此法适用于小型机。
优点：快速、方便；控制简单。 缺点：冲击电流大；
I h UX X d X X
电力系统 自动装置原理
引起系统电压突降；应用受限。
概 述
发电机准同期并列条件的分析
UX
B QF
UG
US
U G QF
UX
XX
A
~
G
X
UX
UG
e
0
XG E
恒定越前时间准同期
电力系统 自动装置原理
可采用两种方式
准同期并列的基本原理
准同期并列装置的原理
频率差控制单元

并列装置的构成
电压差控制单元
合闸信号控制单元
半自动 全自动
电力系统 自动装置原理
自动化程度一般分为
准同期并列的基本原理
恒定越前相角准同期
提前量信号取某一恒定相角 YJ 。 断路器的合闸时间为 t QF 。同期装置动作时间为
自动并列装置的工作原理
装置的控制逻辑
越前时间信号 电压差不允许 滑差不允许
或 非 门 与 门
合闸信号
逻辑关系满足即可以合闸。 必须在 之前判定完毕。
tYJ
电压差、频率差判别区
US
tYJ
st
t
电力系统 自动装置原理
自动并列装置的工作原理
并列的检测信号
正弦整步电压法 两种方法应用于模拟式 并列装置中，实现检测。
第二章 同步发电机的自动并列
上海交通大学 电气工程系
主要内容
1. 2.
同步发电机自动并列的条件和原则 准同期自动并列的分析 准同期自动并列装置的实现原理 频差调节的方法
3.
4.
电力系统 自动装置原理
概 述
同步发电机自动并列的条件和应遵守的原则 理想并列条件
fG f x
UG U x
2 sin t cos2t 1 2 sin t 1 2 sin 2 t 1 sin 2 t sin t 1 0 sin t
考虑时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可 为：3.6678秒，5.4769秒，等等。
电力系统 自动装置原理
1 5 2
电力系统 自动装置原理
准同期并列的基本原理
装置的整定
已知：两个区域电网的等值机系统如图所示，其电压幅 值相等，频率分别为：f1＝50＋0.1cost Hz， f2=50+0.1sin2t Hz，现准备进行恒定越前时间准同期互 联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒， 求调度中心发出合闸信号的时刻。
G
US
EX
发电机G电压
系统电压
UG U mG sin(Gt 1 ) U X UmX sin(X t 2 )
两者的电压差称为滑差电压
US UG U X UmG sin(Gt 1 ) UmX sin(X t 2 )
电力系统 自动装置原理
概 述
电压幅值差
设 U mG
U mX ，频率与相角相等。
" h
U mG U mX 此时冲击电流 I ，主要为无功分量。 X d X x
最大值
" ihm 1.8 2I h
相角差
设
G 0 X 0 ，频率与电压相等。
" h
此时冲击电流 I
2Eq X q X x
电力系统 自动装置原理
准同期并列的基本原理
提示：
合闸相角差表达式为：
e 2f s 2 ( f1 f 2 ) 0.2 cost 0.2 sin 2t e 0 10 20
先不考虑提前量，则有：
e [0.2 cos t 0.2 sin 2t ]dt e 0 0.2 sin t 0.1 cos 2t 0.1 0
2 i YJ
电力系统 自动装置原理
准同期并列的基本原理
频差检测
si、 si / t
都要受到限制。
可采用电压频率测量法（ f
fC N
） 求得。
电压差检测 a、直接读入法：采用交流采样 b、直接比较法：例图2-25（b）
A/D
CPU
电力系统 自动装置原理
频率差与电压差控制
频率差控制
频率差检测
不发调速脉冲，
fG f X f Z
进行越前时间合 闸控制计算。
发调速脉冲，
fG f X f Z
调节量控制
不进行越前时间 合闸控制计算。
fG f X fG f X
输出减速脉冲信号 输出加速脉冲信号
电压差调整
电力系统 自动装置原理
t tQF tC
US
UA
0
YJ 常数 sy 0t
tC 。
最佳滑差角频率
s1

s 2 sy 0

s3

t t
t
s1 s 2 s3
t
s sy 0 s sy 0 s sy 0
过零后合闸 过零时合闸 过零前合闸
电力系统 自动装置原理
准同期并列的基本原理
准同期并列的基本原理
装置内部控制和算法 最佳合闸相角
1 si 2 t DC 2 t si i i i 1 t 2 X si si si 1 t 2 X
YJ si t DC

恒定

等速变化
发出合闸信号的条件： 有可能错过合闸时刻。
原理：矩形波的宽度（变化）与 e (t ) 相对应。在数字式准同期装置中采用。 分析：假设系统频率为额定值50Hz，待并发电机频率低于50Hz。
计算公式：
i
i , i i 1 x
三角形上升边
i 2
i , i i 1 三角形下降边 x
电力系统 自动装置原理
微机型并列装置的组成
概述
主机 输入/输出 过程通道 人——机
硬件电路
软件
电力系统 自动装置原理
sin
e
2
， e 较小时，主要为有功分量。
电力系统 自动装置原理
概 述
频率差——脉动电压的表现形式
设
G x G x us 2U mG sin t cos t 2 2
脉动电压幅值
G X ，电压的幅值相等。
G x us U s cos t 2 S G X 2f S 滑差频率
采用 U G 与 U X 直接做差，得到正 弦性的包络线来判别。误差较大。

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。
电力系统 自动装置原理
自动并列装置的工作原理

正弦整步电压法

线性整步电压法
电力系统 自动装置原理
自动并列装置的工作原理
相角差 e (t )
恒定越前时间准同期
提前量信号取恒定时间
US
t tQF tC 常数
s3
s1

s 2 sy 0

0
t
s1 s 2 s3
t

Hale Waihona Puke t t理论上可以完全无冲击，但是动作时间存在误差，设 ey为允许合闸相角。
t tQF tC
ey S t
所以，还是要限制 S
G x
并列的现实情况分析 原则
1. 发电机合闸时，冲击电流应尽可能小（小于允许值） 2. 发电机合闸后，应尽快拉入同步
电力系统 自动装置原理
概 述
发电机的并列方法
1. 准同期并列：严格按照发电机理想并列条件进行并列。 2. 自同期并列：
SE QF
UE
G ~
XX
UX
~
发电机事先未经励磁。将转子提到接近同步转速。
脉动周期
US
1 2 TS f S S
电力系统 自动装置原理
概 述
相量图
波形图
电力系统 自动装置原理
准同期并列的基本原理
脉动电压分析
US
S1
TS1
S 2
UG U X
0
t
TS 2
UG U X
电力系统 自动装置原理
准同期并列的基本原理
脉动电压中包括信息如下：
电压幅值差。最佳为
UmG UmX
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。 要求 S 小于某一允许的值，相当于要求脉动电压周期 TS 大于某一给定 的值。 最佳是在 U G 与 U X 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。 根据相角差的变化规律，可求得合闸指令最佳发出时机。 恒定越前相角准同期