第一节 概 述
一、并列操作的意义
u=Umsin(ωt+φ)
1、运行母线电压的状态量：母线电压的幅值、频率和相角。
2、并列操作：
将一台发电机组进行适当的调整，使之符合并列条件后才允许断路器QF合闸，将发电机组并入电网运行。 3、同步发电机组并列时遵循如下的原则：
(1)并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1～2倍的额定电流。
(2)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，以减小对电力系统的扰动。
4、并列方法分类
（1）准同期并列
待并发电机组已经加上了励磁电流，调节待并发电机组的状态参数使之符合并列条件后合上发电机出口断路器。
（2）自同期并列
将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网频率，滑差角频率ωS不超过允许值，且在机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器QF，接着给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。
5、同期点：进行同期操作的断路器。
二、准同期并列
1、发电机并列的理想条件：并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。即：
（1）电压幅值相等
（2）频率相等
（3）数据融合相角差为0。
这时，并列合闸的冲击电流等于零，并且并列后发电机组与电网立即进入同步运行，不发生任何扰动现象。
2、发电机并列的实际条件：
（1）电压幅值差不超过额定电压的5％～10％
（2）频率差不超过额定频率的0.2％～0.5％
（3）合闸瞬间相角差不超过±5度
分析在不满足并列条件下运行所引起的后果:
(一)电压幅值不等
设发电机并列时频率fG =fX、相角差δe等于零、电压幅值不等(UG≠UX)。则冲击电流的有效值为:式（2－3）
冲击电流主要为无功电流分量。
1、UG > UX
冲击电流滞后发电机电压90度，并列后发电机立即带无功负荷；
2、UG < UX
冲击电流超前发电机电压90度，并列后发电机从系统吸收无功负荷；
(二)合闸相角差
设并列合闸时电压幅值相等、频率相等，但合闸瞬间存在相角差。
这时发电机为空载情况，电动势即为端电压并与电网电压相等，冲击电流的有效值为式（2－5）
当相角差较小时，这种冲击电流主要为有功电流分量，说明合闸后发电机与电网间立刻交
换有功功率，使机组联轴受到突然冲击
1、发电机电压超前，冲击电流基本与发电机电压同相，并列后发电机立即发出有功功率；
2、发电机电压滞后，冲击电流基本与发电机电压反相，并列后发电机立即从系统吸收有功功率；
(三)频率不相等
设并列时电压幅值相等但频率不相等，这时断路器两侧间电压差us为脉动电压。
几个概念：
1、滑差频率：同期点两侧频率之差
2、滑差角频率（滑差）：同期点两侧角频率之差
3、脉动周期：δe从0变到2π所需的时间
4、滑差电压：同期点两侧的电压瞬时值
由式(2-8)可知，相角差δe是时间的函数，所以并列时合闸相角差δe与发出合闸信号的时间 有关，如果发出合闸信号的时间不恰当，就有可能在相角差较大时合闸，以致引起较大的冲击电流。
如果并列时频率差较大，即使合闸时的相角差δe 很小，满足要求，但这时待并发电机需经历一个很长的暂态过程才能进入同步运行状态，严重时甚至失步，因而也是不允许的。
理解图2－4
三、自同期并列
自同期并列最突出的优点是毋需选择并列合闸时机，因而控制操作非常简单。
自同期并列方式不能用于两个系统间的并列操作。同时应该看到当发电机以自同期方式投入电网时，在投入瞬间，未经励磁的发电机接入电网，相当于电网经发电机次暂态电抗短路，因而不可避免地要引起冲击电流(见图2-5)。
第二节 准同期并列的基本原理
设并列断路器QF两侧电压分别为和；并列断路器QF主触头闭合瞬间所出现的冲击电流值以及进入同步运行的暂态过程，决定于合闸时的脉动电压值和滑差角频率ωS。因此，准同期并列主要是对脉动电压和滑差角频率ωS进行检测和控制，并选择合适的时间发出合闸信号，使合闸瞬间的值在允许值以内。
检测的信息取自QF两侧的电压。
一、脉动电压
US脉动电压波形如图2—6所示，为正弦脉动波形。
1、电压幅值相等时，它的最大幅值为2Umx(或2UmG)，最小幅值为0。
2、电压幅值不等时，它的最大幅值为UmG＋Umx，最小幅值为∣UmG－Umx∣。
US的脉动电压波形中载有准同期并列所需检测的信息——电压幅值差、频率差以及相角差随时间的变化规律。
1．电压幅值差
电压幅值差︱UmG －Umx︱对应于脉动电压US波形的最小幅值
USmin= ︱UmG －Umx︱
上式表明，并列操作合闸时相角差为零，并列点两侧有电压幅值差存在时仍会导致冲击电流，其值与电压幅值差成正比。
2．频率差
UG与Ux间的频率差就是脉动电压幅值US的频率fS，它与滑差角频率的关系为
ωS =2π fS
