第5課 同步系統(tǒng)課件

1、南京師范大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2008年年9月月 制作制作2第六章第六章 同步系統(tǒng)同步系統(tǒng)一、概述一、概述二、同步電壓的引入二、同步電壓的引入三、手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置三、手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置四、同步合閘的斷路器控制回路四、同步合閘的斷路器控制回路五、本課重點(diǎn)內(nèi)容小結(jié)五、本課重點(diǎn)內(nèi)容小結(jié) 作業(yè)作業(yè)3同同步步系系統(tǒng)統(tǒng)概概述述某企業(yè)電氣主接線圖多電源供電多電源供電系統(tǒng)中，斷系統(tǒng)中，斷路器能否直路器能否直接合閘？接合閘？區(qū)域變電所區(qū)域變電所區(qū)域變電所區(qū)域變電所？哪些斷路器哪些斷路器不能直接合不能直接合閘？閘？4將將發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)與與發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)與與系統(tǒng)系統(tǒng)、系統(tǒng)系統(tǒng)與與系統(tǒng)系統(tǒng)之間作同步運(yùn)行的操作，稱

2、為之間作同步運(yùn)行的操作，稱為同步并列同步并列(或稱或稱同期并同期并列、并車列、并車)。 同步并列的概念同步并列的概念發(fā)電廠或變電所中反映同步裝置和同步電壓連接發(fā)電廠或變電所中反映同步裝置和同步電壓連接關(guān)系的回路，稱為關(guān)系的回路，稱為同步系統(tǒng)同步系統(tǒng)(或稱或稱同期系統(tǒng)同期系統(tǒng))。同步系統(tǒng)的概念同步系統(tǒng)的概念5 同步并列的條件同步并列的條件 同步并列的方法和特點(diǎn)同步并列的方法和特點(diǎn) 同步點(diǎn)的設(shè)置同步點(diǎn)的設(shè)置 6同同步步并并列列的的條條件件 相序相同；相序相同； 電壓電壓(大小大小)相等；相等； 頻率相同；頻率相同； 電壓的相位角差不超過(guò)允許值。電壓的相位角差不超過(guò)允許值。非同步并列的后果非同步并列

3、的后果1。會(huì)出現(xiàn)很大的沖擊電流和沖擊功率；。會(huì)出現(xiàn)很大的沖擊電流和沖擊功率；2。引起電力系統(tǒng)電壓的瞬間嚴(yán)重下降；。引起電力系統(tǒng)電壓的瞬間嚴(yán)重下降；3。造成電力系統(tǒng)振蕩而破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；。造成電力系統(tǒng)振蕩而破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；4。使機(jī)組劇烈振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至使機(jī)組損壞。使機(jī)組劇烈振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至使機(jī)組損壞。7常用的同步方法有兩種：常用的同步方法有兩種： 準(zhǔn)同步準(zhǔn)同步(精同步精同步)法法 自同步自同步(粗同步粗同步)法法此外，還有：此外，還有： 異步起動(dòng)法異步起動(dòng)法 非同步合閘法非同步合閘法同步并列的方法和特點(diǎn)同步并列的方法和特點(diǎn)8準(zhǔn)同步并列法準(zhǔn)同步并列法是發(fā)電機(jī)在是發(fā)電機(jī)在并列前已經(jīng)勵(lì)磁，并列

4、前已經(jīng)勵(lì)磁，當(dāng)發(fā)電機(jī)的電壓、頻率和相位與運(yùn)行系統(tǒng)的電當(dāng)發(fā)電機(jī)的電壓、頻率和相位與運(yùn)行系統(tǒng)的電壓、頻率和相位均接近相同值時(shí)，將發(fā)電機(jī)斷壓、頻率和相位均接近相同值時(shí)，將發(fā)電機(jī)斷路器合閘。路器合閘。準(zhǔn)同步并列準(zhǔn)同步并列實(shí)質(zhì)是先促成同步狀態(tài)，然后并實(shí)質(zhì)是先促成同步狀態(tài)，然后并列合閘。列合閘。準(zhǔn)準(zhǔn) 同同 步步 法法有何有何特點(diǎn)？特點(diǎn)？9優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 并列合閘時(shí)沖擊電流小，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)大的影響。并列合閘時(shí)沖擊電流小，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)大的影響。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：u 并列操作時(shí)間較長(zhǎng)。從準(zhǔn)備并列到合閘結(jié)束一般需要并列操作時(shí)間較長(zhǎng)。從準(zhǔn)備并列到合閘結(jié)束一般需要101020min20min。u 操作要求高。如果合閘時(shí)間

