1、第六章 同期系統將一臺單獨運行的發電機投入到運行中的電力系統參加并列運行的操作，稱為發電機的并列操作。同步發電機的并列操作，必須按照準同期方法或自同期方法進行。否則，盲目地將發電機并入系統，將會出現沖擊電流，引起系統振蕩， 甚至會發生事故、造成設備損壞。準同期并列操作，就是將待并發電機升至額定轉速和額定電壓后，滿足以下四項準同期條件時，操作同期點斷路器合閘，使發電機并網。（ ! ） 發電機電壓相序與系統電壓相序相同；（ " ） 發電機電壓與并列點系統電壓相等；（ #） 發電機的頻率與系統的頻率基本相等；（ $） 合閘瞬間發電機電壓相位與系統電壓相位相同。 自同期并列操作，就是將發電機

2、升速至額定轉速后， 在未加勵磁的情況下合將發電機并入系統，隨即供給勵磁電流，由系統將發電機拉入同步。自同期法的優點：! 合閘迅速，自同期一般只需要幾分鐘就能完成，在系統急需增加功率的事故情況下，對系統穩定具有特別重要的意義；" 操作簡便，易于實現操作自動化。因為在發電機未加勵磁電流時合閘并網，不存在準同期條件的限制，不存在準同期法可能出現的問題；# 在系統電壓和頻率因故降低至不能使用難同期法并列操作時， 自同期方法將發電機投入系統提供了可能性。自同期法的缺點是：未加勵磁的發電機合閘并入系統瞬間， 相當一個大容量的電感線圈接入系統，必然會產生沖擊電流，導致局部系統電壓瞬間下降。一般自同

3、期法使用于水輪發電機及發電機變壓器組接線方式的汽輪發電機。在采用自同期法實施并列前，應經計算核對。發電廠發電機的并列操作斷路器，稱為同期點。除了發電機的出口斷路器之外在一次電路中，凡有可能與發電機主回路串聯后與系統（或另一電源）之間構成唯一斷路點的斷路器， 均可作為同期點。例如， 發電機一變壓器組的高壓側斷路器，發電機一三繞組變壓器組的各側斷路器，高壓母線聯絡斷路器及旁路斷路器， 都可作為同期點。在同期點應裝設準同期裝置。對于電壓在 !" #$ 以上的聯絡線路的斷路器，除裝設準同期裝置外，其重合閘裝置應具有檢查無壓、檢 查同期的功能。在發電廠，并列操作比較頻繁，在實施并列過程中可直接

4、調節發電機的同參數。一般同期點應裝設帶非同期閉鎖的手動準同期裝置和自動準同期在水電廠，除了裝設以上兩種準同期裝置之外，還應裝設自動自同期裝雙電源的變電站，一般只裝設帶非同期閉鎖的手動準同期裝置。第一節 同步發電機準同期并列原理發電機并列主電路示意圖見圖%& ! （ ） 。 （ ! 為待并發電機，當器 ） * ! 合閘使發電機（! 并網后， 如果斷路器） * + 跳） * + 兩側為不同系統的電源， 也必須按照準同期條件合閘。圖%& !為待并發電機電壓與系統電壓波形圖 %& （ !, ） 為滑差電壓波形圖。圖中系統電壓瞬時值為- ./ 0. 1 . 2（3 !. 45 &

5、quot; 6. ）待并發電機電壓瞬時值為- 7 /071 . 2（3 !74 5" 67）式中 0. 1 、 071 系統電壓、發電機電壓幅值；6廠系統電壓、發電機電壓的初相角;!.、！L系統電壓、發電機電壓的電角速度。系統電壓與發電機電壓瞬時值之差為滑差電壓瞬時值-8。- 8 / -.& - 7。設0.1 /071 / 01,初相角均為零，即！6. / ! 67 / "9,! 8 / !&7,則有-8/ -.& - 7 /0. 1.旗！. 4 5" 6 ） &071. 23（!745" 67）/01 . 23. 4&a

6、mp; 01.274:57/ 一 4 6一 ! （! . 5!7）4/ 081 , 6. !+01. N .也可用幾何方法以-.瞬時伽 -7的瞬時值得到+ - 8的波形，）如圖%& !（滑差電壓-8是一個角速度為!（!. 5! 7）、幅值的+01.2!4作+正弦變化的電壓。+滑差電壓幅值的變化規律為圖！" #發電機并列示意圖（$）主電路；（%&、4波形；（）滑差電壓& 波形& + ,二-.+'/0 # 1由于在并網之前系統頻率與待并發電機頻率不相等.， 與.（之間的相角差1 , ！* 1隨時間1而變化。"以2 3 -#為周期而變化，&

