发电机自动准同期装置并列参数分析
发电机自动准同期并列不成功原因的初步分析
发电机自动准同期并列不成功原因的初步分析8月24日3：13运转人员准备发电机采用D-AVR自动升压，发电机自动准同期并列，当操作执行第26步在DCS上将“ASS START/STOP”按钮选择在“ON”位置和第27步在DCS上将“CONFIRM”按钮选择“ON”位置，即将发电机自动准同期装置投入后，自动准同期装置开始自动检同期，经过一段时间后，自动准同期装置发出告警信号，装置闭锁，发电机自动准同期并网失败。
5：10发电机采用D-AVR自动升压，发电机手动准同期并列成功。
原因初步分析发电机自动准同期装置发出的告警信号为“滑差太小”。
根据发电机自动准同期装置内部特性，当发电机与系统之间滑差<0.02Hz、时间大于30秒后，装置将发出闭锁，本次同期并网失败告警。
根据特性，当发电机的频率与系统的频率不一致时，装置将自动向DEH发出增速或减速信号，发出的信号脉冲宽度与发电机与系统频差大小相反，即发电机与系统频差越大，增、减速信号脉冲宽度越宽，相反，发电机与系统频差越小，增、减速信号脉冲宽度越小。
而DEH接受的最小信号宽度为200ms,即当发电机与系统频差小于一定值以后，自动准同期装置向DEH发出的最小信号宽度将小于DEH接受的最小信号宽度,使汽轮机不能增、减转速，最终使发电机自动同期失败。
防范措施发电机并列前，使发电机的频率/转速稍高于系统的频率/转速，使发电机与系统之间的滑差大于0.02Hz（1.2rpm），以保证自动同期装置对DEH的正常调节。
减小DEH的最小脉冲信号接受宽度，或增加自动同期装置向DEH 发出的最小增速或减速信号脉冲宽度。
(9月2日自动同期装置厂家已将DEH脉冲增加至220ms)（9月5日发电机自动同期并网良好）以上分析仅是对本次发电机自动准同期并网失败情况的分析，由于发电机总启动期间未对发电机自动准同期、发电机程序并网回路进行假并列试验，建议接机之前找一合适机会对上述回路进行试验。
微机电力自动装置原理同发机的自并列
这样来回摆动，由于阻呢因素最后进入同步状态。
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• 三、自同步 • 1、自同步操作是将 一台未加励磁电流的发电机升速到接近电网频率,滑差
角频率不超过允许值.且在发电机组的加速速度小于某一给定值的条件下,首 先合上并列断路器QF ,接着立即合上励磁开关SE,给转子加上励磁电流,在发 电机电动势逐渐增长的过程中由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行. • 2、特点：不要专门的合闸机构；但是冲击电流大，只实用于紧急情况下的 操作。 • 3、引起的冲击电流Ih=Ux/(Xd+Xx)
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整定参数举例例继续
（ 2 ）允许滑差角
ey ?