可见ωS反映了频率差fS的大小。
设滑差角频率的允许值ωSy规定为0.2％ωN（0.2π焊锡线），对应的脉动电压周期TS值为10秒。
US的脉动周期TS大于10s才能满足ωSy小于0.2％ ωN的要求。这就是说测量TS的值可以检测待并发电机组与电网间的滑差角频率ωS的大小，即频率差的大小。
注：上述分析，假定了fX、fG为恒定。
3．合闸相角差δe的控制
考虑到断路器操作机构和合闸回路控制电器的固有动作时间，必须在两电压相量重合之前发出合闸信号。
US随相角差δe的变化规律为发出合闸信号的提前量提供了计算和判别依据。
准同期并列装置采用的提前量有恒定越前相角和恒定越前时间两种。
（1）在UG与Ux两相量重合之前恒定角度δYJ微绿球藻发出合闸信号的，称为恒定越前相角并列装置。
（2）在UG与Ux两相量重合之前恒定时间tYJ，发出合闸信号的，称为恒定越前时间并列装置。
一般取tYJ等于并列装置合闸出口继电器动作时间tC手持gps怎么量测和断路器的合闸时间tQF之和。恒定越前时间并列装置得到广泛采用。
二、准同期并列装置
l、控制单元
准同期并列装置主要由下列三个单元组成。
(1)频率差控制单元。它的任务是检测UG与Ux间的滑差角频率ωS ，且调节待并发电机组的转速，使发电机电压的频率接近于系统频率。
(2)电压差控制单元。它的功能是检测UG与Ux间的电压差，且调节发电机电压UG，使它与Ux间的电压差值小于规定允许值，促使并列条件的形成。
(3)合闸信号控制单元。检查并列条件，当待并机组的频率和电压都满足并列条件时，合闸
控制单元就选择合适的时间发出合闸信号，使并列断路器QF的主触头接通时，相角差δe接近于零或控制在允许范围以内。
2．自动化程度分类
(1)叠衣板半自动并列装置。这种并列装置没有频率差控制和电压差控制功能，只有合闸信号控制单元。并列时，待并发电机的频率和电压由运行人员监视和调整，当频率和电压都满足并列条件时，并列装置就在合适的时间自动发出合闸信号。
(2)自动并列装置。同步发电机并列时，发电机的频率或频率和电压都由并列装置自动调节，使它与电网的频率、电压间的差值减小。当满足并列条件时，自动选择合适时机发出合闸信号，整个并列过程无须运行人员参与。
三、准同期并列合闸信号的控制逻辑
(一)恒定越前相角准同期并列
装置所取的提前量信号是某一恒定相角δYJ ，即在脉动电压US到达δe=0之前的δYJ相角差时发出合闸信号。
不足之处：对Ts的要求很高。
(二)恒定越前时间准同期并列
它所采用的提前量为恒定时间信号，即在脉动电压US到达两电压相量UG、Ux重合(δe=0)之前tYJ发出合闸信号，采用恒定越前时间的并列装置在理论上可以使合闸相角差δe等于零。
在δe等于零之前的恒定时间tYJ发出合闸信号，它对应的越前相角δYJ与ωS成正比。
四、恒定越前时间并列装置的整定计算
1．越前时间
tYJ= tC+ tQF (2-16)
2、允许电压差
UG与UX间允许电压差值一般定为(0.05～0.1)UN。
3 、允许滑差角频率
式（2－17）、（2－18）
第三节 自动并列装置的工作原理
一、装置的控制逻辑
恒定越前时间准同期并列装置中的合闸信号控制单元由滑差角频率检测、电压差检测和越前时间信号等环节组成。它的控制逻辑如图2-12(a)所示。
注：在一个脉动电压周期内，必须在越前时间信号到达之前完成频率差和电压差的检测任务，作出是否允许并列合闸的判断。
二、并列的检测信号
(一)整步电压
自动并列装置检测并列条件的电压人们常称为整步电压。
1．正弦型整步电压
因为它的包络线波形是正弦型的，称为正弦型整步电压。
2、线性整步电压
线性整步电压只反映UG和Ux间的相角差特性，与他们的电压幅值无关，从而使越前时间信号和频率差的检测不受电压幅值的影响，提高了并列装置的控制性。而电压差检测则由并列两侧电压的幅值进行比较，另设专门电路完成。
(1)半波线性整步电压。
图2-14(a)为半波线性整步电压形成电路示例。注意矩形波的宽度与δe的关系。
半波线性整步电压采用滤波器把高次谐波滤掉，显然，滤波器的时间常数将会影响其相移，又滑差角频率ωs的变化对其也有一定影响，使实际情况偏离理想化直线，从而使控制合闸时间引入误差。
(2)全波线性整步电压。
图2-17(a)为全波线性整步电压的形成电路示例。全波线性整步电压较半波多了一倍矩形脉
冲，性能有所改善，一般采用全波方案。
(二)相角差δe(t)
上述线性整步电压与相角差δe的对应关系是从宽度不等的矩形波经滤波器处理后获得的。矩形波的宽度与并列电源波形的相角差δe相对应。如把矩形波宽度(对应于δe)实时记录下来，那么它就是相角差的运动轨迹δe(t)，其中载有除电压幅值外极其丰富的并列条件信息，可以计算求得当前的相角差δe0、
滑差角频率 △ δe/ △ t=ωs
相角差加速度△ωs / △ t
恒定越前时间的最佳合闸导前相角差δYJ。
如果|(2π－ δi)－ δYJ |≤ ε，则立刻发出合闸信号
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