南京师范大学电气与电子工程学院2008年年9月月 制作制作继继电电保保护护及及二二次次回回路路第一部分第一部分 发电厂及变电所的二次回路发电厂及变电所的二次回路 第六章第六章 同步系统同步系统一、概述一、概述★★二、同步电压的引入二、同步电压的引入三、手动准同步装置三、手动准同步装置★★四、同步合闸的断路器控制回路四、同步合闸的断路器控制回路五、本课重点内容小结五、本课重点内容小结 作业作业本本 课课 主主 要要 内内 容容2 同同步步系系统统概概述述某企业电气主接线图多电源供电多电源供电系统中，断系统中，断路器能否直路器能否直接合闸？接合闸？区域变电所区域变电所ⅠⅠ区域变电所区域变电所ⅡⅡ？？哪些断路器哪些断路器不能直接合不能直接合闸？闸？3 将将发发电电机机与与发发电电机机、、发发电电机机与与系系统统、、系系统统与与系系统统之之间间作作同同步步运运行行的的操操作作，，称称为为同同步步并并列列(或或称称同同期期并并列、并车列、并车) 同步并列的概念同步并列的概念发发电电厂厂或或变变电电所所中中反反映映同同步步装装置置和和同同步步电电压压连连接接关系的回路，称为关系的回路，称为同步系统同步系统(或称或称同期系统同期系统)。
同步系统的概念同步系统的概念4 Ø同步并列的条件同步并列的条件★★Ø同步并列的方法和特点同步并列的方法和特点★★Ø同步点的设置同步点的设置 5 同同步步并并列列的的条条件件①① 相序相同；相序相同；②② 电压电压(大小大小)相等；相等；③③ 频率相同；频率相同；④④ 电压的相位角差不超过允许值电压的相位角差不超过允许值非同步并列的后果非同步并列的后果1会出现很大的冲击电流和冲击功率；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；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；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使机组剧烈振动，严重时甚至使机组损坏6 常用的同步方法有两种：常用的同步方法有两种：Ø准同步准同步(精同步精同步)法法Ø自同步自同步(粗同步粗同步)法法此外，还有：此外，还有：Ø异步起动法异步起动法Ø非同步合闸法非同步合闸法同同步步并并列列的的方方法法和和特特点点7 准同步并列法准同步并列法是发电机在是发电机在并列前已经励磁，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，将发电机断压、频率和相位均接近相同值时，将发电机断路器合闸。
路器合闸准同步并列准同步并列实质是先促成同步状态，然后并实质是先促成同步状态，然后并列合闸准准 同同 步步 法法有何有何特点？特点？8 优点：优点： 并列合闸时冲击电流小，不会对系统带来大的影响并列合闸时冲击电流小，不会对系统带来大的影响缺点：缺点：u并列操作时间较长从准备并列到合闸结束一般需要并列操作时间较长从准备并列到合闸结束一般需要1010～～2020minminu操作要求高如果合闸时间不准确，有可能造成非同步操作要求高如果合闸时间不准确，有可能造成非同步合闸，损坏发电机合闸，损坏发电机u操作系统复杂，要求严格操作系统复杂，要求严格 手动准同手动准同步是优先采步是优先采用的方法用的方法分分为为手动准同步手动准同步自动准同步自动准同步9 自自 同同 步步 法法自同步并列法自同步并列法是发电机在是发电机在并列前不励磁，并列前不励磁，当当其转速接近于同步转速其转速接近于同步转速(转差率转差率S=±2％％ 左右左右)时进行合闸，合闸后再加上励磁，将发电机自时进行合闸，合闸后再加上励磁，将发电机自动拉入同步动拉入同步自同步并列自同步并列的实质是先并列，后进入同步状的实质是先并列，后进入同步状态。
态有何有何特点？特点？10 优点：优点：a.并列过程快，只需几分钟便可完成并列；并列过程快，只需几分钟便可完成并列；b.b.操作简单，易于实现自动化操作；操作简单，易于实现自动化操作；c.c.在系统电压和频率下降严重时，仍可投入发在系统电压和频率下降严重时，仍可投入发电机缺点：缺点：a.a.并列合闸冲击电流大，对电机绕组产生不利并列合闸冲击电流大，对电机绕组产生不利 影响；影响；b.b.并列合闸瞬间引起系统电压短时严重下降；并列合闸瞬间引起系统电压短时严重下降；c.c.