06培训-同期部分

,许 继 电 气,发电自动化系统部,发电自动化系统部培训 同期部分,发电自动化系统部培训,同期部分,编写孙静,提纲,一、,同期方式,二、,同期点选择和同期电压引入,三、准同期条件,四、手动准同期,五、自动准同期,六、电力系统并网两种情况,七、自动准同期装置常用选型部分,八、同期装置基本参数设定,一、同期方式,1.1同期基本概念,1.2同期重要意义,1.3同期两种基本方式,1.3.1准同期基本概念,1.3.2准同期特点,1.3.3自同期基本概念,1.3.4自同期特点,一、同期方式,1.1同期基本概念,正常情况下，电站发电机是与电力系统中的其它发电机并列运行的。,所谓,并列运行,，,各发电机转子间的相角差不越过允许的极限值,相位,发电机出口的折算电压近似地相等-,电压,系统中各发电机转子以相同的电角速度旋转-,频率,只有满足这些条件。电力系统中的发电机才能并列运行。此时，发电机在系统中的运行又称为同步运行,。,三要素,一、同期方式,1.2同期重要意义,同步发电机乃至各个电力系统联合起来并列运行，可以带来很大的,经济效益,。,可以提高供电的可靠性和电能质量,可使负荷分配更加合理，减少系统的备用容量和充分利用各种动力资源，以达到经济运行的目的,一、同期方式,1.3同期两种基本方式,发电机的并列有两种方式：,即准同期和自同期,。两种并列方式又可以是,手动,操作的，也可以是,自动,的。,1.3.1准同期基本概念,将未投入系统的发电机加上励磁，并调节其,电压和频 率,，在满足并列,条件,(即电压和频率与系统相等、相位相同)时将发电机投入系统。,1.3.2准同期特点,优点：,如果在理想的情况下使断路器合闸则发电机定子回路的电流将为零，这样将不会产生电流或电磁力矩的冲击。但是，在实际的并列操作中，很难实现上述的理想,一、同期方式,1.3.2准同期特点,条件，总要产生一定的电流冲击和电磁力矩冲击。一般说来，只要这些冲击不大，不超过允许范围就不会对发电机产生什么危害。另外， 突然,三相短路,是发电机设计制造时必须加以考虑的条件。,出现非同期并列，可能使发电机遭到破坏。 如果在发电机和系统间的,相位差等于,l80,0,时非同期合闸，那么发电机定子绕组的冲击电流将比发电机出口的三相短路电流大1倍。,造成非同期并列的主要原因有,：,二次接线出现错误；同期装置动作不正确；运行人员误操作等,。,一、同期方式,1.3.3自同期基本概念,将,未励磁,而,转速接近同步转速,的发电机投入系统，并立即(或经一定时间)加上励磁。这样，发电机经很短的时间便被自动拉入同步。,1.3.4自同期特点,优点,：由于待并发电机在投入系统时未励磁故这种并列方式从根本上,消除了非同期并列的可能性,。同时，,并列操作比较简单,，不存在调节和校准电压和相角的问题，只需调节发电机的转速。此外，自同期方式还可大大,缩短并列所需时间,。,一、同期方式,1.3.4自同期特点,用自同期方式投入发电机时，将伴随着出现,短时间的电流冲击,，并使系统电压下降。,冲击电流,引起的电动力可能对定子绕组绝缘和定子绕组端部产生不良影响；,冲击电磁力矩,也将使机组大轴产生扭矩，并引起振动。,不过一般说来，,冲击电流和冲击电磁力矩均比发电机出口突然三相短路时小,，且衰减较快。值得注意的是发电机突然三相短路是很少发生的，而并列操作是耍经常进行的。经常使用自同期方式，冲击电流产生的电动力可能对发电机定子绕组绝缘和端部产生积累性变形和损坏。,一、同期方式,综上所述，两种并列方式各有优缺点。水电站一般的应用情况是；,以自动准同期作为发电机正常时的并列方式,以手动准同期作为备用,并均带有非同期闭锁装置。至于,自同期,，则主要用作事故情,况下的并列方式，且一般均采用自动自同期并列，同时耍求,发电机定于绕组的绝缘及端部团定情况应良好，端部接头应,无不良现象。