断路器合闸的误差时间
t QF 0 . 5 0 . 2 0 . 1 ( s )
自动装置的误差时间
t c 0 . 05 ( s )
所以：
sy
0 . 199 0 . 15
1 . 33 ( rad
/ s)
滑差角频率用标么值表
它是 ：断路器QF两边电压UG和UX之差，是进入同步运行的过 渡过程中，合闸时断路器QF两边电压的脉动电压US值，与UG和 UX的幅度有关，和他们的初始相位差有关。
2、脉动电压的表达式1
当UG UX而G X这时US表达式：
us
US
c osG
X
2
t
US
2UmX
s
inst
2
2US
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3、脉动电压的表达式2
I
" h
2Eq"
X
" q
Xx
sin e
2
X
" q
发电机交轴次瞬态电抗
经典之-发电机同期并列原理详解
第六章同期系统将一台单独运行的发电机投入到运行中的电力系统参加并列运行的操作，称为发电机的并列操作。
同步发电机的并列操作，必须按照准同期方法或自同期方法进行。
否则，盲目地将发电机并入系统，将会出现冲击电流，引起系统振荡，甚至会发生事故、造成设备损坏。
准同期并列操作，就是将待并发电机升至额定转速和额定电压后，满足以下四项准同期条件时，操作同期点断路器合闸，使发电机并网。
（!）发电机电压相序与系统电压相序相同；（"）发电机电压与并列点系统电压相等；（#）发电机的频率与系统的频率基本相等；（$）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。
自同期并列操作，就是将发电机升速至额定转速后，在未加励磁的情况下合闸，将发电机并入系统，随即供给励磁电流，由系统将发电机拉入同步。
自同期法的优点：!合闸迅速，自同期一般只需要几分钟就能完成，在系统急需增加功率的事故情况下，对系统稳定具有特别重要的意义；"操作简便，易于实现操作自动化。
因为在发电机未加励磁电流时合闸并网，不存在准同期条件的限制，不存在准同期法可能出现的问题；#在系统电压和频率因故降低至不能使用难同期法并列操作时，自同期方法将发电机投入系统提供了可能性。
自同期法的缺点是：未加励磁的发电机合闸并入系统瞬间，相当一个大容量的电感线圈接入系统，必然会产生冲击电流，导致局部系统电压瞬间下降。
一般自同期法使用于水轮发电机及发电机—变压器组接线方式的汽轮发电机。
在采用自同期法实施并列前，应经计算核对。
发电厂发电机的并列操作断路器，称为同期点。
除了发电机的出口断路器之外在一次电路中，凡有可能与发电机主回路串联后与系统（或另一电源）之间构成唯一断路点的断路器，均可作为同期点。
例如，发电机—变压器组的高压侧断路器，发电机—三绕组变压器组的各侧断路器，高压母线联络断路器及旁路断-可编辑修改-!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!— —#"!+!8 + 8 + +路器，都可作为同期点。
电力系统自动化第2讲 同步发电机的自动准同期并列
North China Electric Power University
第三章 同步发电机的自动准同期并列
2023/10/16
重点讲解发电机同步准同期 并列的自动化原理. 这是将同 步发电机投入电网进行并列运 行以组成电力系统的基本步骤.
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检测的信息主要取自并列断路器QF两侧的电压，而
且主要是对脉动电压
U
进行检测并提取信息。
S
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1 脉动电压— QF两侧电压相量幅值相等
（1）QF两侧电压相量幅值相等 j U X
可以得到脉动电压：
Sy
0.2 2 f N
100
0.2 rad / S
TS
2 Sy
10S
测量 TS 的值可以检测出发电机组与电网之间滑差
角频率的大小，即频率差的大小。
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2 脉动电压—并列检测合闸相角差
同步发电机并列的同步过程分析
发电机发出 功率
发电机吸收 功率
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自同期并列
自周期并列就是将一台未加励磁电流的发电机组升速