7、amp; 的幅值也由小到大隨之變 化。當",2時，& ,2;當",#時，滑差電壓達最大值&+ ,- . +o "從零至-#的 時間，即相鄰滑差電壓幅值為零點之間的時間，即為滑差電壓 & 的周期4*。滑差電壓幅值的零點，表示 &（與&之間相角差為零，4*的長短又反映兩電 壓頻差的大小，所以準同期可利用滑差電壓包絡線波形變 化，來實現準同期合閘。手動準同期和自動準同期的目的，均為檢查發電機電壓與系統電壓之間的電壓差、頻率差以及電壓相角差，當電壓差和頻率差滿足要求時，以提前時間156發出合閘命令，使并列斷路器主觸頭在電壓相角差為零

8、的瞬間合閘，實現發電機平穩并入系統。由于斷路器的合閘機構為機械操動機構，從接受合閘命令到斷路器主觸頭 閉合之間要經一定時間，此時間約為2 78 3 2 79， 所以必須以提前時間 156 發出合 閘命令。如前所述，同步發電機按照準同期法并網，必須同時滿足準同期四項條件。其中， 待并發電機的電壓相序和電壓數值，比較容易滿足要求；而頻率絕對相等! " # ! $) 是不可能的。因為發電機的轉子是由動力機械(如汽輪機)帶動的， 在并 網之前， 它的轉速不可能穩定保持額定轉速，而總是有微小的反復變動， 機端電 壓的頻率，也就不可能長時間保持與系統頻率相等。正是由于電壓頻率的微小變動， 兩側電

9、壓相位隨之變化，才產生同期點圖 %& ( ( ) 中 ) 和 *! 點 ， 才能實 現在四項同期條件同時滿足時刻斷路器主觸頭接通，使發電機平穩并網。從圖%& 不難看 出， 正 是 由 于 待 并 發 電 機 轉 速 不 穩 定， 才 能 給 同期 并 列 創 造 條 件。 如果待并發電機轉速長時間保持恒定，使同期點兩側電壓的頻率保持絕對相等，那么 +$ 與 +" 之間相角差相對靜止，就不可能出現同期點，也就不可能實現準同期并列。第二節 發電廠準同期回路發電廠的準同期裝置為全廠各同期點的共用設備，其典型接線如圖%& *所示。圖 %& , ) 中下部的同期

10、小母線為同期電壓過渡導線，只有在使用同期(*裝此小母線上才有同期電壓。圖%& , ) 左側是同期電壓引入回路，中間虛線框 內 為 手 動 準 同 期 用 單 相 組 合 式 同 步 表， 右 側 虛 線 框 內 為 自動準同期裝置- .& / 型） 。 發電廠的電氣設備安裝結束后，一般設備線路位置不再變動； 汽輪機 （或水輪機） 的轉動方向也是固定的，所以投產后的母線路相序是不會改變的，一般需在第一次并網前測量同期點兩側電壓相序。手動準同期和自動準同期考慮相序條件。發電機準同期并列有三種操作方法：分散式手動準同期、自動準同期及集式手動準同期。本節僅講述前兩種操作方法。集中式手動

11、準同期操作方法在本第七章第一節另有講述。一、 分散式手動準同期在圖 %& * 中， . 0 為發電機同期點，欲將發電機用分散式手動準同期方法實現并網，首先起動發電機組，逐漸升速至額定轉速，汽輪機運行為正常并允許發電機并網。然后按下列步驟操作并網。（ ! ） 投入發電機的勵磁系統，調節勵磁電流使發電機端電壓逐漸 升 至額定 值。（ " ） 合上發電機出線刀閘! #（$ 或 " #$） ， 投入同期開關! $%$。此時， ! $%$ 上 下對應單數號碼觸點接通，! 母線電壓互感器（ ! &） 之（ 相電壓經! $%$ 觸點 ）* ! 送至同期小母線+ , $（

12、； 發電機端電壓互感器（ &） 之 （ 相電壓經 ! $%$ 觸點!- * !.送至同期小母線+$&（ 。（ - ） 將同期閉鎖開關$%/ 投向 “閉鎖” 位置， 此時 $%/ 觸點 ! *-斷開。手動同期開關! $%$0 投向 “粗調” 位置， 此時 ! $%$0 之 - * 1、 2 *3、 !* !" 觸點接通，同期電壓表和頻 率 表 均 接 入 電 壓4! 、 45! 分 別 指 示 待 并 發 電 機 電 壓 和 頻 率；4" 、 45" 分別指示系統電壓和頻率。由于! $%$0 觸點 !- *! 1所以在 “粗調” 位置時同步表4$ 不