,二、同期点选择和同期电压引入,2.1 同期点基本概念,2.2 同期点选择原则,发电机断路器,发电机一变压器单元接线断路器,三绕组变压器或自耦变压器断路器,双绕组变压器断路器,母线分段、联络断路器及旁路断路器,线路断路器,接于双母线的线路断路器,多角形接线和外桥形接线断路器,一倍半接线的断路器,2.3 同期电压引入,发电机断路器同期点,变压器高压侧断路器同期点,母联和分段断路器同期点,线路上装有单相电压互感器的线路断路器同期点,2.2 同期点选择原则,发电机的所有断路器都应该是同期点。,发电机与变压器间不设断路器的发电机一变压器单元 接线，其同期点应设在变压器高压侧断路器上。,三绕组变压器或自耦变压器与电源连接的各侧断路器均应作为同期点。,低压侧与母线连接的双绕组变压器，一般应有一侧断路器作为同期点。,二、同期点选择和同期电压引入,2.1 同期点基本概念,用于同期并列的断路器，即称为,同期点,。一般说来，如果一个断路器断开后，两侧都有电源且可能不同步，则这个断路器就应该是同期点。,二、同期点选择和同期电压引入,2.2 同期点选择原则,电力工业部电综199830 号水利发电厂自动化设计技术规定，如果双线圈变压器只有一侧作为同期点，那么不作为同期点的一侧断路器合闸回路应经另一侧断路器的常闭辅助触点闭锁。,母线分段、联络断路器及旁路断路器均应作为同期点。,接在单母线上的对侧有电源的线路断路器均应作为同期点。,接于双母线的对侧有电源的线路，可只考虑利用旁路断路器或母线联络断路器进行并列，线路断路器不作为同期点。但对要分裂成两个单独系统运行的双母线和35,kV,及以上电压等级的系统主要联络线，则线路断路器应作为同期点。,二、同期点选择和同期电压引入,2.2 同期点选择原则,多角形接线和外桥形接线中，与线路相关的两个断路器均应作为同期点。,一倍半接线的所有断路器均应作为同期点。,全厂只有一条线路时，线路断路器可不作为同期点。,2.3 同期电压引入,采用准同期方式并列时，需比较待并发电机与系统电压的数值、频率和相位。为此需将待并侧和系统的电压引至同期装置，以便进行比较判断。引入同期装置的电压通常取自不同的电压互感器。,二、同期点选择和同期电压引入,2.3 同期电压引入,（一）发电机断路器同期点,两侧的电压可取自其两侧互感器的基本二次绕组。,图2-1 发电机断路器同期点电压的引入方式,二、同期点选择和同期电压引入,2.3 同期电压引入,（二）变压器高压侧断路器同期点,两侧电压取自安装在变压器高、低压侧的互感器。就丫11接线的变压器而言，其两侧相应相间电压存在30,。,的相位差。这样，为了使从高、低压侧互感器取得的电压相位与同期点两侧电压的相位相符，就应对引入同期装置的电压相位加以校正。,图22,二、同期点选择和同期电压引入,2.3 同期电压引入,（二）变压器高压侧断路器同期点,在中性点直接接地系统中，为了校正引自互感器电压的相位，可从变压器高压侧互感器接成开口三角形的绕组取得电压(见图2-3)。,图2-3,Y ,d11,接线变压器高压侧断路器同期点电压的引入方式,二、同期点选择和同期电压引入,2.3 同期电压引入,（二）变压器高压侧断路器同期点,对于中性点不接地系统，为了校正相位，通常采用中间转角变压器。转角变压器接于,高压侧,互感器的二次绕组，应是,Y，d11,接线，变比为 /100,V。,转角变压器也可接于,低压侧,互感器的二次绕组，此时应是,D，y1,接线，变比为100/,V。,图2-4 通过转角变压器引入同期点电压,二、同期点选择和同期电压引入,2.3 同期电压引入,（二）变压器高压侧断路器同期点,在同期接线中，为了简化接线和减少同期开关档数，通常将,B,相接地，而有的保护(如线路距离保护)则要求互感器基本二次绕组的中性点接地，这样就产生了矛盾若将转角变压器接于低压侧互感器，则高压侧互感器的上述矛盾无法解决。为此，一般将转角变压器接于高压侧互感器。此时，在转角变压器的二次侧将,B,相接地，从而使上述矛盾得到了解决。,附：电力工业部电安生1994191 号文电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点，电压互感器二次侧如为星形接线，应将中性点接地，,B,相接地方式宜取消。