第5課 同步系統(tǒng)課件

1、南京師范大學電氣與電子工程學院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、手動準同步裝置三、手動準同步裝置四、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、本課重點內(nèi)容小結(jié)五、本課重點內(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)電機發(fā)電機與與發(fā)電機發(fā)電機、發(fā)電機發(fā)電機與與系統(tǒng)系統(tǒng)、系統(tǒng)系統(tǒng)與與系統(tǒng)系統(tǒng)之間作同步運行的操作，稱

2、為之間作同步運行的操作，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系的回路，稱為關系的回路，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同步并列的方法和特點 同步點的設置同步點的設置 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允許值。電壓的相位角差不超過允許值。非同步并列的后果非同步并列

3、的后果1。會出現(xiàn)很大的沖擊電流和沖擊功率；。會出現(xiàn)很大的沖擊電流和沖擊功率；2。引起電力系統(tǒng)電壓的瞬間嚴重下降；。引起電力系統(tǒng)電壓的瞬間嚴重下降；3。造成電力系統(tǒng)振蕩而破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；。造成電力系統(tǒng)振蕩而破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；4。使機組劇烈振動，嚴重時甚至使機組損壞。使機組劇烈振動，嚴重時甚至使機組損壞。7常用的同步方法有兩種：常用的同步方法有兩種： 準同步準同步(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： 異步起動法異步起動法 非同步合閘法非同步合閘法同步并列的方法和特點同步并列的方法和特點8準同步并列法準同步并列法是發(fā)電機在是發(fā)電機在并列前已經(jīng)勵磁，并列

4、前已經(jīng)勵磁，當發(fā)電機的電壓、頻率和相位與運行系統(tǒng)的電當發(fā)電機的電壓、頻率和相位與運行系統(tǒng)的電壓、頻率和相位均接近相同值時，將發(fā)電機斷壓、頻率和相位均接近相同值時，將發(fā)電機斷路器合閘。路器合閘。準同步并列準同步并列實質(zhì)是先促成同步狀態(tài)，然后并實質(zhì)是先促成同步狀態(tài)，然后并列合閘。列合閘。準準 同同 步步 法法有何有何特點？特點？9優(yōu)點：優(yōu)點： 并列合閘時沖擊電流小，不會對系統(tǒng)帶來大的影響。并列合閘時沖擊電流小，不會對系統(tǒng)帶來大的影響。缺點：缺點：u 并列操作時間較長。從準備并列到合閘結(jié)束一般需要并列操作時間較長。從準備并列到合閘結(jié)束一般需要101020min20min。u 操作要求高。如果合閘時間

5、不準確，有可能造成非同操作要求高。如果合閘時間不準確，有可能造成非同步合閘，損壞發(fā)電機。步合閘，損壞發(fā)電機。u 操作系統(tǒng)復雜，要求嚴格。操作系統(tǒng)復雜，要求嚴格。 手動準同手動準同步是優(yōu)先采步是優(yōu)先采用的方法用的方法分分為為手動準同步手動準同步自動準同步自動準同步10自自 同同 步步 法法自同步并列法自同步并列法是發(fā)電機在是發(fā)電機在并列前不勵磁，并列前不勵磁，當當其轉(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)時進行合閘，合閘后再加上勵磁，將發(fā)電機自時進行合閘，合閘后再加上勵磁，將發(fā)電機自動拉入同步。動拉入同步。自同步并列自同步并列的實質(zhì)是先并列，后進入同步狀的實質(zhì)是先并

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

7、自動兩種操作方法。兩種操作方法。12異步起動異步起動同步發(fā)電機的異步起動，實質(zhì)上是一種特同步發(fā)電機的異步起動，實質(zhì)上是一種特殊的自同步法。它是在原動機起動不長時間殊的自同步法。它是在原動機起動不長時間( (轉(zhuǎn)速接近轉(zhuǎn)速接近6060一一7070額定值時額定值時) )進行勵磁，進行勵磁，發(fā)電機被拉入同步。發(fā)電機被拉入同步。非同步合閘非同步合閘非同步合閘是在系統(tǒng)解列后，為迅速進行非同步合閘是在系統(tǒng)解列后，為迅速進行同步而采取的緊急措施。非同步合閘時有很同步而采取的緊急措施。非同步合閘時有很大的沖擊電流，所以此法應有一定的限制。大的沖擊電流，所以此法應有一定的限制。異步起動和非同步合閘異步起動和非同步

8、合閘13發(fā)電廠發(fā)電廠( (或變電站或變電站) )中每個有可能進行同步中每個有可能進行同步操作的斷路器，稱為操作的斷路器，稱為同步點同步點。也就是說當斷。也就是說當斷路器兩側(cè)有可能出現(xiàn)非同一系統(tǒng)電源時，此路器兩側(cè)有可能出現(xiàn)非同一系統(tǒng)電源時，此斷路器是同步點。斷路器是同步點。如圖如圖6-16-1中：標有中：標有 的斷路器均為同步的斷路器均為同步點。點。同同 步步 點點 的的 設設 置置1415同同步步電電壓壓的的引引入入1。發(fā)電機與母線、母線與母線并列時。發(fā)電機與母線、母線與母線并列時SS：同步開關SA：斷路器控制開關162。雙繞組變壓器與發(fā)電機并列時。雙繞組變壓器與發(fā)電機并列時SS同步開關SA斷