5、不準(zhǔn)確，有可能造成非同操作要求高。如果合閘時(shí)間不準(zhǔn)確，有可能造成非同步合閘，損壞發(fā)電機(jī)。步合閘，損壞發(fā)電機(jī)。u 操作系統(tǒng)復(fù)雜，要求嚴(yán)格。操作系統(tǒng)復(fù)雜，要求嚴(yán)格。 手動(dòng)準(zhǔn)同手動(dòng)準(zhǔn)同步是優(yōu)先采步是優(yōu)先采用的方法用的方法分分為為手動(dòng)準(zhǔn)同步手動(dòng)準(zhǔn)同步自動(dòng)準(zhǔn)同步自動(dòng)準(zhǔn)同步10自自 同同 步步 法法自同步并列法自同步并列法是發(fā)電機(jī)在是發(fā)電機(jī)在并列前不勵(lì)磁，并列前不勵(lì)磁，當(dāng)當(dāng)其轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速其轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率S=2 左右左右)時(shí)進(jìn)行合閘，合閘后再加上勵(lì)磁，將發(fā)電機(jī)自時(shí)進(jìn)行合閘，合閘后再加上勵(lì)磁，將發(fā)電機(jī)自動(dòng)拉入同步。動(dòng)拉入同步。自同步并列自同步并列的實(shí)質(zhì)是先并列，后進(jìn)入同步狀的實(shí)質(zhì)是先并

6、列，后進(jìn)入同步狀態(tài)。態(tài)。有何有何特點(diǎn)？特點(diǎn)？11優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：a.并列過(guò)程快，只需幾分鐘便可完成并列；并列過(guò)程快，只需幾分鐘便可完成并列；b.b.操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作；操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作；c.c.在系統(tǒng)電壓和頻率下降嚴(yán)重時(shí)，仍可投入發(fā)在系統(tǒng)電壓和頻率下降嚴(yán)重時(shí)，仍可投入發(fā)電機(jī)。電機(jī)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：a.a.并列合閘沖擊電流大，對(duì)電機(jī)繞組產(chǎn)生不利并列合閘沖擊電流大，對(duì)電機(jī)繞組產(chǎn)生不利 影響；影響；b.b.并列合閘瞬間引起系統(tǒng)電壓短時(shí)嚴(yán)重下降；并列合閘瞬間引起系統(tǒng)電壓短時(shí)嚴(yán)重下降；c.c.不能在兩系統(tǒng)間進(jìn)行自同步并列。不能在兩系統(tǒng)間進(jìn)行自同步并列。 自同步也有自同步也有手動(dòng)手動(dòng)及及自動(dòng)

7、自動(dòng)兩種操作方法。兩種操作方法。12異步起動(dòng)異步起動(dòng)同步發(fā)電機(jī)的異步起動(dòng)，實(shí)質(zhì)上是一種特同步發(fā)電機(jī)的異步起動(dòng)，實(shí)質(zhì)上是一種特殊的自同步法。它是在原動(dòng)機(jī)起動(dòng)不長(zhǎng)時(shí)間殊的自同步法。它是在原動(dòng)機(jī)起動(dòng)不長(zhǎng)時(shí)間( (轉(zhuǎn)速接近轉(zhuǎn)速接近6060一一7070額定值時(shí)額定值時(shí)) )進(jìn)行勵(lì)磁，進(jìn)行勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)被拉入同步。發(fā)電機(jī)被拉入同步。非同步合閘非同步合閘非同步合閘是在系統(tǒng)解列后，為迅速進(jìn)行非同步合閘是在系統(tǒng)解列后，為迅速進(jìn)行同步而采取的緊急措施。非同步合閘時(shí)有很同步而采取的緊急措施。非同步合閘時(shí)有很大的沖擊電流，所以此法應(yīng)有一定的限制。大的沖擊電流，所以此法應(yīng)有一定的限制。異步起動(dòng)和非同步合閘異步起動(dòng)和非同步