,二、同期点选择和同期电压引入,2.3 同期电压引入,（三）母联和分段断路器同期点,与发电机断路器电压引入方法相似。,当与继电保护的接地要求发生矛盾时，可从辅助二次绕组取得电压。如图2-5所示。在110,kV,及以上中性点直接接地系统中，一般即用此方法取得同期电压。,图2-5 直接接地系统母线分段断路器同期点电压的引入方式,二、同期点选择和同期电压引入,2.3 同期电压引入,（三）母联和分段断路器同期点,对于中性点不接地系统，为解决接地的矛盾，可通过变比为100100,V,的单相隔离变压器取得100,V,同期电压，如图2-6所示。线路上装有三相电压互感器的线路断路器同期点，其同期电压的引入方法与上述相同。,图2-6 中性点不接地系统母线分段断路器同期点电压的引入方式,二、同期点选择和同期电压引入,2.3 同期电压引入,（四）线路上装有单相电压互感器的线路断路器同期点,在中性点直接接地系统中，单相电压互感器接于相与地之间。此时可从互感器辅助二次绕组得到100,V,电压。另一个同期电压可从母线互感器2,YH,的辅助二次绕组取得.,图2-7 中性点直接接地系统线路断路器同期点电压引入方式,二、同期点选择和同期电压引入,2.3 同期电压引入,（四）线路上装有单相电压互感器的线路断路器同期点,在中性点不接地系统中，单相电压互感器接在相间电压上，如图2-7所示。此时，互感器一次绕组的额定电压应是相间电压，二次电压则应为100,V。,同期点另一侧的电压取自母线电压互感器基本二次绕组的相应相间电压。当与继电保护接地要求发生矛盾时，同样可通过,单相隔离变压器,取得同期电压。,图2-8 中性点不接地系统线路断路器同期点电压引入方式,二、同期点选择和同期电压引入,2.3 同期电压引入,（五）与保护系统配合出现矛盾时断路器同期点,在同期接线中，为了简化接线和减少同期开关档数，,通常将,B,相接地,，而有的保护(如线路距离保护)则要求互感器基本二次绕组的中性点接地，这样就产生了矛盾。为解决接地的矛盾，可通过变比为100100,V,的,单相隔离变压器,取得100,V,同期电压，同期电压的引入方法如图2-9所示。,图2-9 中性点不接地系统线路断路器同期点电压引入方式,三、准同期条件,实际上断路器合闸瞬间，待并发电机与系统的电压，可能既存在数值差，又存在相位差，频率还可能不同。此时，总的冲击电流应该是以上三种情况的综合。准同期并列的条件可归纳为以下三点：,待并发电机电压与系统电压数值应接近相等，差值不应超过额定值的510;,相位差应小于10,0,，最好在相位差为0时合闸；,频率应接近相等，差值不应超过额定值的0.20.5，即0.10.25,HZ。,三、准同期条件,在同期三要素中，频率和相位差这两个要素是一对矛盾体。若两系统的原有相位差0，而当满足频率相等要素，则相位差恒定，永远不可能等于0。只有当频率差0，相位差才会出现0的机会。在实际应用中，电压、频率两个要素与相位差要素相比，对于系统和设备的影响要小得多；同时，电压、频率较容易调至满足要求。因此，可以简单地认为，同期过程实际上是,捕捉相位差,0的过程，而电压和频率两要素仅作为同期时的限定条件，只要在一定允许范围即可。,四、手动准同期,4.1手动准同期特点,4.2手动准同期几点要素,4.3典型同期系统接线原理分析,4.4同期操作基本步骤,四、手动准同期,4.1手动准同期特点,采用手动准同期方式并列时，待并发电机的电压和频率是由运行人员借助于仪表进行调节的。在满足准同期并列的三个条件时运行人员手动操作同期点断路器合闸，将待并发电机投入系统。,手动准同期的,主要缺点,是：并列时间较长；最佳合闸瞬间的选择与运行人员的经验和操作水平有关，无法保证在最佳条件下并列；不能实现机组的自动起动和并列等，因此在水电站中一般只作为备用的并列方式。在正常情况下，水轮发电机采用自动准同期方式。,4.2手动准同期几点要素(结合典型同期系统接线原理分析),a、,仪表：,为了完成手动准同期的并列操作，需设置下列仪表：电压表和频率表各两只，同步表一只。