13、旋轉。同期繼電器6$7 兩線其動斷 觸點閉合。但因! $%$0 觸點 ". *" 8 斷開， 合閘! + $0 與 " + $0 之間不會接通。1） 根據電壓表的指示，用待并發電機的無功調節把手調整待并發電機的電 壓， 使之與系統電壓相等；根據頻率表的指示，用待并發電機的有功調節把手調 整發電機的頻率，使之與系統頻率基本相等。（ . ） 將 ! $%$0 投向 “細調” 位置， 其觸點! * " 、 . * 8、 ） * ! 9、 ! 2* ! 3、 " 8 * " . 、 ! -* ! 1 接通。此時同步表4$ 表開始旋轉，同期檢查

14、繼電器6$7 兩線圈分別接入 系統電壓和發電機電壓。根據同步表4$ 表指針旋轉的速度和方向，再對發電機進行細調，達到同步表4$ 表指針 順 時 針 緩 慢 旋 轉 時，將 ! #5 的 控 制 開 關 ! $%0 投向 “預備合閘”位置其綠色位置指示燈閃亮 。 待 同 步 表 4$ 表 指 針 接 近 同 期 點 時 刻 ， 6$7 動 斷 觸 點 閉 合 ， 迅 速將 ! $%0 轉至 “合閘” 位置并保持約" $， 再放開手柄， 使其自動復位，其觸點 . *3 接通， 若 " $ 后又斷開，! #5 會閉后， 其紅色位置指示燈穩亮。在同步表指針接近同期點時發出合閘命令，

15、是為滿足提前時間的需要。同 步表 4$ 表指針順時針旋轉，表明發電機頻率略高于系統頻率。這樣，發電機并 網后可立即向系統輸送少量有功負荷，以利于發電機進入同步。（ 8） 發電機并網后，將 ! $%$、 ! $%$0 轉至 “退出” 位置。至此，手動同期裝置退 出， 并網操作結束。"!二、 自動準同期自動準同期是利用自動準同期裝置實現發電機按準同期條件并入系統的操 作。當發電機電壓或頻率與系統電壓或頻率有偏差時，該裝置發出調節脈沖， 分 別調節發電機的電壓或頻率，直到準同期條件基本滿足時，自動準同期裝置在適當的提前角度下（滿足提前時間）自動發出合閘命令，使發電機平穩并網。圖 !&quo

16、t; # 同期系統圖（一）（ $） 系統圖%!"#"$ 觸點表$#%'' $()()位置觸點!#粗退細%* +%-* ,+ *-.*.-/ *)*-1 * %)%-%&%-%-% * (%-%-,%,%-,十-,.,.-,/,)-圖/$#噱$( 0,位置觸點$"退投%-+-.-)*-1-%。-%* %-% * %-% * %-% * , &-,%* ,-,+* ,(-,.-,)"#" $觸點表圖 / * , #同期系統圖(2)同期點斷路器控制合閘回路3) 右側虛線框內為 445 * . 型自動準同期裝置的對外接線

17、圖。使用自動準同期裝置時，可同時使用手動同期裝置監視其動作的正確性，但在這種 操作方式下不允許手動操作同期點開關%" #$ 合閘。首先按前述手動準同期方法完成第（ ! ） 項之前的操作，然后按 以 下 步驟操作。（ " ） 將" #$#%投向“細調” 位置，" #$%保持在“跳閘后”位置。（ &） 將&#$#%轉至“投入” 位置， 此時同期點兩側電壓均接入自動準同期裝 置。（ ） 按一下起動按鈕#（ %， 紅燈）* 穩亮， 中間繼電器+, $ 動作并 自 保 持。 直流電源經+, $ 動合觸點送至自動準同期裝置的輸出回路，自動準同期裝置則

18、自動完成以下動作。當發電機頻率偏低或偏高時，觸點&+%或+%分別斷續接通，起動中間繼 電器 " +%* 或 &+%* ， 以向調速小母線" - $. / 或 &- $. / 發出增 （減） 脈沖。當發電機電壓偏低或偏高時，觸點 ! +%或0+%分別斷續接通， 起動中間繼電器+%* 或 ! +%* ， 以向調壓小母線- $. /或 ! - $. / 發出增 （減） 脈沖。當頻差和壓差均滿足準同期裝置整定值時， 中間繼電器" +%按提前時間動作，起動合閘中間繼電器 +%, ， 其動合觸點 +%, & 接通， 使 "12 平穩合

19、閘。（合 閘 電 路： 3 " 4" 3 " #$# 觸點 "5 !" - #%! " #$#%觸點 &05 &6!+#7 觸點 !&- #%!&#$#%觸點&5 &!+%, & 觸點 !- #%3 " #$ %觸點& 5 ! !" #$# 觸點 0 58!" 12 合閘回路。) 此時" #$%的紅燈閃亮。（! ） " 12 合 閘 后， 手 動 將" #$%轉至 “ 合閘 后 位 置 ”， " #$%

