1、1,第六章 同步系统,一、概述 二、同步电压的引入 三、手动准同步装置 四、同步点断路器的合闸控制 五、本课重点内容小结作业,本 课 主 要 内 容,2,6-1 概 述,同步系统是同步电压与同步装置连接关系的回路，包括了同步电压引入和同步装置两部分，是实现同步操作的系统。,在发电厂和变电所中，同步系统应按以下原则来实现：,（1）同步并列方式及并列条件。目前电力系统有准同步和自同步并列两种方式。准同步并列的条件是待并两侧系统电压大小相等；频率相同；电压相角相等。采用的同步装置是带闭锁的手动同步装置或捕捉同步装置。,（2）同步点的设置。发电机出口断路器及发-变出口断路器； 母联断路器；自耦变压器或
2、三绕组变压器的三侧断路器；系统联络线的线路断路器；旁路断路器； 厂用工作电源及备用电源断路器。,（3）同步系统的接线。由于电压互感器二次绕组接地方式及同步装置型式的不同，同步系统有三相和单相两种接线方式。为简化接线，发电厂、变电所的同步系统应采用单相接线方式。,3,某企业电气主接线图,多电源供电系统中，断路器能否直接合闸？,区域变电所,区域变电所,？,哪些断路器不能直接合闸？,4,将发电机与发电机、发电机与系统、系统与系统之间作同步运行的操作，称为同步并列(或称同期并列、并车)。,同步并列的概念,5,同步并列的条件 同步并列的方法和特点 同步点的设置,6,同步并列的条件, 相序相同； 电压(大
3、小)相等； 频率相同； 电压的相位角差不超过允许值。,非同步并列的后果,1。会出现很大的冲击电流和冲击功率； 2。引起电力系统电压的瞬间严重下降； 3。造成电力系统振荡而破坏系统的稳定运行； 4。使机组剧烈振动，严重时甚至使机组损坏。,7,常用的同步方法有两种： 准同步(精同步)法 自同步(粗同步)法此外，还有： 异步起动法 非同步合闸法,同步并列的方法和特点,8,准同步并列法是发电机在并列前已经励磁，当发电机的电压、频率和相位与运行系统的电压、频率和相位均接近相同值时，将发电机断路器合闸。 准同步并列实质是先促成同步状态，然后并列合闸。,准 同 步 法,有何 特点？,9,优点：并列合闸时冲击
4、电流小，不会对系统带来大的影响。 缺点： 并列操作时间较长。从准备并列到合闸结束一般需要1020min。 操作要求高。如果合闸时间不准确，有可能造成非同步合闸，损坏发电机。 操作系统复杂，要求严格。,手动准同步是优先采用的方法,分为,手动准同步 自动准同步,10,自 同 步 法,自同步并列法是发电机在并列前不励磁，当其转速接近于同步转速(转差率S=2 左右)时进行合闸，合闸后再加上励磁，将发电机自动拉入同步。 自同步并列的实质是先并列，后进入同步状态。,有何 特点？,11,优点： a.并列过程快，只需几分钟便可完成并列； b.操作简单，易于实现自动化操作； c.在系统电压和频率下降严重时，仍可
5、投入发电机。 缺点： a.并列合闸冲击电流大，对电机绕组产生不利 影响； b.并列合闸瞬间引起系统电压短时严重下降； c.不能在两系统间进行自同步并列。自同步也有手动及自动两种操作方法。,12,异步起动 同步发电机的异步起动，实质上是一种特殊的自同步法。它是在原动机起动不长时间(转速接近60一70额定值时)进行励磁，发电机被拉入同步。非同步合闸 非同步合闸是在系统解列后，为迅速进行同步而采取的紧急措施。非同步合闸时有很大的冲击电流，所以此法应有一定的限制。,异步起动和非同步合闸,13,发电厂(或变电站)中每个有可能进行同步操作的断路器，称为同步点。也就是说当断路器两侧有可能出现非同一系统电源时
6、，此断路器是同步点。 如图6-1中：标有 的断路器均为同步点: 发电机出口断路器及发-变出口断路器； 母联断路器；自耦变压器或三绕组变压器的三侧断路器；系统联络线的线路断路器；旁路断路器； 厂用工作电源及备用电源断路器。,同 步 点 的 设 置,14,15,6-2 同步电压的引入,同步系统包括了同步电压引入和同步装置两部分,同步电压引入电路: 把需要待并断路器两侧的高电压经电压互感器变为二次低电压,再经过其隔离开关的辅助触点和同步开关触点切换后,引到同步电压小母线上,然后在引入到同步装置中。同步系统的接线:由于电压互感器二次绕组接地方式及同步装置型式的不同，同步系统有三相和单相两种接线方式。为