到接近于电网频率，滑差角频率不超过允许值，而且， 在机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并 列断路器QF,接着立刻合上励磁开关，给转子加上励磁电 流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将 并列发电机拉入同步状态。
浅析发电机自动准同期并网技术
浅析发电机自动准同期并网技术【摘要】本文结合自动准同期装置在宣钢的成功使用经验，对发电机自动准同期并网进行浅要的分析介绍。
【关键词】发电机；同期并网；自动准同期；电压；频率引言发电机必须并入电力系统才能将所发出的电能上送至系统中，才能实现电能从发电机流向用电设备，对发电机与电力系统之间的并列操作就是同期并网操作，同期并网操作是发电机操作中的一项关键内容，操作出现问题将直接导致发电机并网失败。
当前，企业电网的规模日益增大，同时发电机的数量和容量都在不断增加，这就需要对同期并网技术进行深入的了解，最终实现能够将发电机准确、可靠、稳定的并入系统目标。
1、发电机并网的条件手动准同期的缺点1.1发电机并网的条件（1）发电机机端母线的电压与系统母线的电压幅值相等并且波形一致。
（2）发电机所发出电的频率与系统的频率相同，均为50Hz。
（3）发电机侧电压与系统侧电压的相序相同。
（4）合闸的瞬间，发电机侧电压与系统侧电压相位相同。
在以上四个条件具备的基础上，就能完成发电机的顺利并网，在并网瞬间，发电机机端电压与系统电压的瞬时值越是差距越小，则发电机并网时受到的冲击就越小，并网过程就越平稳。
2、手动同期并网的缺点老式发电机采用的手动准同期装置，虽然可以通过人工观察合闸前的发电机与系统两侧的电压、频率等数值，通过调节发电机本体和励磁装置来调节发电机侧的参数使其等于系统侧参数，并在参数相同的时刻合上并网开关，实现发电机的并网操作，但是根据实际情况来看，其始终摆脱不了如下几条缺点：（1）不能自动选择合闸的时机，对操作人员的专业素质和操作熟练程度依赖性较大。
（2）老的手动准同期装置的精度下降，虽然是在同期装置所显示的可以合闸的区间进行合闸并网工作，但是往往由于操作的延时和装置的细小误差而使实际合闸过程并不满足发电机并网的条件，这种状况就造成了非同期并网。
（3）过程完全需要人工进行干预，不能实现自动调节。
3、微机自动准同期装置的结构我厂选用的微机自动准同期装置属于越前时间恒定的自动并列装置，这种并列装置对发电机侧和系统侧的电压频率进行检测，当在设定的越前时刻检测到两侧的电压差和频率差均在设定的允许范围之内，则迅速启动合闸逻辑并输出合闸信号驱动断路器合闸，实现发电机的并网，这样能够最大程度上保证在经过了断路器固有的合闸延时之后，两侧电压与频率的差值仍然处于最小的范围。
发电机微机准同期装置调试及并网分析_陈益飞
发电机微机准同期装置调试及并网分析陈益飞（江苏射阳港发电有限责任公司，江苏盐城224346）收稿日期：2009-06-19；修回日期：2009-07-25摘要：射阳港发电厂3号、4号137.5MW 发电机组通过SID －2CM 型微机自动准同期装置实现发电机组与电网的并列操作，在对SID －2CM 型微机自动准同期装置工作原理及差频并网方式介绍的基础上，详细分析了射阳港发电厂3号、4号机组微机自动准同期装置调试内容及现场试验数据，重点提出了为实现发电机组顺利并网所必须进行的静态试验和带开关整组传动试验的试验方法及措施，并总结了该装置在射阳港发电厂应用经验。
关键词：发电机；同期装置；调试；并网中图分类号：TM31文献标志码：B文章编号：1009－0665（2009）05－0078－04Jiangsu Electrical Engineering2009年9月江苏电机工程第28卷第5期将同步发电机投入电力系统并列运行的操作称为并列操作，并列操作是电力系统运行中的一项重要操作，在发电厂中频繁出现［1］。
发电机同期装置是发电厂电气二次系统的重要组成部分，它实现发电机组与电网的并列操作，并网的条件是发电机与系统之间的相序、频率、电压都要相同时，即所谓同期时才能并网，将发电机组安全、可靠、准确快速地投入，从而确保系统的可靠、经济运行和发电机组的安全。
文章以射阳港发电厂3号、4号2×137.5MW 发电机组为例，描述了电厂发电机微机准同期装置的静、动态试验和并网情况。
1系统概述微机型自动准同期装置的工作原理具有一定的智能性，能根据采集到的电参数，计算并自动发出指令，对发电机的电压、频率进行调节，一旦准同期条件满足，则能自动在适当的时间发出合闸脉冲，使同期点断路器能在最佳时机合闸。
此时发电机两侧电压差最小，发电机并网过程中受到的冲击也最小，对发电机也最安全。
射阳港发电厂的3号、4号机组装机容量为2×137.5MW ，采用发电机一变压器组单元接线，分散控制系统（DCS ）监控方式，以220kV 电压等级接入系统。