20、之紅燈 穩亮， 將 " #$#、 " #$#%、 &#$#%旋轉至 “退出” 位置， 使手動準同期裝置和自動準同期裝置均退出工作，至此， 自動準同期操作完畢。第三節 同期裝置電壓回路在一次電路中，如果同期點斷路器兩側的電壓互感器一次測處于同一電壓 等級， 兩側的電壓互感器接線方式相同，則兩側的二次電壓同樣風映對應一次設備的同期參數，并可供同期裝置使用。圖6 9 : ） 即為此種接線。同期點（&（ " 1 2）兩側為同一電壓等級的設備。同期點兩側的電壓互感器" ; 、 & 、 ; 接線方式 相同。正常運行狀 態 下， 發 電 機 =

21、 經 "12 、 " 母 線 （或 ! 母線） 向 系 統 送 電。無 疑， 高壓母線、 ! 的電壓與發電機= 的端電壓是同期的， 同期電壓可選用" 12的兩側電壓互 感 器 之 二 次 同 名 相 電 壓。如 果 合 上 同 期 開關 ! " #" ， 同 期 小 母 線$ %" &與 $ " （ 上的電壓同樣是同期的（包括同相位）。如果在運! ） * 跳閘， 發生機解列，則 ! ） * 兩側的電壓不同期，與其對應小母線 $ %" &與 $ " （ 上的電壓隨之不同$ %" 上

22、電壓+&隨 高壓母線!、 " 上的電而同期小母線$ " （ 上的電壓+ 隨發電機電壓同步變化。圖 ,- . 電力變壓器接線示意圖（ / ， 01）1（ 2） 電力變壓器接線；（ 3） 電壓相量圖如果同期點兩側的電壓互感器一次側連接于不同電壓等級的母線上，楷同相對應的二次電壓并不同期。由圖,- . 及圖 ,-4 所示情況可知， 電力變壓器（ 為 / ， 011接線方式，電壓互感器! （ 5 與（5 接線方式相同，當 同期點 ） * 兩側電壓同期時，發電機端線電壓超前于66785母線同名線電壓. 79， 這樣， （ 5 的二次線電壓便超前于:（5 二次同名線電壓. 79

23、。在這種情況下，如果將 ! （ 5 的二次電壓即+&） 和 （5 的同名 即+） 直接引至同期裝+（ ;電壓+（ ;置，JJ7將不可能實現準同期并列。因為當前現場采用的準同期裝置只能在輸入的同判斷為同期點同期、并發出合閘命令。如果按前述線取得同期裝置用電壓，當同期裝置發出合閘命令的時刻，同期點 ) *兩側同名. 79， 這將造成非同期合閘。為此，當同期點兩側電壓互感于不同電壓等級時，同期電壓必須采取以下三種接線方式之一。一、 將系統側同期電壓移相在同期回路增設轉角變壓器( <( 見圖 ,- 4) 。 ( < 的一次側經同期開關 " #"圖！"

24、# 同期系統電壓回路（一）$%二 （）* 母線電壓；$+%,- 之二次電壓；$%, *之二次電壓連接于電壓互感器.,*的二次側，其二次側引至同期小母線/ 01+%/* 230,-的變壓比（*。因為,- 也采用5,67根線方式，使彳# ,- 的二次為.（側電壓超! 4前于一次側同名相電壓4（ 8。又因為,*的一次電壓與二次側電壓同相位，所以當同期點9:兩側電壓同期時，/ 01+%x上的電壓超前于高壓母線！ 的電壓 4（ 8;/ 1, %上的電壓同樣超前高壓母線！ 的電壓4（8, $%&與$+&同相位，使難 同期裝置能作出正確的準同期判斷，故能發出正確的命令。、將發電機同期電壓移相

25、在發電機出口電壓互感器,*的二次回路，增加轉角變壓器；(見圖！" <)。該轉角變壓器采用 =,> 接線。，-的一次側連接于 :的二次側，而見的二次側 引至同期電壓小母線 /1, %/ * 23轉角變壓器的二次電壓滯后于一次電壓4( 8,變壓比為.(-=?- ( *，其接線如圖！ " !所示。! 4當使用準同期裝置時，系統側電壓互感器.,*之二次電壓經同期開關1直接引至同期小 母線/ 01+%/ * 23。其 電壓$+&與！ 母線電壓$o&A!同相位(見圖！" <)。由于電力變壓器，采用5,677接線，在同期點兩側同期狀態下，發電機