7、简化接线，发电厂、变电所的同步系统应采用单相接线方式。 本节 讲述以三相接线方式为主。,16,一、三相接线方式同步电压的引入,接线特点,同步电压取待并系统的三相电压和运行系统的两相电压，相应的同步装置为三相式。,设有四个同步电压小母线：运行系统电压小母线L1 -620；待并系统电压小母线L1-610、L3-610；公用接地小母线L2-600。运行系统的两相电压由L1-620和L2-600引入到同步装置，待并系统的三相电压由L1-610、L3-610、 L2-600引入到同步装置。,17,（1）发电机出口断路器同步电压的引入,接线实例,同步点,待并侧电压互感器,发电机,运行系统电压互感器,运行系
8、统电压互感器,电压小母线,同步开关,同步小母线,同步装置,同步合闸小母线,组成,引入,待并侧,TV二次U、W相电压经SS1送到L1-610、L3-610,运行侧,TV1二次U相电压经L1-630，QS3，SS1送到L1 -620,TV2二次U相电压经L1-640，QS4，SS1送到L1 -620,18,（2）母联断路器同步电压的引入,接线实例,同步点： 母联断路器,图中,母线I为运行系统 母线II为待并系统,待并侧,TV2二次U、W相电压经L1-640、L3-640，QS2，SS送到L1-610、L3-610,运行侧,TV1二次U相电压经L1-630，QS1，SS送到L1 -620,19,（3
9、）双绕组变压器同步电压的引入,接线实例,同步点,待并侧同步电压取自,运行侧同步电压取自,转角小母线,转角变压器,转角变压器的作用,同步开关,变压器TM三角形侧电压互感器的二次电压,经转角变压器后,可得到与TM星形侧相位完全相同的同步电压。,转角变压器接线,20,二、单相接线方式同步电压的引入,单相同步系统接线的特点是同步电压取待并和运行系统的单相电压（相电压或线电压）和公共接地相，相应的同步装置为单相式。,下表示出各种情况下同步电压引入方式及相量图,21,接线实例,（1）发电机出口断路器同步电压的引入,待并侧,TV二次W相电压经SS1送到L3-610,运行侧,TV1二次W相电压经L3-630，
10、QS3，SS1送到L1-620,TV2二次W相电压经L3-640，QS4，SS1送到L1-620,22,接线实例,（2）母联断路器同步电压的引入,待并侧,TV2二次W相电压经L3-640、QS2，SS送到L3-610,运行侧,TV1二次W相电压经L3-630，QS1，SS送到L1-620,图中,母线I为运行系统 母线II为待并系统,23,接线实例,（3）发电厂 断路器同步电压引入,全部断路器均为同步点,同步电压取得方法有：,近区优先法,当线路装有隔离开关，并且电压互感器装在隔离开关外侧时采用。,简化法,当线路不装设隔离开关或电压互感器装在隔离开关的内侧时采用。,24,6-3 手动准同步装置,手
11、动准同步装置,同步测量表计,同步监测继电器,转换开关,压差表,频率表,同步表,25,一、手动准同步方式 二、同步表计 三、组合式同步表 四、同步并列电路 五、闭锁电路,手动准同步装置,26,分散同步：每个同步点旁有一个同期小屏，分散操作。特点：投资大。现已很少采用。集中同步 ：在中央同步信号屏上操作，全厂只有一套。,一、手动准同步方式,27,二、同步表计电磁式 1T1S型同步表是目前广泛采用的一种同步表。,1。完全同步时，指针在同步位不动； 2。当 ，相位角不相等时超前于 时，指针指向“快”不动；滞后于 时，指针指向“慢”不动。 3。当 时： 如 ，指针相快方向不停旋转，相差越大转速越快。反之
12、，向慢方向旋转。 当相差特别大时，指针只是摆动。因此只有当 时，才允许投入同步表。,快慢 以系统 为基准,28,三、组合式同步表由电压差表，频率差表和同步表组合而成。,当发电机的电压、频率高于系统的电压、频率时，表计正偏。反之负偏。,29,集中控制是将同步表计集中布置在“集中同步”屏上。,四、同步并列电路,单相组合同步表回路（图6-9a） 发电机调速回路（图6-9b） 同步点断路器合闸控制回路（图6-9c）,励磁电流 电压 无功功率,原动机出力 频率 有功功率,30,图6-9(a)单相组合式同步表的测量电路,图6-9(b)发电机调速电路,图6-9(c)同步点断路器合闸控制回路,31,SSM1：
13、准同步开关 KY：同步监察继电器 P：组合式同步表,图6-9(a)单相组合式同步表的测量电路,32,手动准同步的测量,SSM1位于“断开”位置，同步表P退出,SSM1位于“粗略”位置，同步表P中的压差表和频差表接入同步小母线，进行压差、频差测量。,调节电源（发电厂侧）电压、频率，使两侧电压、频率满足同步条件。,SSM1位于“精确”位置，压差表、频差表、同步表接入同步小母线，当同步表指针快要到达同步点之前的某一整定超前相角时，立即发出合闸脉冲，待并系统并入系统。,33,SM1：调速方式选择开关, 分散或集中 SM2：分散调速开关，增、断或减 SM ：集中调速开关，增、断和减 SSA1：自动准同步
