同步发电机准同期并列实验

打开微机继电保护测试仪中的准同期模块用于测试同期装置的动作电压、动作频率、动作角度以及进行自动准同期调整试验。（如附录图2-6所示）
（1）使用本程序，测试仪只输出电压值，不输出电流值。一般系统侧选UA，待并侧选UB，开入量端子1—8任选一个。可选【手动试验】或【自动试验】。自动准同期调整只有【自动试验】方式。
“电力系统自动化及其安全规范”课程实验报告
实验项目同步发电机准同期并列实验
实验地点
实验小组
实验时间
专业电气工程及其自动化
班级2017级1班
姓名
学号
指导老师
指导教师评语：
成绩
指导教师签字
日期
项目名称
同步发电机准同期并列实验
项目要求
1．比较手动准同期和自动准同期的调整并列过程；
2．分析合闸冲击电流的大小与哪些因素有关；
自动准同期并列，通常采用恒定超前时间原理工作，这个超前时间可按短路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的超前时刻送出合闸脉冲。
二、实验步骤
（一）按原理图及接线图进行接线。
（1）电压进线图(如附录图2-1所示）：；电压由母线从上到下经隔离开关，电压互感器，送入TQMa，TQMb；电压由母线从上到下送入电压互感器，然后将电压通过TQMa、TQMb送入微机机电保护仪
（2）自动准同期调整并列过程
自动准同期调整并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和频差，不断检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸，并且发出均匀均频控制脉冲。当所有条件满足时，在整定越前时刻送出合闸脉冲
2.分析合闸冲击电流的大小与哪些因素有关；
三、总结
通过本次实验，我进一步掌握了电力系统自动化及安全规范课程的更多知识，对本课程有了更多体会。通过实验，还学会了一些思考问题、解决问题的方法。总结如下：
（1）并列的理想条件，频率相等，电压幅值相等，相角差为零
（2）同步发电机组并列时应遵循，并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小；发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短
c.测试动作相位
系统侧电压UA=100V，相位0°，频率 50Hz。系统侧参数是恒定值。设待并侧电 压UB=100V，相位340°，频率50Hz。可以看出只有相位不等，其他两项满足条件，采用手动或自动方式递增UB的相位，当其接近UA的相位值时，同期装置动作，程序记录此时UB的相位值作为动作相位值。
d.自动准同期调整
（2）同期装置动作的基本条件
当待并侧与系统侧的频率基本相等、电压幅值基本相等以及角度差小于一定值，同时满足这三个条件时，同期装置立即发出合闸信号。
（3）测试项目
a.测试动作电压
系统侧电压UA=100V，相位0°，频率50Hz。系统侧参数是恒定值。设待并侧电压UB=90V，相位0°，频率50Hz。可以看出只有幅值不等，其他两项满足条件，采用手动或自动方式递增UB相幅值，当其接近UA相幅值时，同期装置动作，程序记录此时的UB幅值为动作电压值。
3．分析正弦整步电压波形的变化规律；
4．滑差频率fs，开关时间tyq的整定原则？
所用实验设备或仪器
同步发电机，微机继电保护测试仪，断路器，万用表
项目设计过程、步骤、代码、成果等
一、实验原理
将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定超前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。
二、注意事项
进行同期试验测试时，开始应按下同期装置的启动按钮，同期装置才能进入等待同期状态。试验前，请先查找装置上的同期启动信号输入端子，引出两根线，并先把它们短接，以启动同期装置，然后再开始试验。另外，有些同期装置能设置同期时间，做试验时，如果同期过程超过该时间，装置将闭锁本次同期合闸，同时发出告警信号。如果要继续做试验，则应再次按下同期启动按钮，或将上述两根线短接，以再次启动同期装置。
（2）断路器的状态采集图（如附录图2-2所示）：当电流由母线从左往右进入线路8403，依次通过刀开关，发光二极管，当发光二极管亮起，说明断路器处于分位；当电流由母线从左往右进入线路8405，依次通过刀开关，发光二极管，当发光二极管亮起，说明断路器处于合位