8、合閘13發(fā)電廠發(fā)電廠( (或變電站或變電站) )中每個(gè)有可能進(jìn)行同步中每個(gè)有可能進(jìn)行同步操作的斷路器，稱為操作的斷路器，稱為同步點(diǎn)同步點(diǎn)。也就是說(shuō)當(dāng)斷。也就是說(shuō)當(dāng)斷路器兩側(cè)有可能出現(xiàn)非同一系統(tǒng)電源時(shí)，此路器兩側(cè)有可能出現(xiàn)非同一系統(tǒng)電源時(shí)，此斷路器是同步點(diǎn)。斷路器是同步點(diǎn)。如圖如圖6-16-1中：標(biāo)有中：標(biāo)有 的斷路器均為同步的斷路器均為同步點(diǎn)。點(diǎn)。同同 步步 點(diǎn)點(diǎn) 的的 設(shè)設(shè) 置置1415同同步步電電壓壓的的引引入入1。發(fā)電機(jī)與母線、母線與母線并列時(shí)。發(fā)電機(jī)與母線、母線與母線并列時(shí)SS：同步開(kāi)關(guān)SA：斷路器控制開(kāi)關(guān)162。雙繞組變壓器與發(fā)電機(jī)并列時(shí)。雙繞組變壓器與發(fā)電機(jī)并列時(shí)SS同步開(kāi)關(guān)SA斷

9、路器控制開(kāi)關(guān)TR轉(zhuǎn)角變壓器，進(jìn)行相角補(bǔ)償。171 1。手動(dòng)準(zhǔn)同步方式。手動(dòng)準(zhǔn)同步方式2 2。同步表計(jì)。同步表計(jì)3 3。組合式同步表。組合式同步表4 4。同步表計(jì)的集中控制及測(cè)量接線。同步表計(jì)的集中控制及測(cè)量接線5 5。同步閉鎖裝置。同步閉鎖裝置手手動(dòng)動(dòng)準(zhǔn)準(zhǔn)同同步步裝裝置置18u 分散同步：分散同步：每個(gè)同步點(diǎn)旁有一個(gè)同期小屏，每個(gè)同步點(diǎn)旁有一個(gè)同期小屏，分散操作。分散操作。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：投資大?，F(xiàn)已很少采用。投資大?，F(xiàn)已很少采用。u 集中同步集中同步 ：在中央同步信號(hào)屏上操作，在中央同步信號(hào)屏上操作，全廠只有一套。全廠只有一套。1 1。手動(dòng)準(zhǔn)同步方式。手動(dòng)準(zhǔn)同步方式192。同步表計(jì)。同步表計(jì)

10、電磁式 1T1S型同步表是目前廣泛采用的一種同步表。1。完全同步時(shí)，。完全同步時(shí)，指針在同步位不動(dòng)；指針在同步位不動(dòng)；2。當(dāng)。當(dāng) ，相位角不相等時(shí)，相位角不相等時(shí) 超前于超前于 時(shí)，指針指向時(shí)，指針指向“快快”不動(dòng)；不動(dòng)； 滯后于滯后于 時(shí)，指針指向時(shí)，指針指向“慢慢”不動(dòng)。不動(dòng)。3。當(dāng)。當(dāng) 時(shí)時(shí)：如如 ，指針相快方向不停旋轉(zhuǎn)，相，指針相快方向不停旋轉(zhuǎn)，相差越大轉(zhuǎn)速越快。反之，向慢方向旋轉(zhuǎn)。差越大轉(zhuǎn)速越快。反之，向慢方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)相差特別大時(shí)，指針只是擺動(dòng)。因此只有當(dāng)相差特別大時(shí)，指針只是擺動(dòng)。因此只有當(dāng)當(dāng) 時(shí)，才允許投入同步表。時(shí)，才允許投入同步表。 SGffSGffSGffGUGUSUSUH

11、zf5 .0快慢快慢以以系統(tǒng)系統(tǒng)為基準(zhǔn)為基準(zhǔn)203。組合式同步表。組合式同步表 由電壓差表，頻率差表和同步表組合而成。當(dāng)當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的電壓、頻率高于的電壓、頻率高于系統(tǒng)系統(tǒng)的電壓、的電壓、頻率時(shí)，表計(jì)正偏。反之負(fù)偏。頻率時(shí)，表計(jì)正偏。反之負(fù)偏。21集中控制是將同步表計(jì)集中布置在“集中同步”屏上。 同步系統(tǒng)單相組合同步表回路（圖（圖6-106-10）發(fā)電機(jī)調(diào)速回路（圖（圖6-116-11）及調(diào)壓回路同步點(diǎn)斷路器合閘控制回路組成（圖（圖6-176-17）4 4。同步表計(jì)的集中控制及測(cè)量接線。同步表計(jì)的集中控制及測(cè)量接線單相組合同步表回路（圖（圖6-106-10）發(fā)電機(jī)調(diào)速回路（圖（圖6-116-