不能在两系统间进行自同步并列不能在两系统间进行自同步并列 自同步也有自同步也有手动手动及及自动自动两种操作方法两种操作方法11 异步起动异步起动同步发电机的异步起动，实质上是一种特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殊的自同步法它是在原动机起动不长时间( (转速接近转速接近6060％一％一7070％额定值时％额定值时) )进行励磁，进行励磁，发电机被拉入同步发电机被拉入同步非同步合闸非同步合闸非同步合闸是在系统解列后，为迅速进行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大的冲击电流，所以此法应有一定的限制异异步步起起动动和和非非同同步步合合闸闸12 发电厂发电厂( (或变电站或变电站) )中每个有可能进行同步中每个有可能进行同步操作的断路器，称为操作的断路器，称为同步点同步点也就是说当断也就是说当断路器两侧有可能出现非同一系统电源时，此路器两侧有可能出现非同一系统电源时，此断路器是同步点断路器是同步点如图如图6-16-1中：标有中：标有 的断路器均为同步的断路器均为同步点同同 步步 点点 的的 设设 置置13 14 同同步步电电压压的的引引入入1发电机与母线、母线与母线并列时发电机与母线、母线与母线并列时SS：同步开关SA：断路器控制开关15 2双绕组变压器与发电机并列时双绕组变压器与发电机并列时SS——同步开关SA——断路器控制开关TR——转角变压器，进行相角补偿16 1 1手动准同步方式手动准同步方式2 2同步表计同步表计3 3组合式同步表组合式同步表4 4同步表计的集中控制及测量接线同步表计的集中控制及测量接线5 5同步闭锁装置同步闭锁装置手手动动准准同同步步装装置置17 u分散同步：分散同步：每个同步点旁有一个同期小屏，每个同步点旁有一个同期小屏，分散操作。
分散操作 特点：特点：投资大现已很少采用现已很少采用u集中同步集中同步★★ ：：在中央同步信号屏上操作，在中央同步信号屏上操作，全厂只有一套全厂只有一套手动准同步方式手动准同步方式18 2同步表计同步表计 电磁式 1T1—S型同步表是目前广泛采用的一种同步表完全同步时，完全同步时，指针在同步位不动；指针在同步位不动；2当 ，相位角不相等时，相位角不相等时 超前于超前于 时，指针指向时，指针指向“快快”不动；不动； 滞后于滞后于 时，指针指向时，指针指向“慢慢”不动当 时时：：如如 ，指针相快方向不停旋转，相，指针相快方向不停旋转，相差越大转速越快反之，向慢方向旋转差越大转速越快反之，向慢方向旋转当相差特别大时，指针只是摆动因此只有当相差特别大时，指针只是摆动因此只有当当 时，才允许投入同步表时，才允许投入同步表 快慢快慢以以系统系统为基准为基准19 3组合式同步表组合式同步表 由电压差表，频率差表和同步表组合而成。
当当发电机发电机的电压、频率高于的电压、频率高于系统系统的电压、的电压、频率时，表计正偏反之负偏频率时，表计正偏反之负偏20 集中控制是将同步表计集中布置在“集中同步”屏上 同步系统①单相组合同步表回路（图（图6-106-10））②发电机调速回路（图（图6-116-11））及调压回路③同步点断路器合闸控制回路组成（图（图6-176-17））4 4同步表计的集中控制及测量接线同步表计的集中控制及测量接线①单相组合同步表回路（图（图6-106-10））②发电机调速回路（图（图6-116-11））及调压回路③同步点断路器合闸控制回路组成（图（图6-176-17））励磁电流励磁电流 电压电压 无功功率无功功率原动机出力原动机出力 频率频率 有功功率有功功率21 SSM1：准同步开关KY：同步监察继电器P：组合式同步表22 SM1：调速方式选择开关，：调速方式选择开关，分散分散或或集中集中SM2：分散调速开关，：分散调速开关，增增、、断断或或减减SM ：集中调速开关，：集中调速开关，增增、、断断和和减减SSA1：自动准同步开关，：自动准同步开关，工作工作或或退出退出 伺服电动机正转，原动机转速增高，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。
伺服电动机反转，原动机转速减低 调速回路分为调速回路分为分散分散准同步调速准同步调速和和集中集中准同步调速准同步调速23 6同步闭锁装置同步闭锁装置 （（1）同步监察继电器）同步监察继电器KYKY 作用：防止在不允许的相角差下误合闸 同步监察继电器KY的交、直流电路如图所示24 SSM1为准同步开关为准同步开关SSM为解除准同步开关为解除准同步开关KY为同步监察继电器为同步监察继电器25 （（2）同步点断路器之间应相互闭锁）同步点断路器之间应相互闭锁每个同步点断路器均装有同步开关，并每个同步点断路器均装有同步开关，并公用公用一个可抽出的手柄，一个可抽出的手柄，保证一次只对一台同步点保证一次只对一台同步点断路器进行并列操作断路器进行并列操作3）同步装置之间应相互闭锁）同步装置之间应相互闭锁自动准同步开关自动准同步开关SSA1和自同步开关和自同步开关SSA2公公用一个可抽出的手柄用一个可抽出的手柄4）手动调频）手动调频(或调压或调压)与自动调频与自动调频(或调压或调压)回路相互闭锁回路相互闭锁补补 充充 内内 容容26 普普通通控控制制回回路路27 SSSS——同步开关同步开关SSM1SSM1——准同步开关准同步开关SSA2SSA2——自同步开关自同步开关SSA1SSA1——自动准同步开关自动准同步开关AS—AS—自同步装置自同步装置ASA—ASA—自动准同步装置自动准同步装置KCO—KCO—自动准同步出口继电器自动准同步出口继电器KCO1,KCO2—KCO1,KCO2—自同步出口继电器自同步出口继电器SSM—SSM—解除手动准同步开关解除手动准同步开关KY—KY—同步监察继电器同步监察继电器SA—SA—断路器控制开关断路器控制开关SB—SB—合闸按钮合闸按钮一级开关一级开关二级开关二级开关三级开关三级开关同同步步系系统统控控制制回回路路28 掌握各种操作步骤：掌握各种操作步骤：1。