,四、手动准同期,4.2手动准同期几点要素(结合典型同期系统接线原理分析),a、,仪表：,电压表和频率表用于指示待并发电机和系统的电压和频率。组合式同步表用于观察两者的电压差、频率差和相位差。,四、手动准同期,4.2手动准同期几点要素(结合典型同期系统接线原理分析),a、,仪表,：,组合式同步表：单相和三相之分。采用单相同步表时，只需从同期点两侧各引入,A、B,两相电压。由于,B,相接地，故只需从同期点两侧各引入,A（,或,C）,相电压。这一点对于简化同期系统接线是有利的。,b、,三根同期小母线：,TQMa、TQMa、TQMb,（,公共,B,相小母线接地）。,c、,两根非同期合闸闭锁小母线：1,THM、2THM,。,d、,同期开关及其重动继电器：,TK、TKJ。,引入同期电压至同期 小母线。,所有,TK,共用一个可抽出的把手，此把手只有在,TK,断开时才能拔出。这样可以防止将几种电压同时引入同期小母线，造成非同期合闸或互感器二次回路短路。,四、手动准同期,4.2手动准同期几点要素(结合典型同期系统接线原理分析),e、,同期点控制开关：,KK。,断路器手动合闸回路中均串联有,TK,的接点，以防止同期点断路器在接通同期装置之前误合闸；手合回路均接至闭锁小母线12,THM；,两根非同期合闸闭锁小母线通过同步检查继电器,TJJ,的常闭接点相连。,f、,同期闭锁（解除）开关：,BTK,。,解除,TJJ,的闭锁作用。,g、,手动/断开/自动同期切换开关：,TQK。,将同步表接入同期小母线。,h、,调节开关：61,KK、41KK,。,用于同期过程中的调节与正常运行过程中的调节。,i、,同步检查继电器：,TJJ。,四、手动准同期,4.2手动准同期几点要素(结合典型同期系统接线原理分析),i、,置于“粗调”位置，使电压差表和频率差表开始工作，并根据他们的指示调节发电机的电压和转速，使其尽量与系统接近。置于“精调”位置，同步表也投入工作。分两步投入同步仪表的目的，是为了防止在很大频率差时投人同步表而损坏其指针。取消“精调，(即同步表的接线端子,A。,和,A。,连接起来），可减少一步操作，但要注意防止损坏同步表的指针。,单相组合式同步表及同步检查继电器接线图,四、手动准同期,4.4同期操作基本步骤,1)选择手动准同期方式,操作,TQK。,2),选定同期点,TK,切换到准同期位置，将两次电压引入同期小母线。,3)选择“粗调”。,4)选择“精调”。,5)发合闸脉冲,操作,KK。,由于断路器及其合闸接触器存在固有动作时间，合闸脉冲应在相位差0之前一段时间发出。,6),TK、TQK,切换至断开位置。,相应接点、回路复归，同期操作完成。,五、自动准同期,一般有,两个功能,，一是自动检查待并发电机和系统的电压差和频率差，在满足准同期并列条件时自动提前发出合闸脉冲，使断路器触头在相位差0瞬间接通。二是当电压差或频率差不满足要求时，自动对待并发电机发出调压或调速脉冲，以加快自动并列的过程。,导前时间,：从装置发出合闸脉冲到待并发电机与系统间电压相位差为0的这一段时间 。它应等于同期点断路器、合闸接触器和辅助继电器等的固有动作时间之和。,四&五、准同期,四&五、准同期,四&五、准同期,四&五、准同期,四&五、准同期,四&五、准同期,六、电力系统并网两种情况,6.1差频并网,发电机与系统并网和已解列两系统间联络线并网都属差频并网。按准同期条件并网时需实现并列点两侧的电压相近、频率相近在相差为0度时完成并网操作。,6.2同频（合环并网）,未解列两系统间联络线并网。这是因并列点两侧频率相同，但两侧会出现一个功角,，,的值与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时即可实施并网操作。并网瞬间并列点断路器两侧的功角立即消失，系统潮流将重新分布。因此，同频并网的允许功角整定值取决于系统潮流重新分布后不致引起继电保护误动，或导致并列点两侧系统失步。,七、自动准同期装置常用选型,7.1许继装置公司,ZZQ-5,系列,7.2深圳智能公司,SID-2,系列,7.3江苏国瑞许继,WX-98,系列,七、自动准同期装置常用选型,7.1许继装置公司,ZZQ-5,系列,ZZQ-51：,导前时间从0.05,s0.4s,连续可调。