12、11）及調(diào)壓回路同步點(diǎn)斷路器合閘控制回路組成（圖（圖6-176-17）勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流 電壓電壓 無(wú)功功率無(wú)功功率原動(dòng)機(jī)出力原動(dòng)機(jī)出力 頻率頻率 有功功率有功功率22SSM1：準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)KY：同步監(jiān)察繼電器P：組合式同步表23SM1：調(diào)速方式選擇開(kāi)關(guān)，：調(diào)速方式選擇開(kāi)關(guān)，分散分散或或集中集中SM2：分散調(diào)速開(kāi)關(guān)，：分散調(diào)速開(kāi)關(guān)，增增、斷斷或或減減SM ：集中調(diào)速開(kāi)關(guān)，：集中調(diào)速開(kāi)關(guān)，增增、斷斷和和減減SSA1：自動(dòng)準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)，：自動(dòng)準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)，工作工作或或退出退出 伺服電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高，伺服電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高， 伺服電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減低。伺服電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減低。

13、 調(diào)速回路分為調(diào)速回路分為分散分散準(zhǔn)同步調(diào)速準(zhǔn)同步調(diào)速和和集中集中準(zhǔn)同步調(diào)速準(zhǔn)同步調(diào)速。246。同步閉鎖裝置。同步閉鎖裝置 （1）同步監(jiān)察繼電器）同步監(jiān)察繼電器KYKY 作用：防止在不允許的相角差下誤合閘。 同步監(jiān)察繼電器KY的交、直流電路如圖所示。25SSM1為準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)為準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)SSM為解除準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)為解除準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)KY為同步監(jiān)察繼電器為同步監(jiān)察繼電器26（2）同步點(diǎn)斷路器之間應(yīng)相互閉鎖）同步點(diǎn)斷路器之間應(yīng)相互閉鎖每個(gè)同步點(diǎn)斷路器均裝有同步開(kāi)關(guān)，并每個(gè)同步點(diǎn)斷路器均裝有同步開(kāi)關(guān)，并公用公用一個(gè)可抽出的手柄，一個(gè)可抽出的手柄，保證一次只對(duì)一臺(tái)同步點(diǎn)保證一次只對(duì)一臺(tái)同步點(diǎn)斷路器進(jìn)行并列操作。

14、斷路器進(jìn)行并列操作。（3）同步裝置之間應(yīng)相互閉鎖）同步裝置之間應(yīng)相互閉鎖自動(dòng)準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)自動(dòng)準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)SSA1和自同步開(kāi)關(guān)和自同步開(kāi)關(guān)SSA2公公用一個(gè)可抽出的手柄。用一個(gè)可抽出的手柄。（4）手動(dòng)調(diào)頻）手動(dòng)調(diào)頻(或調(diào)壓或調(diào)壓)與自動(dòng)調(diào)頻與自動(dòng)調(diào)頻(或調(diào)壓或調(diào)壓)回路相互閉鎖回路相互閉鎖補(bǔ)補(bǔ) 充充 內(nèi)內(nèi) 容容27普普通通控控制制回回路路回回 顧顧SA操作過(guò)程28SSSS同步開(kāi)關(guān)同步開(kāi)關(guān)SSM1SSM1準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)SSA2SSA2自同步開(kāi)關(guān)自同步開(kāi)關(guān)SSA1SSA1自動(dòng)準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)自動(dòng)準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)ASAS自同步裝置自同步裝置ASAASA自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置KCOKCO自動(dòng)準(zhǔn)同步出口繼電器