9、路器控制開關TR轉(zhuǎn)角變壓器，進行相角補償。171 1。手動準同步方式。手動準同步方式2 2。同步表計。同步表計3 3。組合式同步表。組合式同步表4 4。同步表計的集中控制及測量接線。同步表計的集中控制及測量接線5 5。同步閉鎖裝置。同步閉鎖裝置手手動動準準同同步步裝裝置置18u 分散同步：分散同步：每個同步點旁有一個同期小屏，每個同步點旁有一個同期小屏，分散操作。分散操作。 特點：特點：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 ：在中央同步信號屏上操作，在中央同步信號屏上操作，全廠只有一套。全廠只有一套。1 1。手動準同步方式。手動準同步方式192。同步表計。同步表計

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，。完全同步時，指針在同步位不動；指針在同步位不動；2。當。當 ，相位角不相等時，相位角不相等時 超前于超前于 時，指針指向時，指針指向“快快”不動；不動； 滯后于滯后于 時，指針指向時，指針指向“慢慢”不動。不動。3。當。當 時時：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)。當相差特別大時，指針只是擺動。因此只有當相差特別大時，指針只是擺動。因此只有當當 時，才允許投入同步表。時，才允許投入同步表。 SGffSGffSGffGUGUSUSUH

11、zf5 .0快慢快慢以以系統(tǒng)系統(tǒng)為基準為基準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。當當發(fā)電機發(fā)電機的電壓、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，表計正偏。反之負偏。頻率時，表計正偏。反之負偏。21集中控制是將同步表計集中布置在“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)電機調(diào)速回路（圖（圖6-116-11）及調(diào)壓回路同步點斷路器合閘控制回路組成（圖（圖6-176-17）4 4。同步表計的集中控制及測量接線。同步表計的集中控制及測量接線單相組合同步表回路（圖（圖6-106-10）發(fā)電機調(diào)速回路（圖（圖6-116-

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

13、 調(diào)速回路分為調(diào)速回路分為分散分散準同步調(diào)速準同步調(diào)速和和集中集中準同步調(diào)速準同步調(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為準同步開關為準同步開關SSM為解除準同步開關為解除準同步開關KY為同步監(jiān)察繼電器為同步監(jiān)察繼電器26（2）同步點斷路器之間應相互閉鎖）同步點斷路器之間應相互閉鎖每個同步點斷路器均裝有同步開關，并每個同步點斷路器均裝有同步開關，并公用公用一個可抽出的手柄，一個可抽出的手柄，保證一次只對一臺同步點保證一次只對一臺同步點斷路器進行并列操作。

14、斷路器進行并列操作。（3）同步裝置之間應相互閉鎖）同步裝置之間應相互閉鎖自動準同步開關自動準同步開關SSA1和自同步開關和自同步開關SSA2公公用一個可抽出的手柄。用一個可抽出的手柄。（4）手動調(diào)頻）手動調(diào)頻(或調(diào)壓或調(diào)壓)與自動調(diào)頻與自動調(diào)頻(或調(diào)壓或調(diào)壓)回路相互閉鎖回路相互閉鎖補補 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操作過程28SSSS同步開關同步開關SSM1SSM1準同步開關準同步開關SSA2SSA2自同步開關自同步開關SSA1SSA1自動準同步開關自動準同步開關ASAS自同步裝置自同步裝置ASAASA自動準同步裝置自動準同步裝置KCOKCO自動準同步出口繼電器

15、自動準同步出口繼電器KCO1,KCO2KCO1,KCO2自同步出口繼電器自同步出口繼電器SSMSSM解除手動準同步開關解除手動準同步開關KYKY同步監(jiān)察繼電器同步監(jiān)察繼電器SASA斷路器控制開關斷路器控制開關SBSB合閘按鈕合閘按鈕一級開關一級開關二級開關二級開關三級開關三級開關同同步步系系統(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。手動準同步并列；。手動準同步并列；3。自動準同步并列；。自動準同步并列；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；斷開通；斷開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。手動準同步合閘。手動準同步合閘（1 1）將）將SSSS置置“W”W”位，其位，其1-31-3、5-75-7通，斷開通，斷開SSA1SSA1、SSA2SSA2；（2 2）SSM1SSM1置

17、置“粗粗”位，通過同步表計回路判別待并發(fā)電位，通過同步表計回路判別待并發(fā)電機與系統(tǒng)的同步情況，調(diào)節(jié)機與系統(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）在提前一個操作相角的情況下在提前一個操作相角的情況下，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。或者：或者：在提前一個在提前一個操作相角的情況下操作相角的情況下，操作，操作SBSB使使QFQF自動合閘，紅燈發(fā)自動合閘，紅燈發(fā)閃光閃光，再操作，再操作SAS

18、A使之與使之與QFQF對應，紅燈發(fā)平光。對應，紅燈發(fā)平光。323 3。自動準同步合閘。自動準同步合閘（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，斷開通，斷開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，自動調(diào)節(jié)通，自動調(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，當通，當KCOKCO出口發(fā)出合出口發(fā)出合閘脈沖時，使閘脈沖時，使QFQF自動合閘，紅燈發(fā)自動合閘，紅燈發(fā)閃光閃光，再，再操作操作SASA使之與使之與QFQF對應，紅燈發(fā)平光。對