电力系统自动化张杰 电气104自动化

新疆农业大学课程论文题目:发电机的自动并列课程:电力系统自动化姓名:张杰专业:电气工程及其自动化班级:电气104班学号:103736435指导教师:石砦职称:讲师2013年11月15日发电机的自动并列作者：张杰指导教师：石砦摘要：发电机并网是指将发电机同步并入电网，以向电网输出电能。如果同步发电机没有带驱动的汽轮机，就是发电机并网，实际上就是一台同步补偿机，通过增大和减少励磁电流，就可以对电网的无功功率进行补偿。当增大励磁电流时，发电机发出感性无功，来供给电网所需要的感性无功。如果降低励磁电流，发电机就发出容性无功。关键词：同步发电机；励磁电流；无功功率前言：发电机只有并网运行时,才能发电并把电能输送出去,供咱们千家万户使用。发电机并网就是通过发电机出口开关的合闸，把发电机和电网(也可以认为电网就是好多需要用电的用户)联接起来,让电能源源不断地输送出去。正文：1、并列操作1.1并列操作的基本概念：电力系统运行中，任一母线电压瞬时值可表示为式中:——电压幅值ω——电压的角速度Φ——初相角如图1-1所示]1[1-1电路示意图1.2并列操作的意义一台发电机组在未投入系统运行之前，它的电压与并列母线电压的状态量往往不等，须对待并发电机组进行适当的调节，使之符合并列条件,并将断路器DL合闸作并网运行的一系列操作称为并列操作。]2[1.3同步发电机组并列时应遵循的原则：（1）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l一2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。GGUXUDLmU4.发电机的同期并列方法有两种：准同期和自同期。准同期就是准确同期，一般以手动操作进行。自同期是一种自动控制操作装置。两种并列方法均应满足三个条件：1）待并发电机的电压与系统的电压相等。2）待并发电机的周率与系统的周率相等。3）待并发电机的相位角与系统的相位角一致。]3[2准同期并列的基本原理在满足并列条件的情况下，采用准同期并列方法将待并发电机组投入电网运行，前已述及只要控制得当就可使冲击电流很小且对电网扰动甚微。因此准同期并列是电力系统运行中的主要并列方式。]4[2.1发电机准同期并列条件的分析图1-2图1-3图1-4如图1-2发电机G电压系统电压如图1-3两者的电压差称为滑差电压如图1-4电压幅值差设，频率与相角相等。此时冲击电流，主要为无功分量。最大值XU~ABGUQF0SUGUXUGXeQFSUXUGUXXGXGEXE)sin(1tUUGmGG)sin(2tUUXmXX)sin()sin(21tUtUUUUXmXGmGXGSmXmGUUhhmIi28.1xdmXmGhXXUUI相角差设，频率与电压相等。此时冲击电流，较小时，主要为有功分量。频率差——脉动电压的表现形式设，电压的幅值相等。滑差频率脉动周期图1-5向量图图1-6波形图00XG2sin2exqqhXXEIXG2sincos22GxGxsmGuUttcos2GxssuUtSXGSf2SSSfT212.2脉动电压分析]5[当图1-7图1-7当图1-8图1-8脉动电压中包括信息如下：（1）电压幅值差，最佳为的值最小，二电压重合时判别。频率差，显示出相角差随时间变化的规律。（2）要求小于某一允许的值，相当于要求脉动电压周期大于某一给定的值。（3）最佳是在与重合时合闸，即相角差为零时（相量重合）幅值差最小，考虑动作时间，要提前。（4）根据相角差的变化规律，可求得合闸指令最佳发出时机。]6[恒定越前相角准同期可采用两种方式恒定越前时间准同期3.3准同期并列装置的原理]7[频率差控制单元3.1并列装置的构成电压差控制单元合闸信号控制单元自动化程度一般分为半自动和全自动3.2恒定越前时间准同期0SU1ST2STt1S2SXGUUmXmGUUSGUXUSTXGUU提前量信号取某一恒定相角，断路器的合闸时间为，同期装置动作时间为如图1-9如图1-9，理论上可以完全无冲击，但是动作时间存在误差，设为允许合闸相角。所以，还是要限制3.3装置的控制逻辑]8[逻辑关系满足即可以合闸，必须在之前判定完毕。如图1-100SUt1s02syst321sss3swtttsyYJ0常数CQFttttSeyeyS越前时间信号电压差不允许滑差不允许与门或非门合闸信号YJCtCQFtttQFtYJtYJt3.4并列的检测信号3.4.1两种方法应用于模拟式并列装置中，实现检测]9[（1）正弦整步电压法：采用与直接做差，得到正弦性的包络线来判别。误差较大1-11（2）线性整步电压法：采用三角波（线性）的整步电压。不考虑电压差，只考虑相角差。精度较好1-121-11正弦整步电压法1-12线性整步电压法3.4.2相角差原理：矩形波的宽度（变化）与相对应。在数字式准同期装置中采用。]10[分析：假设系统频率为额定值50Hz，待并发电机频率低于50Hz。图1-13SUtYJtst电压差、频率差判别区)(teGUXU)(te图1-10结论：一般发电场中，总有多台发电机并列运行，而更大的电力系统则有多个发电机并列而成。因此同步发电机的并列条件的满足和并列方法的选择对发电设备的运行维护供电的可靠性，稳定性和经济性具有十分重要的意义发电机并列运行，可以增大电网的容量，提高运行的稳定性，提高抗干扰能力发电机自动并列运行比原始手动并列加快了并网的速度，当电力系统发生震荡需要一些尽快投入电网，以消除震荡是，自同期比手动期快。1,iixii1,2iixii图1-10三角形上升边三角形下降边参考文献：[1]陈衍，电力系统稳态分析.2006年份[2]王愧、孙莹，电力系统自动化第三版[3]熊信银，发电厂电气设备书名.[4]方富淇.配电网自动化.北京：中国电力出版社，2000[5]李先彬。5版。北京：中国电力出版社，2007[6]张力平.中国电网调度员培训模拟.北京：中国电力出版社，1999[7]丁书文，黄训成.变电站综合自动化原理及应用.北京：中国电力出版社，2003[8]罗颐寿.SCADA系统基础.电力系统自动化杂志社，1990[9]高翔.数字化变电站应用技术.北京：中国电力出版社，2008[10]杨冠成.电力系统自动装置原理.4版.北京：中国电力出版社，2007