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同步发电机自动并列运行

根据系统负荷变化的要求,满足并列运行条件的待并同步发电机,自动地并入电力系统的操作过程。一台发电机组在没有投入系统运行之前,它的端电压(其状态量与幅值、频率及相角)与系统并列点电压,二者的状态量往往是不等的,须对待并发电机组进行并列操作,使之符合并列条件后,才允许并列。

根据系统负荷变化的要求,满足并列运行条件的待并同步发电机,自动地并入电力系统的操作过程。

一台发电机组在没有投入系统运行之前,它的端电压(其状态量与幅值、频率及相角)与系统并列点电压,二者的状态量往往是不等的,须对待并发电机组进行并列操作,使之符合并列条件后,才允许并列。在电力系统运行中,由于系统的负荷不断变化,系统中发电机台数也随之而变化,因此同步发电机的并列操作是经常需要进行的一项基本操作。

并列的理想条件和遵循的原则

理想条件为:①待并发电机频率与系统频率相等;②待并发电机电压与母线电压幅值相等;③两个电压的相角差为零。实际运行中建立此理想条件是困难的。须遵循的原则为:①并列断路器合闸时,对待并发电机组的冲击电流应尽可能小,其最大值不超过允许值;②发电机组并入系统后,应能迅速进入同步运行状态,进入的暂态过程宜短。

并列方法

电力系统中同步发电机的并列方法有:①准同期并列。发电机在并列合闸前已经励磁,当发电机电压的频率、相角、大小分别和并列点处系统侧电压的频率、相角、大小接近相同时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。发电机与系统并列时,调节其励磁,使断路器DL(见图)两侧端电压,两侧电压的角频率ωM、ωN都接近相等,但两侧电压之间存在相角差;或两侧电压无相角差,而其幅值不等。在以上任一种状态下于瞬间合闸完成并列操作,都会产生冲击电流。并列时相角差愈大,或电压幅值差愈大,冲击电流也就愈大。为了防止发生过大的冲击电流,准同期并列的条件应为:两侧电压幅值应接近相等,误差不超过5%~10%;两侧电压的相角差应于接近0°时,断路器触头刚好接通,通常并列合闸时,此角度不应超过10°;两侧电压的频率应接近相等,误差不应超过0.2%~0.5%。②自同期并列。将没有经励磁、由原动机拖动接近同步转速的发电机投入系统,然后再给发电机施加励磁,在原动机与同步转矩等作用下,将发电机牵入同步,完成并列操作。自同期并列操作简单,系统发生事故,频率波动较大时,发电机组仍能进行这种并列操作,且迅速投入电网运行。对于水轮发电机组一般应备有自同期并列装置,并将其作为处理系统事故的措施之一。应指出的是发电机以自同期方式投入电网的瞬间,未经励磁的发电机接入系统相当于系统经发电机次暂态电抗短路,不可避免地要引起冲击电流。

发电机与系统并列示意

以上两种并列方法可以手动操作,亦可以藉助于自动装置,使并列操作实现自动化。