准同期并列条件分析及整定 自动准同步装置的基本构成
综上所述，发电机准同步并列的实际条件是： 1）待并发电机与系统电压幅值接近相等，一般情 况下压差限制在额定电压的5％-10％。 2）在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电 压的相位差应接近零，通常准同步并列操作允许的合 闸相位差不应超过5°。 3）待并发电机电压与系统电压的频率应接近相等 ，一般控制频率差在0.25Hz以内。
G S 2U Gm sin t 为脉振电压的幅值 2
脉振电压ud可变为
G S u d U dm cos 2 t
断路器两侧电压的频率差，称之滑差。 滑差角频率为
d G S
发电机侧和系统侧两电压相量的相角差为
d t
四、微机型自动准同步装置的主要特点及要求
（1）高可靠性；（2）高精度；（3）高速度； （4）能融入分布式控制系统（DCS）； （5）操作简单、方便，有清晰的人机界面； （6）二次线设计简单清晰； （7）调试方便； （8）有较长时间的运行实践经验。
第二节 准同步并列 条件分析及整定
第三节 自动准同步 装置的基本构成
第二节 准同步并列条件分析及整定
一、发电机并入系统时的冲击电流和冲击功率
图2-4 冲击电流的产生
交轴方向上相应的冲击电流周期分量有效值为：
U G U S cos Xd
直轴方向上相应的冲击电流周期分量有效值为：
U S sin Xq
总的冲击电流周期分量有效值为：
U G U S cos U S sin I ip X X d q
2 2
二、准同步各个条件对准同步并列的影响
并列合闸时只要遵循如下的原则：
1）发电机组并列瞬间，冲击电流应尽可能小；
同步发电机自动准同期并列综述
同步发电机自动准同期并列综述任治坪（新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐 830008）摘要：本文介绍的是同步发电机的自动准同期并列基本原理，其中包含了同期并列的基本基本条件，模拟式自动准同期装置的原理，微机型自动准同期装置的原理等内容。
关键字：同期并列整步电压恒定越前时间周期法解析法DFT类算法Parallel synchronous generatorautomatic synchronizing SummaryRen Zhiping(Electrical Engineering College,Xinjiang University,Urumqi,Xinjiang 830008)Abstract：This article describes a synchronous generator automatic synchronizing the basic principles of a tie, which contains the basic fundamental conditions for the same period in parallel, analog principle of automatic synchronizing devices, computer-based automatic synchronizing device principle and so on.Key word: Juxtaposition；Lockout V oltage；Echizen time constant；Cycle approach；Resolve approach；DFT-like algorithm0、引言随着工业社会的不断发展电力行业显得越来越重要，而同期并列是电力系统中经常进行的一项十分重要的操作。
不恰当的并列会对发电机和系统产生巨大的冲击损坏电气设备影响电力系统的稳定性造成成本升高甚至造成人员伤亡。
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发电机自动准同期装置并列参数分析
摘要：本文首先对同步发电机的并列运行相关内容进行基本阐述，然后分析发
电机自动准同期装置并列相关参数，旨在促进我国电力企业发展提供参考和借鉴。
关键词：发电机；自动准同期装置；并列参数；分析研究
1引言
发电机在对用电设备进行电能输送时，需要借助电力系统。
同期并列技术就
是将发电机与电力系统进行并列操作，帮助减少发电机并网过程中出现故障的概率。
随着我国经济社会和科学技术的不断发展，电力企业电网规模也不断扩大，
发电机和数量和性能也在不断提高。
因此，加强对发电机自动准同期装置并列技
术和相关参数进行不断研究和分析变得更加重要。
2 同步发电机并列运行
