測任務，作出是否允許并列合閘的判斷。模擬型或微機數(shù)字式的自動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。脈動電壓可由斷路器兩側(cè)電壓互感器二次側(cè)電壓測得。定義：含有同步條件信息的電壓，可以用來檢查發(fā)電機并列時是否滿足同步條件。作用：實現(xiàn)同步條件檢查和產(chǎn)生合閘脈沖。包絡線是正弦型的，稱為正弦整步電壓。 正弦整步電壓的最小值是電壓差（如第二節(jié)所述）。最小值電壓差 周期檢測頻率差 隨時間變化過程確定合閘時刻相位差利用正弦整步電壓的最小值檢測是否滿足電壓差條件，利用正弦整步電壓的周期檢測是否滿足頻率差的條件，利用正弦整步電壓隨時間變化過程確定合閘時刻，使相位差滿足條件。表明：整步電壓相角差，電壓差，使得檢測時引入了電壓的影響，容易造成越前時間信號的時間誤差，從而引起合閘誤差。2．線性整步電壓線性整步電壓含有頻率差、相位差的信息，但不含有電壓差的信息。結合邏輯框圖、電路圖和各點波形圖理解。從邏輯框圖(b)圖中可看出，經(jīng)方波變換后在a點電位(反映兩電壓相量差)的波形如Fig215所示，是一系列幅值一定而寬度與相角差有關的矩形波。相角差為0或360時，矩形寬度為0?？梢?，一系列矩形波寬度的變化，反映了兩電壓相量相角差δe的變化，為并列裝置判別相角差提供了檢測信息。常稱為三角波整步電壓。 Fig216(c)是在完全理想的情況下獲得的，實際情況偏離理想化直線，使控制合閘時間引入誤差?？刂七壿媹D如圖217(b) 方波變換 LC濾波原始交流電壓波形兩電壓方波Y點矩形波理想平滑三角波形原理和半波整步電壓類似，最大值是半波的2倍，多了一倍矩形脈沖，可通過適當減小濾波器時間常數(shù)來改善性能。――。b.，當不同時，三角波整步電壓波形如圖219所示，可用來檢測及。 上述線性整步電壓δe的對應關系從寬度不等的矩形波經(jīng)濾波處理后獲得的。作用與整步電壓相似，數(shù)字式裝置充分利用δe（t）隨時間變化規(guī)律的信息，提高了并列裝置的合閘控制技術水平。通過分析波形可獲得并列所需檢測信息，和全波邏輯圖不同的是，全波是利用濾波器電路獲得矩形波形的，而這里是通過CPU計數(shù)方式來檢測的。采用微機型數(shù)字式自動并列裝置利用較嚴密的數(shù)學模型計算越前時間，符合脈動電壓的實際規(guī)律，相當準確。(二) 頻率差檢測實施檢測的方法：(1)在恒定越前時間之前完成的檢測任務，用來判別是否符合并列條件。(2)直接測量兩并列電壓頻率，求得頻率差值以及頻率高、低的信息。只有在頻率差允許的條件下，才進行恒定越前時間的計算。同時也必須在恒定越前時間之前作出電壓幅值差是否符合并列條件的判斷。用傳感器實現(xiàn)較為簡單。思考題1．整步電壓、正弦整步電壓、線性整步電壓6．自動準同步裝置一般由哪幾部分組成？各部分的主要作用是什么？7．利用正弦整步電壓如何檢測發(fā)電機是否滿足準同步并列條件？8．利用線性整步電壓如何檢測發(fā)電機是否滿足準同步并列條件？作業(yè)題：1．利用正弦型和線性整步電壓如何檢測發(fā)電機是否滿足準同步并列條件？第四節(jié) 頻率差與電壓差的調(diào)整本節(jié)內(nèi)容：頻差和壓差的調(diào)整方法一． 頻率差調(diào)整任務：發(fā)電壓頻率接近系統(tǒng)頻率，使頻率差滿足允許的范圍，促成并列的實現(xiàn)。在允許范圍不發(fā)調(diào)速脈沖，進行越前時間合閘控制計算。2．調(diào)節(jié)量控制 發(fā)電機的轉(zhuǎn)速按照比例調(diào)節(jié)準則，調(diào)節(jié)脈沖時間與頻率差值成比例。二． 電壓差調(diào)整任務：調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓值，使電壓差符合并列條件，實施原則與頻差調(diào)整相似，直接測量兩電壓相量的幅值再進行判別。第五節(jié) 微機型（數(shù)字型）并列裝置的組成一、 概述模擬式并列裝置存在的主要問題 模擬式并列裝置是認為ωs是勻速的，但實際上是多變的，如系統(tǒng)頻率不很穩(wěn)定或發(fā)電機轉(zhuǎn)速是變化的，都會有不同程度的加速度?；驗榱双@得穩(wěn)定的ωs，把并列過程拉得很長。 數(shù)字式并列裝置定義及主要特點 定義：借助于微處理器的高速處理信息能力，利用編制的程序，在硬件配合下實現(xiàn)發(fā)電機并列操作。3. 主要區(qū)別：（1）檢測并列條件是否滿足的方式不同：模擬型采用不同類型的整步電壓來獲取相關信息進行檢測，采用方波矩形波整步電壓波形方式記錄δe（t），微機型采用方波CPU計數(shù)方式來記錄δe（t）。（3）實現(xiàn)方式不同：一般模擬式并列裝置為了簡化電路，在一個滑差周期內(nèi)，把滑差角頻率假設為恒定的，數(shù)字式則采用較為嚴密的公式，計及考慮相角差可能具有加速運動等問題，按δe（t）當時的變化規(guī)律，選擇最佳越前時間發(fā)出合閘信號。按計算機控制系統(tǒng)的組成原則，基本配置為：主機、I/O接口、I/O過程通道。（二） I/O接口 I/O過程通道的信息與主機總線相連的媒介。（三） I/O過程通道信息的傳遞和變換設備。1. 輸入通道2. 輸出通道調(diào)速信號、調(diào)壓信號、合閘脈沖控制信號（四） 人－機聯(lián)系鍵盤、顯示器、數(shù)碼和發(fā)光二極管顯示指示三、 軟件：1. 主程序：管理和調(diào)用2. 并列條件檢測程序：按前述越前時間的數(shù)學模型進行程序編制。2．微機型裝置的主要組成部分。下面開始學習的第一節(jié)概述相當于是第三章和第四章兩個章節(jié)內(nèi)容的一個緒論部分的介紹。一、勵磁系統(tǒng)和勵磁自動控制系統(tǒng)：反饋系統(tǒng)1．勵磁系統(tǒng) 結合電機學課程所學過的有關同步發(fā)電機的基本工作原理，理解同步發(fā)電機為了