一般合闸（非同步合闸）一般合闸（非同步合闸）；；2手动准同步并列；手动准同步并列；3自动准同步并列；自动准同步并列；4自同步并列自同步并列同同步步合合闸闸的的断断路路器器控控制制回回路路29 1 1一般合闸（非同步合闸）一般合闸（非同步合闸）（（1 1）将）将SSSS置置“W”“W”位，其位，其1-31-3、、5-75-7通；断开通；断开SSA1SSA1、、SSA2SSA2；；（（2 2））SSM1SSM1置置““精精””位其位其29-3129-31通，将通，将SSMSSM置置“W”“W”位，其位，其1-31-3通通 ；；（（3 3）操作）操作SASA使其使其5-85-8通，通，KMKM得电，得电，QFQF合闸，红灯合闸，红灯发平光30 2 2手动准同步合闸手动准同步合闸（（1 1）将）将SSSS置置“W”“W”位，其位，其1-31-3、、5-75-7通，断开通，断开SSA1SSA1、、SSA2SSA2；；（（2 2））SSM1SSM1置置““粗粗””位，通过同步表计回路判别待并发电位，通过同步表计回路判别待并发电机与系统的同步情况，调节机与系统的同步情况，调节U UG G、、ffG G，直至满足同步，直至满足同步条件为止；条件为止；（（3 3）将）将SSM1SSM1转至转至““精精””位，其位，其29-3129-31通；通；（（4 4））在提前一个操作相角的情况下在提前一个操作相角的情况下，操作，操作SASA使其使其5-85-8通，通，KMKM得电，得电，QFQF合闸，红灯发平光。
合闸，红灯发平光或者：或者：在提前一个在提前一个操作相角的情况下操作相角的情况下，操作，操作SBSB使使QFQF自动合闸，红灯发自动合闸，红灯发闪光闪光，再操作，再操作SASA使之与使之与QFQF对应，红灯发平光对应，红灯发平光31 3 3自动准同步合闸自动准同步合闸（（1 1）将）将SSSS置置“W”“W”位，其位，其1-31-3、、5-75-7通，将通，将SSA1 SSA1 置置“W”“W”位，其位，其25-2725-27通，断开通，断开SSA2SSA2；；（（2 2）将）将SSM1SSM1转至转至““精精””位，其位，其29-3129-31通，将通，将SSMSSM置置“W”“W”位，其位，其1-31-3通，自动调节通，自动调节U UG G、、ffG G，直至，直至满足同步条件为止；满足同步条件为止；（（3 3））SASA在在“TD”“TD”位，其位，其2-42-4通，当通，当KCOKCO出口发出合出口发出合闸脉冲时，使闸脉冲时，使QFQF自动合闸，红灯发自动合闸，红灯发闪光闪光，再，再操作操作SASA使之与使之与QFQF对应，红灯发平光对应，红灯发平光32 4 4自同步合闸自同步合闸（（1）将）将SS置置“W”位，其位，其1-3、、5-7通，将通，将SSA2置置“W”位，其位，其25-27通，断开通，断开SSM1 ，，SSA1；；（（2））SA在在“TD”位，其位，其2-4通，当满足自同步条通，当满足自同步条件时，件时，KCO1、、KCO2出口发出合闸脉冲时，出口发出合闸脉冲时，使使QF自动合闸，红灯发自动合闸，红灯发闪光闪光，再操作，再操作SA使使之与之与QF对应，红灯发平光。
对应，红灯发平光33 本课重点内容小结本课重点内容小结1同步并列和同步系统的概念；同步并列和同步系统的概念；2同步并列的条件同步并列的条件（（4个）个） ；；3同步并列的方法和特点同步并列的方法和特点（（4类）类） ；；4同步系统中的闭锁措施同步系统中的闭锁措施（（4点）点）；；5同步系统控制回路各种合闸操作过程同步系统控制回路各种合闸操作过程（（4种）种）34 作作 业业1同步并列的条件是什么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？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？同步系统中有哪些闭锁措施？4读图6-17简述： ①①各元件名称；各元件名称； ②②一般合闸过程；一般合闸过程； ③③手动准同步并列过程；手动准同步并列过程； ④④自动准同步并列过程；自动准同步并列过程； ⑤⑤自同步并列过程自同步并列过程。