同步发电机并列运行是指电力企业的同步发电机和电力系统根据一定的条件
和规则并列运行。
这种运行情况能够帮助增大供电系统的稳定性，提高供电效果
和质量，并使电力负荷的分配更加合理，从而综合性的提高企业的电力运行经济
效益。
具体的并列运行发电机如下图1所示：
根据运行的不同需要，并列操作是同步发电机的运行操作和电力系统解列这
个两部分的共同并列运行操作，也叫同期操作。
图1.电力系统中并列运行的发电机
2.1并列操作的要求和条件
为了使得同步发电机的运行效果更加优异，减少故障的发生，发电机在投入
的瞬间冲击电流需要根据实际情况达到最小，保证其最大数值在额定电流的2倍
以下。
同时，在发电机进行并列运行时，需要控制波动效果在最小范围内，保证
运行状态的稳定性。
3 相关自动准同期装置参数分析
3.1基本原理
影响自动准同期运行的因素有许多，其中频率差因素和相角差因素是一对相
互影响且相对矛盾的因素。
当两个系统中的原有相位差为Δa≠0时，若需要满足
频率要素相等，则Δa恒定，且不可能Δa=0。
当Δf =fg－fS≠0时, 即存在频率差时，Δa才会出现等于0的机会。
根据运行实际情况，与相位差相比，电压差和频率差对于整体电力运行系统
和电力设备的影响更加微小，并且其电压和频率能够通过调整和控制较为简单的
满足运行要求。
总的来说，同期运行过程就是记录分析Δa＝0的过程。
电压差因
素和频率差因素是影响自动准同期运行的限定条件，需要控制在一定范围内。
3.2脉动电压
脉动电压公式原理如下：
受并网系统与发电机的不同频率影响，Us与Ug之间的相角差a随t的变化
而变化。
下图2中a表示为周期是0-2π的变化情况，ud的幅值出于不断变化之中。
此时相邻脉动电压幅值的零点时间，是脉动电压的周期Td。
如图所示，脉动电压幅值的零点时间代表数值为零的相角差；脉动电压的周期Td的长短变化情况能够反映出两电压的频率差值。
因此在实际运行过程中，需要
根据准同期可利用的脉动电压包络线波形变化情况，提前发出时间为 tfw 的设备
合闸命令，从而帮助并列断路器主触头能够在电压相角差为零的情况时实现瞬间
合闸，使得发电机稳定运行电力系统。
自动准同期装置的脉动电压波形中含有准
同期并列所需检测的信息，即电压幅值差值、频率差值、相角差值中随时间变化
和波动的规律。
图2.(a) Ug、Us波形 (b)脉动电压Ud波形
3.3越前时间（导前时间）
越前时间又被称为导前时间，由于并列断路器存在合闸时间，所以为了满足
运行要求，自动准同期装置需要在δ=0°的提前时间内进行合闸脉冲，该提前时间
即为导前时间时间 tfw 。
在实际运行过程中，不同的断路器的合闸时间是不会发生变化的。
受这个特
点影响，导前时间也不会随着频差值和压差值发生改变，因此该固定值被称之为
恒定导前时间。
3.4自动准同期装置结构
自动准同期装置的整体结构被分为合闸部分、调频部分、调压部分和电源部分。
①合闸部分是自动准同期装置中，在频率差和电压差实现准同期并列条件的情况下，对于发电机的电压和整体电力系统电压相位重合之前进行的恒定导前时
间进行合闸脉冲的装置。
并且合闸装置在未实现上述情况时，进行合闸脉冲回路
的关闭和锁定。
②调频部分是用来判断发电机频率是否满足电力系统频率的装置，根据实际数值情况，对后续调频脉冲进行相应的增加和减少，从而保障发电机频
率与电力系统频率保持在相持平范围内。
③调压部分是对发电机电压和电力系统电压进行控制和调整的装置，根据实际需要进行自动的降低压力和增大压力，从
未为发电机励磁调节器进行有效影响。
该部分与合闸部分进行有效配合，房电业
差值在规定电压数值以下时，进行电压关闭，帮助合闸脉冲发出。
④电源部分主要为整个自动准同期装置进行控制，帮助电力系统电压和发电机电压形成逻辑回路，促进电流运输稳定运行。
3.5微机自动准同期装置的应用
随着现代科技的发展，涌现出一些新型自动准同期装置，比如微机自动准同
期装置。
与以前较为老旧的转同期装置相比，微机自动准同期装置的操作和使用
过程更加简单快捷，只需较少的操作人员进行按钮控制调节。
比如针对合闸部分，微机自动准同期装置不需要进行内部合闸瞬间角度检测，降低了同期并网的冲击
效果。
同时，微机自动准同期装置能够适应不同的发电机出口断路器，提高合闸
效率，提高电力系统的运行效率和运行稳定性。
4结束语
综上所述，自动准同期装置的影响参数和因素较多，目前随着科技的发展，
自动准同期装置和技术也在不断提高，帮助我国电力企业的电力电网系统变得更
加高效、快捷和稳定，提高电力企业经济效益。
参考文献
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