14、开关，工作或退出伺服电动机正转，原动机转速增高，伺服电动机反转，原动机转速减低。,调速回路分为分散准同步调速和集中准同步调速。,图6-9(b)发电机调速电路,34,发电机调速电路,调速方式,集中调速,分散调速,选择开关SM1,分散开关SM2,集中调速开关SM,伺服电动机,全厂公用自动调速小母线,集中调速,SM1置于“集中”，,接通,SM2处于“断开”位置,接通,操作集中调速开关SM，调整原动机的转速。,分散调速,SM1置于“分散”,断开,操作分散调速开关SM2，可以调速。,35,SS同步开关 SSA2自同步开关 SSA1自动准同步开关 SSM1手动准同步开关,AS自同步装置 ASA自动准同步装
15、置 KCO自动准同步出口继电器 KCO1,KCO2自同步出口继电器,SSM解除手动准同步开关 KY同步监察继电器 SA断路器控制开关 SB合闸按钮,图6-9(c)同步点断路器合闸控制回路,36,同步断路器的合闸电路,合闸回路,同步开关SS,自同步,自动准同步,手动准同步,检查SSA1、SSA2、SSM在断开位置,SS置于“投入”位置，,SSM1在“精确”位置，,同步监察继电器KY常闭触点闭合,发合闸脉冲,集中控制,分散控制,按下SB,SA置“合闸”,37,1、闭锁继电器,为了防止在不允许的相角下误合闸，通常在手动准同步合闸回路中装设闭锁误合闸的同步监察继电器。,五、闭锁电路,38,同步监察继电
16、器的交、直流电路,同步监察继电器,手动准同步开关,解除手动准同步开关,SSM1投入“精确”,KY接于系统电压和待并系统电压。,压差不满足要求时，KY动作，其常闭触点打开,为了在单侧电源的情况下解除闭锁回路,压差满足要求时，KY不动作，其常闭触点闭合。,结论,只有满足3个同步条件，监察继电器不动作（常闭触点闭合），允许合闸,39,同步点断路器之间相互闭锁,为了防止非同步并列，除利用闭锁继电器实现闭锁外，还有以下闭锁措施：,实现方法：每个断路器的同步开关公用一个手柄,同步装置之间应相互闭锁,实现方法：SSA1，SSA2，SSM1共用一个手柄,手动调频（调压）与自动调频（调压）之间应相互闭锁,实现方
17、法：手动调节时切除自动调节回路，或反之。,2、闭锁措施,40,普通控制回路,回 顾,SA操作过程,41,掌握各种操作步骤： 1。一般合闸（非同步合闸） 2。手动准同步并列* * 3。自动准同步并列* * 4。自同步并列,6-4 同步点断路器的合闸控制,42,1。一般合闸（非同步合闸）,（1）将SS置“W”位，其1-3、5-7通；断开SSA1、SSA2； （2）SSM1置“精”位其29-31通，将SSM置“W”位，其1-3通 ； （3）操作SA使其5-8通，KM得电，QF合闸，红灯发平光。,43,2。手动准同步合闸,（1）将SS置“W”位，其1-3、5-7通，断开SSA1、SSA2； （2）SS
18、M1置“粗”位，通过同步表计回路判别待并发电机与系统的同步情况，调节UG、fG，直至满足同步条件为止； （3）将SSM1转至“精”位，其29-31通； （4）在提前一个操作相角的情况下，操作SA使其5-8通，KM得电，QF合闸，红灯发平光。或者：在提前一个操作相角的情况下，操作SB使QF自动合闸，红灯发闪光，再操作SA使之与QF对应，红灯发平光。,44,3。自动准同步合闸,（1）将SS置“W”位，其1-3、5-7通，将SSA1 置“W”位，其25-27通，断开SSA2； （2）将SSM1转至“精”位，其29-31通，将SSM置“W”位，其1-3通，自动调节UG、fG，直至满足同步条件为止； （
19、3）SA在“TD”位，其2-4通，当KCO出口发出合闸脉冲时，使QF自动合闸，红灯发闪光，再操作SA使之与QF对应，红灯发平光。,45,4。自同步合闸,（1）将SS置“W”位，其1-3、5-7通，将SSA2置“W”位，其25-27通，断开SSM1 ，SSA1； （2）SA在“TD”位，其2-4通，当满足自同步条件时，KCO1、KCO2出口发出合闸脉冲时，使QF自动合闸，红灯发闪光，再操作SA使之与QF对应，红灯发平光。,46,本课重点内容小结,1。同步并列和同步系统的概念； 2。同步并列的条件（4个） ； 3。同步并列的方法和特点（4类） ； 4。同步系统中的闭锁措施（4点）； 5。同步系统控制回路各种合闸操作过程（4种）,47,作 业,1。同步并列的条件是什么? 2。同步并列的方法有哪些？各有何优缺点？ 3。同步系统中有哪些闭锁措施？ 4。读图6-17。简述：各元件名称；一般合闸过程；手动准同步并列过程；自动准同步并列过程；自同步并列过程。,