26、端電壓 $%國前于高壓母線電壓$(&A!4( 8。發電機出口電壓互感器，* 之兩側電壓同相位，經 !"就是說， 又將變之后的二次電壓 #$處#$%! 滯后&（。也壓器 ! 產生的超前電壓后移（恢復） 至原來的相位，使同期小母線上的電壓#$%與#） $%同相位，（ #$%與下* + 下端的電壓同步，#） $%與 ! 母線電壓同步）， 使得同期電壓的相位分別與同期點兩側的電壓相位一致，同期裝置能正確地判斷同期點*+兩側的同期參數，實現同期系統正確工作。圖 ,- . 同期系統電壓回路（二）#） $% / 01 母線電壓；#$%發電機母線電壓；#）$% 2! 1 之二次電壓；

27、#$% ! "之二次電壓三、 利用電壓互感器的不對應繞組獲得同期電壓對于發電機變壓器組接線方式，為了彌補由于電力變壓器產生的兩側電 壓相位差，同期回路也可以選用兩側電壓互感器不對應二次繞組的電壓作為同 期電壓。在圖,- 3 中， 電壓互感器! 1 的二次星形側的線電壓超前于一次系統!) 同名線電壓&( 。電壓互感器2! 1 的一次對二次三角側接線方式為4，5(66 與電力變壓器! 相同) ， 此三角接線繞組的線電壓同樣超前于系統(母線!)同名線電壓&( 。也就是說，當同期點* + 兩側同期時，2! 1 的二次三角側的電壓#)$7與! 1 二次星形側的電壓#$78是同相

28、位的。所以在圖, - 3 中選用此二電壓圖！" ！轉角變壓器接線圖（#,$%& （ " ）* 之一次側線電壓；&， （ " ）* 之二次側線電壓作為發電機的同期電壓。圖！ ” + 同期系統電壓回路（三）在圖！ " +中，母線電壓互感器為四繞組型，即每相有一個一次繞組和三個二次繞組，電壓比為 &,-蚱 -%-% 0,即一次側為額定電壓時其二次星形側線! /! /電壓為 0,相電壓為 ! / 0；而二次三角形側電壓為 0o當發電機一變壓器組121投入時，系統側同期電壓&?4連接于0之二次三角側（&3，4）；電壓數值為%

29、 0;而發電機側同期電壓 &4連接于）0 之二次星形側6 4，其電壓數值也為 0。為了使兩側同期電壓取得共用點并接地（5 06, 3）,發電機側的同期回路經隔離變壓器! " #。隔離變壓器的變壓比為$%&$% %。當利用線路斷路器$（ ） 作為同期點時，投入線路* +* 。系統側電壓側電壓抽取裝置的, 相二次電壓, , - ， , , - 與一次 ,其額定數值為$%； 發電機側電壓仍為$! 之, . / 。從圖 0 1 2 看出， 此 電壓 , . / 與一次側所以選用此二電壓作為線路斷路器同期電壓。第四節 同期系統設備同期系統所使用的設備標示于圖0 1 （3 4）

30、之中， 其中自動同期裝置和監察繼電器一般安裝于控制室后排的繼電器屏上；切換開關、按鈕、 指安裝于控制屏正面，便于運行人員操作時觀察。同期系統的指示儀表有：! 接于系統側的電壓表；" 接于待并發電機側壓表； # 接于系統側的頻率表；$ 接于待并發電機側的頻率表；%接于同側電壓的同步表（亦有稱整步表的）。這五只表計一般對稱地布置在同一屏上。一、 電磁式同步表電磁式同步表一般帶來指示同期點兩側頻率差的大小和電壓相位 差大 小。圖 0 1 5 為 $! $ 1 * 型電磁式同步表的內部結構示意圖。表內 有三個固定線圈。線圖6 $ 和 6 3 分別經附加電阻7$、 73 及 72 連接至待并發

31、電機電壓 , . #和外 , #/ 上， 6 $ 與 6 3 在空間上布置為相互垂直。適當選擇7$、 73 和 72的阻值，使流經 6 $ 和 6 3 的電流 8$ 和83 在 相 位 上 也 相 差 9%: 。 根 據 電 工測量儀表的原理， 當整步表接入電路時，此二線圈的合成磁勢產生旋轉磁場。另一個線圈6布置在6 $、 6 3 的內部， 沿軸向繞在; 形鐵片的軸套外面。6 經附加電阻7 連接至系統電壓, . #上。當同步表接入電路時，6 內產生按正弦規律脈動的磁場，并磁化 ; 形鐵片。軸套與轉軸固定為一體。轉軸上端裝有指針和燕尾形平以及阻尼片。可動部分在線圈6 內部可以靈活轉動。圖 0 1

32、4) 中示出了6 $ 和 6 3 的電流相量8$、 83。適當選擇附加電$( %阻， 使! " # 電 磁式同步表內部結構示意圖（ $） 側視圖； （ %） 頂視圖圖 ! " & 電磁式同步表接線圖中性點 偏移至 （ ， 便可使 ） * 與 ）+ 相位差為&, - 。當同步表接入同期電壓回路時， 表內產生兩個磁場：一個是由.* 、 .+ 產生的空間上幅值不變的圓形旋轉磁場； 另一個是由. 產生的脈動磁場，此磁場的軸線位置不改變， 只是磁場強度及方向按正弦規律變化。使用手動準同期操作發電機并網過程中，同步表有以下三種指示。（ * ） 待并發電機電壓與運行系統電