15、自動(dòng)準(zhǔn)同步出口繼電器KCO1,KCO2KCO1,KCO2自同步出口繼電器自同步出口繼電器SSMSSM解除手動(dòng)準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)解除手動(dòng)準(zhǔn)同步開(kāi)關(guān)KYKY同步監(jiān)察繼電器同步監(jiān)察繼電器SASA斷路器控制開(kāi)關(guān)斷路器控制開(kāi)關(guān)SBSB合閘按鈕合閘按鈕一級(jí)開(kāi)關(guān)一級(jí)開(kāi)關(guān)二級(jí)開(kāi)關(guān)二級(jí)開(kāi)關(guān)三級(jí)開(kāi)關(guān)三級(jí)開(kāi)關(guān)同同步步系系統(tǒng)統(tǒng)控控制制回回路路29 掌握各種操作步驟：掌握各種操作步驟：1。一般合閘（非同步合閘）；。一般合閘（非同步合閘）；2。手動(dòng)準(zhǔn)同步并列；。手動(dòng)準(zhǔn)同步并列；3。自動(dòng)準(zhǔn)同步并列；。自動(dòng)準(zhǔn)同步并列；4。自同步并列。自同步并列。同同步步合合閘閘的的斷斷路路器器控控制制回回路路301 1。一般合閘（非同步合閘）。一般

16、合閘（非同步合閘）（1 1）將）將SSSS置置“W”W”位，其位，其1-31-3、5-75-7通；斷開(kāi)通；斷開(kāi)SSA1SSA1、SSA2SSA2；（2 2）SSM1SSM1置置“精精”位其位其29-3129-31通，將通，將SSMSSM置置“W”W”位，其位，其1-31-3通通 ；（3 3）操作）操作SASA使其使其5-85-8通，通，KMKM得電，得電，QFQF合閘，紅燈合閘，紅燈發(fā)平光。發(fā)平光。312 2。手動(dòng)準(zhǔn)同步合閘。手動(dòng)準(zhǔn)同步合閘（1 1）將）將SSSS置置“W”W”位，其位，其1-31-3、5-75-7通，斷開(kāi)通，斷開(kāi)SSA1SSA1、SSA2SSA2；（2 2）SSM1SSM1置

17、置“粗粗”位，通過(guò)同步表計(jì)回路判別待并發(fā)電位，通過(guò)同步表計(jì)回路判別待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的同步情況，調(diào)節(jié)機(jī)與系統(tǒng)的同步情況，調(diào)節(jié)UG、fG，直至滿足同步，直至滿足同步條件為止；條件為止；（3 3）將）將SSM1SSM1轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)至“精精”位，其位，其29-3129-31通；通；（4 4）在提前一個(gè)操作相角的情況下在提前一個(gè)操作相角的情況下，操作，操作SASA使其使其5-85-8通，通，KMKM得電，得電，QFQF合閘，紅燈發(fā)平光。合閘，紅燈發(fā)平光?；蛘撸夯蛘撸涸谔崆耙粋€(gè)在提前一個(gè)操作相角的情況下操作相角的情況下，操作，操作SBSB使使QFQF自動(dòng)合閘，紅燈發(fā)自動(dòng)合閘，紅燈發(fā)閃光閃光，再操作，再操作SAS

18、A使之與使之與QFQF對(duì)應(yīng)，紅燈發(fā)平光。對(duì)應(yīng)，紅燈發(fā)平光。323 3。自動(dòng)準(zhǔn)同步合閘。自動(dòng)準(zhǔn)同步合閘（1 1）將）將SSSS置置“W”W”位，其位，其1-31-3、5-75-7通，將通，將SSA1 SSA1 置置“W”W”位，其位，其25-2725-27通，斷開(kāi)通，斷開(kāi)SSA2SSA2；（2 2）將）將SSM1SSM1轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)至“精精”位，其位，其29-3129-31通，將通，將SSMSSM置置“W”W”位，其位，其1-31-3通，自動(dòng)調(diào)節(jié)通，自動(dòng)調(diào)節(jié)UG、fG，直至，直至滿足同步條件為止；滿足同步條件為止；（3 3）SASA在在“TD”TD”位，其位，其2-42-4通，當(dāng)通，當(dāng)KCOKCO出口發(fā)出合出口發(fā)出合閘脈沖時(shí)，使閘脈沖時(shí)，使QFQF自動(dòng)合閘，紅燈發(fā)自動(dòng)合閘，紅燈發(fā)閃光閃光，再，再操作操作SASA使之與使之與QFQF對(duì)應(yīng)，紅燈發(fā)平光。對(duì)