,ZZQ-52：,导前时间从0.1,s0.8s,连续可调。,7.2深圳智能公司,SID-2,系列,1）SID-2CM：8,个通道可供18台、条发电机或线路并网复用,2）SID-2CT ：12,个通道可供1-12条线路并网用,七、自动准同期装置常用选型,7.2深圳智能公司,SID-2,系列,3）SID-2H ：,可供发电机和线路并网共用，总并列点数为8个。,4） SID-2HT ：,可供输电线路并网用，总并列点数为8个。,七、自动准同期装置常用选型,7.2深圳智能公司,SID-2,系列,5）SID-2V,6） SID-2VT,7） SID-2T,七、自动准同期装置常用选型,7.2深圳智能公司,SID-2,系列,8）,SID-2X :,最多具有8（或12）个多路开关模块通道对8（或12）个并列点的同期信号进行切换；,与同期装置的联接图,SID-2X,与,SID-2CM,的联接图,SID-2X,与,SID-2CT,的联接图,SID-2X,与,SID-2H,的联接图,SID-2X,与,SID-2HT,的联接图,以下以,SID-2CM,为例简单介绍一下:,七、自动准同期装置常用选型,SID-2CM,主要技术指标,1)输入待并断路器两侧的,PT,二次电压为100,V,或100/,V，,或一侧为线电压，另一侧为相电压。各并列点均可分别对系统侧,PT,二次电压进行转角设置，故不需隔离变压器和转角变压器。,2)全部输入开关量（并列点选择、远方复位、断路器辅助接点等均为常开空接点。,3）输出开关量（加速、减速、升压、降压、合闸、报警、失电等）控制信号使用小型电磁继电器常开空接点（“失电”为常闭）,接点容量220,VAC，5A,或220,V DC，0.5A。,在合闸回路使用光隔离无触点,MOS,继电器时为250,VDC.2A（,选件）。,4),RS-232,及,RS-485,通讯接口各一个。,5)工作电源48220,V,交直流电源均可，功耗不大于20,V,安。,七、自动准同期装置常用选型,SID-2CM,面板说明,七、自动准同期装置常用选型,SID-2CM,后面板说明,七、自动准同期装置常用选型,SID-2CM,接线端子表,七、自动准同期装置常用选型,SID-2CM,二次线设计示例,七、自动准同期装置常用选型,7.3江苏国瑞许继,WX-98,系列,1) WX-98A,型微机准同期装置,2) WX-98C,型微机准同期装置,3) WX-98D,型微机准同期装置,4) WX-98E,型微机准同期装置,5) WX-98F,型微机准同期装置,6) WX-98G,型微机准同期装置,七、自动准同期装置常用选型,7.3江苏国瑞许继,WX-98,系列,3) WX-98D,型微机准同期装置,工作电源：,AC85260V,或,DCl20370V，,功耗50,W；,同期对象为1个；,可自动补偿接线引起的相角差和电压,差；,既支持线电压同期，又支持相电压同期。,七、自动准同期装置常用选型,7.3江苏国瑞许继,WX-98,系列,5) WX-98F,型微机准同期装置,同期对象为14个,电压回路断线和低电压保护功能,过电压保护和过励磁保护功能,高频率和低频率保护功能,装置支持线电压同期，同时也支持相电压同期。,装置具有自动补偿主变压器,AY,接线引起的相角差和电压差，无需采用转角变压器。,装置具有实时测试同期断路器的合闸时间,装置设有通信口，在计算机上可彩色显示同步表以及同期过程中的实时参数。,八、同期装置基本参数设定,1、压差：3-5,V,2、,频差：0.10- 0.15,3、功率因数角:自动同期,10度以内,手动同期,20-25度。,4、导前时间:根据断路器的合闸时间。现在使用的开关一般为80,mS-100mS。,5、调压、调速脉冲：根据励磁，调速器具体情况而设，一般采用装置默认的参数不需要改动。,6、转角：根据同期点的配置情况进行设置，一般11点接线的变压器设置转角功能为30度，此设置在说明书上有，可以参考装置说明书,