33、壓同期。/ （/ 0 1 / / 0， 2（ 12， !3 1 !4。如圖! "$) 和 (%) 所示，在這種情況下，線圈 . 中的電流)( / 0超前于 /* ( ,相電壓 5, - 。線圈 . 產生的磁場使6 形鐵片磁化。被脈動磁場磁化的鐵片處于幅值不變的 旋轉磁場之中，鐵片上磁性的強弱受到旋轉磁場和脈動磁場的共同作用。因此可動鐵片的停留位置是由磁場之間的作用來決定的。由于鐵片本身具有慣性， 磁片不能時刻跟隨旋轉磁場不停地旋轉，兩磁場共同作用的結果是使鐵片保持在磁場最強的位置上，也就是停留在脈動磁場最大值與旋轉磁場的軸線方向!" #$ 電磁式同步表相量圖（ %） 線圈&

34、amp;# 和&中電流相量；（ （ ） 線圈 ）中電流相量；（ * ） +, - 滯后于 +. +/ ；（ 0）+/ 超前于 +. +/致的位置上。當磁片處于這一位置之后，旋轉磁場仍繼續旋轉，而移動位置脈動使兩磁極間吸力減弱，且有拉動鐵片旋轉的勢。但由于鐵片的慣性，還未來得及旋轉時，旋轉磁場已轉至接近#1$2位這 時兩磁極間的作用是使鐵片反轉的趨勢。這種交變的作用力使3 形轉， 只能停留在磁場最強的位置上。在完全同期時刻，鐵片及固的指針， 將停留在某一固定位置不動，此位置即為整步表的對于已制成的同步表，其內部參數不變，同期點是固定的。在表盤同期點有明顯的線條標志。（ ） 待并發電機電壓

35、及頻率與系統電壓及頻率相等，但相位角不相等。即 4.5 4， +. +/5 +/ ， !6!7。若待并發電機電壓滯后于運行系統電壓" 角， 則脈動 磁場比同步時刻提前" 角達到最大值。磁片為了占據磁場最強的位置，與旋 轉 磁場軸線保持一致，也隨之帶著指針偏離同期點并向的方向偏轉一角度，其!* ） 所示。"#（ $同理， 若待并發電機電壓超前于系統電壓為" 角 （見圖 ! "#$）（0） ， 則偏離同期點并向 “快” 方向偏轉一角度。應該指出，如果待并發電機的頻率與運行系統的頻率長期保持絕對相等，僅相位角不相等，同步表指針總是停留在 “快”（ 或

36、 “慢”） 的某一位置，就不現同期并網。（8） 待并發電機的電壓與運行系統電壓相等，而頻率持續不相等，即 +9:5+. 9: ， 4! 4. 。在這種情況，3 形鐵片被脈動磁場交變磁化一次的時刻，旋轉磁場不指針也就不可能停留在一個固定的位置上。若4 ;4. ， 則脈動磁場交變一次時旋轉磁場已轉過一圈多，! 形鐵片在磁化最強的瞬間，力圖與旋轉磁場軸線重合，必須帶著指針偏離原來相遇位置，向 “快” 方向偏一角度。等到一周期， 磁片又要在上次位置的基礎上，再向 “快” 的方向偏一角度。這個過程是人們只能從表盤上看到指針向 “快” 的方向不停的旋轉。同理，若 " #"$，則指針就向

37、 “慢” 的方向旋轉。當頻率差相差相當微小時，同步表指針旋轉得非當指針轉至同期點時，可實現難同期并網。但當頻率差較大時，由于表可動部分的機械慣性，指針不再旋轉而是不停地擺動。如果頻差太大，指針則不只有當頻差小于%&（ ! 時， 才允許將同步使用。2、 組合式同步表發電廠廣泛采用的）!* +%型組合式同步表，有三相式和單相式兩三相 式同步表外形及內部電路如圖, * + 及圖 ,* +- 所示。該電壓差表和同步表三部分組成。圖 , * + ）!*+%型組合式同步表外形布置圖. ） 正面布置圖；（ / ） 背面接線端子圖頻率差表 （ 01） 的表頭為雙向指示的電磁式微安表。利用穩壓管23+