（3）微机继电保护仪的控制原理图（如附录图2-3所示）：闭合线路一中3A01和3A02之间的开关时，发出同期合闸输出信号；闭合线路二中3A03和3A04之间的开关时，发出增压出口信号；闭合线路三中3A05和3A06之间的开关时，发出减压出口信号；闭合线路四中3A07和3A08之间的开关时，发出增速出口信号；闭合线路五中3A09和3A010之间的开关时，发出减速出口信号；闭合线路六中3A07和4A21之间的开关时，同期合闸信号输出至微机继电保护测试仪
4．滑差频率fs，越前时间tyq的整定原则？
滑差频率是根据并列所允许的最大冲击电流和发合闸信号所采用的恒定越前量来整定的。即：Wsy= Ts= = ,开关时间tyq=tc+tqf，其中tc为自动装置合闸信号输出回路的动作时间，tqf是并列断路器合闸动作时间
5.准同期和自同期区别
准同期是先励磁再并网，其冲击电流小，不会引起系统电压降低，并网时间长，并网后，进入同步运行快；自同期是先并网再励磁，其冲击电流大，会引起系统电压降低，并网时间短，并网后，进入同步运行慢
b.测试动作频率
系统侧电压UA=100V，相位0°，频率50Hz。系统侧参数是恒定值。设待并侧电压UB=100V，相位0°，频率49Hz。可以看出只有频率不等，其他两项满足条件，采用【手动试验】或【自动试验】方式递增UB相的频率，当其接近UA相的频率时，同期装置动作，程序记录此时UB的频率值作为动作频率值。
正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。他能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。
手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（同相点）时合闸，考虑到短路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间和角度。
图2.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ微机继电保护测试仪
（4）同期合闸输出至35kV/10kV线路保护屏原理图（如附录图2-4所示）
依次闭合线路一3A01，3A02，线路二3A15，3A16之间的开关时，发出合闸信号
（5）断路器输出控制原理图（如附录图2-5所示）：当在线路109中，QF闭合时，分闸位置继电器通电，进行合闸保持。
（二）用微机继电保护测试仪进行相关实验
（2）掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法
（3）熟悉同步发电机准同期并列过程
（4）能观察、分析有关波形的变化和规律。
附录：
图2.1电压进线图
图2.2断路器状态采集图
图2.3微机继电保护仪控制原理图
图2.4同期合闸输出至35kV/10kV线路保护屏原理图
图2.5断路器输出控制原理图（35kV/10kV线路保护屏）
项目总结
一、要求
1.比较手动准同期和自动准同期的调整并列过程；
准同期与自同期并列的本质差别是准同期需要检测同期条件，而自同期不需要
（1）手动准同期调整并列过程
手动准同期并列，应在正玄整步电压的最低点（同相点）时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应时间或角度，还应满足以下条件：两侧电源的电压相序相同，两侧电源的电压有效值相等或接近相等，两侧电源的频率应基本相等，两侧电源的电压相位应相等
两侧只有相位相等，其他条件不满足同期条件，所不同的是变化频率和变化幅值的命令不是由程序来控制，而是由同期装置的开出量来控制。通过将其接入测试仪的开入量来发出改变频率和幅值的命令。程序定义测试仪的开入量端子5为增频，开入量端子6为减频，开入量端子7为增压，开入量端子8为减压。动作接点可选开入量端子1—4中的任意一个，当满足同期条件时，测试仪记录动作频率和动作电压。
合闸冲击电流产生的根本原因是由于合闸时并列点两侧的电压的瞬时值不等。因此影响合闸冲击电流大小的因素有：并列点两侧电压幅值差，并列点两侧频率差并列点两侧相位差
3．分析线性整步电压波形的变化规律；
线性整步电压是为负载提供对应波形的电压信号，只反应Ug、Ux相角差特性与电压幅值无关。线性整步电压Usl是指其幅值在一周期内与相角差 分段按比例变化的电压，一般呈三角形波形
（3）当两侧频率几乎相等，电压差也在允许范围内，但合闸命令迟迟不能发出，这是存在合闸相角差的现象，其原因是由于滑差角频率很小，滑差周期时间很大，两侧电压的相角差到达允许范围用时较长。可以通过对发电机频率进行微调，稍微加大滑差角频率。
通过本次实训，我也认识到自己还需在如下几方面提高
（1）加强理解同步发电机并列原理，掌握准同期并列条件