38、別將輸入的正弦電壓波削波后形成方波電壓，再由電容4+ 和電阻 5+ 組成微分電路 和整流電路將交流電壓轉換成與電路頻率成正比的直流電流。4- 為濾波電容。待并發電機側的電流與系統側的電流反方向流經01 表頭線圈。當待并發電機與運行系統的頻率相同時，兩電流大小相等，方向相反，01 表頭線圈內電流為零， 表針指示在中間的零位置。因電容器的容抗與頻率成反比， 所以當待并發電機頻率大于系統頻率時，電容器左側） 的容抗值小于4（+ 右側） 的容抗值，經4（+整流管26（+左側）流入 01 表頭線圈的電流大于經整流管右側） 流入 01 表26（+頭的電流，則指針向正方向偏移。反之則指針向反方向偏轉。!圖

39、!" #$%&" #型組合式三相同步表內部接線圖電壓差表()的測量機構也是雙向指示的電磁式微安表。由整流管 ) * + 分 別將待并發電機和運行系統的交流電壓整流后反極性流入電壓差表頭線圈，若兩側電壓根等，則整流后的電流也相等，表頭線圈內電流為零，表針指示在零位 置。當待并發電機電壓大于系統電壓時，指針向正方向偏轉，反之向 反方向偏轉。同步表 (, 的工作原理與前述#- # " , 型同步表基本相同。組合式同步表準確度高，體積小， 但不能指示同期點兩側 頻 率 和 電 壓 的數值。若同期系統未裝設切換開關#, . , / 見圖 !" ($ 0)

40、， 應將同步表的端子 1 2與13。相連接，) 2 與 ) 3相連接， 見圖 + " #( # 4) 。這種情況下， 同期操作過程中不分粗調與細調。%&" #型單相式同步表的工作原理與三相式同步表基本相同，所不同的只 是同步表采用單相同期電壓，使同期電壓回路接線簡化。使用時只需從同期點兩側引來單相同期電壓即可。單相式同步表內部接線如圖#5 所示。表計的內部結構與三相式相同， 只是在外電路利用電容、電阻裂相法將單相電壓裂相成兩個相6 7 的電流分別送入8 #、 8 $ 線圈。3、 同步檢查繼電器為了保證同期點在滿足準同期條件時合閘，在同期系統中裝設有同步檢查圖 !&q

41、uot; #$ 單相式同步表內部接線圖繼電器%&， 以便在不滿足同期條件時閉鎖合閘回路。其作用主要是防止同期 點兩側電壓根位差過大時合閘。同步檢查繼電器的構造與一般電磁式電壓繼電器相同。它的兩個線圈(見圖 ! " #( ) 參數相同，分別接在系統電壓) *+, 和待并發電機電壓) +,上， 但它們的接線極性相反。當加入同期電壓時，每個線圈中產生一個磁通，而合成磁通! 為 此二磁通之和，其大小與兩線圈所受電壓之差成正比。因為在準同期操作過程中兩電壓數值基本 相 等， 電 壓 差 !) 的 大 小 主要 與 它 們 之 間 的 相 位 差 " 有 關。 又因為在準同期操

42、作過程中兩電壓的頻率不可能長時間的保持相等，即兩個電壓根量實為相對旋轉。設) *+, 為不動， 而 ) +, 以角速度!#。旋轉， 故" 角在不斷改變。當" - #./0時，!) 最大。此時兩電壓大小相等，方向相反。在回路接線中， 由于兩線圈是反極性連接輸入電壓的，所以此時兩線圈產生的磁通方向一致， 數值相加，合成磁通最大。同理當" - / 0時，!) - / ， 合成磁通為零。設 ) *+, - -) +, 則有圖 ! " #( 同期檢查繼電器示意圖(1)內部結構及接線圖；(2)電壓相量圖!) -33) +, , 456電磁式同步檢查繼電器的轉矩與其鐵

43、芯中的合成磁通的平方成正比。當通為零時，由于反作用彈簧的作用，舌片落下，動斷觸點閉合。當磁通增加并超過整定值時，舌片兩端被吸至鐵芯磁極，動斷觸點斷開。利用繼電器的刻度盤把 手， 可調節繼電器反作用彈簧的拉力，就可以將繼電器整定在一定的角度時起 動或返回。同步檢查繼電器 構 成 的 閉 鎖 回 路 如 圖 !" (# $) 所 示。在 同 期合閘小母線%&( 與 #&( 之間， 串入了同步檢查繼電器) * 的動斷觸點， 當同期點兩側電壓的相位差大于整定值時，該繼電器動作，其動斷觸點斷開， 切斷合閘回路，以免 發生非同期合閘。) * 的觸點由轉換開關%+( 控 制。只 有

44、 在%+ ( 置 于 “細調” 位置 時， 同 期 合 閘 回 路 才 能 經過%+ ( 的 觸 點 #, " ! 接 通 合 閘 小 母 線%&(。在 ) - 閉鎖回路中，) - 的觸點兩端并聯著轉換開關 +. 的觸點 %" / ， 它 是為了在特殊情況下解除閉鎖作用而設置的。例如，在系統側無電壓的情況下，需要同期點斷路器合閘向母線及饋電的觸點短接線路送電，就需要利用四、 自動準同期裝置自動準同期裝置的作用是代替準同期并列過程中的手動操作，以實現迅準確的準同期并列。因在有關教科書中對自動準同期裝置的原理已有詳明， 這里僅以001 " , 型自動準同期裝置

45、為例介紹其有關的二次回路。001 " , 型自動準同期裝置是功能較為齊全的自動準同期裝置，它具功能： " 自動檢查待并發電機與運行系統之間的電壓差及頻率差，并足難同期合閘條件時，自動提前發出合閘脈沖，使同期點斷路器壓相位差為零的瞬間閉合；# 當電壓差和頻率差過大時，對或調頻， 以加快并列過程。001 " , 型自動準同期裝置由合閘部分、調頻部分、調壓部分組成，如圖! "%, 所示。當使用該裝置時，只需合上#+ ( 開關， 則同期并列過程可自動完成。在 #+ ( 投入瞬間，由于裝置內部電容元件充電，可能引起出口合閘繼電器%) ( 誤抖動， 從而導致錯誤發出

46、合閘命令。為防止發生這種現象，電源投入時，裝置 自動閉鎖#2 后開始工作。裝置內部設置有整流電源設備，無需外加直流操作電源。圖 !" #$%&%" $ 型自動準同期裝置接線示意圖在合閘部分，首先將發電機電壓( 和運行系統電壓)變換成方波并形成三角波形的線性整步電壓* ， 然后進行鑒別：當頻率差和電壓差均小于整定值時， 以提前時間+, - 起動出口中間繼電器#. / ， 其觸點起動外電路合閘繼電器 ./0并發出合閘脈沖參見圖!2) 。" (1合閉閉鎖由邏輯回路實現，而電壓差閉鎖量! 由調壓部分引入。 調頻部分的作用是自動鑒別發電機的頻率和系統的頻率，并向待并

47、發電機發出調速脈沖， 使 待 并 發 電 機 的 頻 率 接 近 系 統 頻 率。調 速 脈 沖由出口繼電器1. / 、 3. / 的觸點傳遞至待并發電機的調速器。為了使待并發電機的頻率迅 速 接近系統頻率，同時又不發生過調現象， 該自動裝置能按比例調節。當頻差!, 值較大時，單位時間內送出的調節脈沖數較多，隨著 !,逐漸減小，單位時間內送出的調節脈沖數逐漸減少。同時為了適應各種不同性能的調速器，調速脈沖的寬度可進行人工手動調節整定。考慮到當同期點兩側頻率長期保持相等時( ! " #) ， 如果電壓相位較大， 發電機將沒有機會實施并列。為此，該裝置調頻部分每隔一定出一調節脈沖，以打破

48、并列過程中的靜止僵局，使發電機能順利并網。調壓部分的輸入量，為待并發電機的兩回路同期電壓$% 和系統側兩回路同 期電壓$&， 將各路輸入電壓整流后進行絕對值比較得到兩組直流量：一組為 $%$&； 另一組為$& $%， 再將此兩組直流量送至邏輯回路進行檢測。 調壓部分的作用是比較發電機電壓與系統電壓的高低，并自動發出調節脈使發電機電壓接近系統電壓。同時，在電壓差小于整定值時，向合閘部分出解除電壓差閉鎖的信號。為適應不同調壓特性的發電機勵磁調節器，調壓部()*、+) * 分 別起動外電路中 間 繼 電 器 , ) * - 、 ( ) * - ， 并 將 調 壓 信 號傳遞至

49、發電機的勵磁裝置。在調壓部分的出口繼電器()*、.)*線圈回路中分別串入.)和 “降壓” 脈沖。在調頻和 ()* 的動 斷觸點， 是為了防止同時發出 部分的出口繼電器/ ) * 、 , ) * 線圈回路中也分別串入,)* 和 /)* 的動斷觸點，同樣也是為了防止同時發出 “增速” 和 “減速” 脈沖。當合閘部分發出合閘脈沖時，0) * 動作的同時，其 動斷觸點切斷了調頻、調壓部分出口中間繼電器的線圈電源， 防止發出調頻和調壓脈沖。在 112 . 裝置的面板上有3 只信號燈450、 45/ 、 45, 、 45( 、45. 、 453。前五只信號燈分別顯示合閘、增速、 減速、 升壓、 降壓、 各調節脈沖發出的時刻，而信 號燈 453 顯示同期點兩側電壓的相位差。453 接在反極性串聯的6* 70與 6* 8/ 二 次繞組回路中，當發電機電壓