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由式（2－8）可知，相角差?e是时间的函数，所以并列时合闸相角差?e与发出合闸信号的时间有关，如果发出合闸信号的时间恰当，有可能在两电压重合的时间合闸，使冲击电流为零。 d.频率差过大时发电机可能并列不成功：不恰当，可能在
?e较大时合闸，可能引起较大冲击电流
注意：如果并列时频差较大，即使合闸时的相角差?e很小，满足要求，但这时待并发电机需经历一个很长的暂态过程才能进入同步运行状态，严重时甚至失步，因而也是不允许的。（用Fig 2-4说明： 频差较小，滑差周期长，经过从发电机状态－电动机状态来回摆动的振荡过程，可缩短发电机并列 后的暂态过程，尽快拉入同步运行，并列成功。但如果频差过大，滑差周期短，经历较长时间才能进入同步，如图2-4所示，可能导致发电机失步，造成并列失败。)一般实际操作时，调整发电机频率略高于系统频率，这样当拉入同步并列后立即带上部分负荷，频率会适当降低，接近系统频率。
三、 自同期并列
1.定义：
将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网频率，滑差角频率不超过允许值，且在机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器，再合上励磁开关，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。 2.冲击电流的计算
未加励磁时拉入电网，相当于电网经过很小的电抗而短路，产生的冲击电流的周期分量由下式求得：
''Ih?UX （2－13） ''Xd?XX式中，UX－归算到发电机端的电网电压；XX－归算后的电网等值电抗
发电机母线电压UG为
UG?UX'' （2－14） Xd''Xd?XX机组一定时，自同期并列的冲击电流主要决定于系统的情况，发电机的端电压值与冲击电流成正比。
四、两种方式的特点和适用性比较
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并列方式 准同期并列 并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低。并列条件检测及产生的冲击电流 特点 较小冲击电流是允许的，在“自整步作用”下，能将发电机拉入同步。 需对发电机电压、频率并列时间，操作过程 进行调整，并列时间长，且操作复杂。 不存在电压和频率调整问题，并列时间短，不需选择并列合闸时机，且操作简单。限于当时技术水平，曾作为水轮机组处理系统事故的重要措施之一。 过去适用于故障情况下发电机适用于正常和故障情况下的并列。 适用性 的紧急并列。（对应于特点１和２）但由于产生较大冲击电流，非正常情况下采用时也受到限制。现在基本趋于淘汰。 适用于发电机并入系统，两系统之间的并列（变电所采用的方式）。 自动准同期：正常情况下的同期并列。手动准同期：自动的备用方式。 不能用于两系统间的并列操作。 未加励磁，并列时从系统吸收无功，造成电压下降，同时引起较大冲击电流。 自同期并列 本节作业题：2-5，2-7，3-1，5-1，6-1，7，9
思考题：
1．什么是同步发电机自动准同步并列？有什么特点？适用什么场合？为什么？ 2．滑差，滑差频率，滑差周期
3．电力系统中，同步发电机并列操作应满足什么要求？为什么？ 4．准同期并列和自同期并列有什么不同？ 作业题：
1．为什么准同步并列产生的冲击电流小？
2．同步发电机准同步并列的理想条件是什么？实际条件是什么？ 3．同步发电机准同步并列时，不满足并列条件会产生什么后果？为什么？ 4．为什么存在频率差影响发电机进入同步运行的过程？用相量图加以说明。
思考题
1-1．并列操作 2-1．准同步 2-2．自同步
2-4．电力系统中，同步发电机并列操作可以采用什么方法？
2-5．什么是同步发电机自动准同步并列？有什么特点？适用什么场合？为什么？ 2-6．什么是同步发电机自同步并列？有什么特点？适用什么场合？为什么？ 2-7．为什么准同步并列产生的冲击电流小？ 2-8．为什么自同步产生很大的冲击电流？ 3-1．滑差：
滑差频率： 滑差周期：
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3．滑差、滑差频率、滑差周期有什么关系？ 4．在发电厂，哪些断路器可以作为同步点？ 发电机CB、母联断路器CB、三绕组变的三侧CB
5-1．电力系统中，同步发电机并列操作应满足什么要求？为什么？ . 6-1．同步发电机准同步并列的理想条件是什么？实际条件是什么？
7．同步发电机准同步并列时，不满足并列条件会产生什么后果？为什么？
8．说明同步发电机采用自动准同步方式并列时，产生冲击电流的原因，为什么要检查并列合闸时的
滑差？
9．为什么存在频率差影响发电机进入同步运行的过程？
第二节 准同期并列的基本原理
本节重点：脉动电压的概念；准同期并列装置的组成单元；两种提前量信号的概念。 准同期并列：系统运行中的主要并列方式。
并列断路器主触头闭合瞬间所出现的冲击电流以及进入同步运行的暂态过程，决定于合闸时的脉动电
?值和滑差角频率?。 压USs?和?进行检测和控制，? 准同期并列的任务：对U并选择一合适的时间发出合闸信号，使合闸瞬间的USss值在允许值以内。
?进行检测并提取信息，当提取信息表明并列条件满足，即检测的信息：QF两侧的电压，主要针对Us选择合适的时间合闸，完成并列。 一、脉动电压
有两种情况：
(1) 断路器两侧电压幅值相等
?与U?的幅值相等，???，令两电压相量重合瞬间为起始点，这时U的表达式由(2-7) 设UGXsGX和(2-9)得
us?Uscos(Us?2UmGsin?G??x2t) ?2Umxsin?St2＝2UmGsin?e2?e2
?St?0 US?0，?St?? US?2UmG
脉动电压波形如Fig.2-6所示，为正弦脉动波形。
(2) 断路器两侧电压幅值不相等，Us的表达式如(2-15)式所示。
?St?0 US?UmG?UmX，?St?? US?UmG?UmX脉动电压波形如Fig.2-7所示。
以上两种情况中，Fig.(2-6)和Fig.(2-7)表明，在脉动电压波形中载有准同期并列所需检测的信息―――电压幅值差，频率差以及相角差随时间的变化规律，因而并列两侧电压为自动并列装置提供并列条件信息，供选择合适的合闸信号发出时间等。具体讨论如下： 1、 电压幅值差
由Fig.(2-7)可得脉动电压波形的最小幅值即两电压的幅值差。
USmin?UmG?Umx
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即使合闸时机掌握得好，相角差为零，并列点两侧有电压幅值差存在时仍会导致冲击电流，为限制并网合闸时的冲击电流，设定电压幅值差限制，作为并列条件之一。 2、 频率差
?与U?间的频率差即脉动电压幅值U的频率f，它与滑差角频率?的关系如式(2-10)所示。UssSGX?S?2?fS
要求?S小于某一允许值 脉动电压周期TS大于某一给定值，实际操作中，可以通过测量TS来检测待并发电机组与电网间的滑差角频率的大小，即频率差的大小。 例：.要求?S?0.2%?N，即?S?0.2? TS?2?fS?0.2?(rad/s) 1002??S?10(s)
上述分析是基于fG、fx为恒定的前提下的，但对于要求快速并网的机组，这一前提未必成立，因此自动并列装置应能实时检测?S和相角差加速度3、 合闸相角差的控制
考虑到断路器操作机构和合闸回路控制电器的固有动作时间，必须在两电压相量重合之前发出合闸信号，即取一提前量。 提前量的类型：
(1) 恒定越前相角：在两相量重合之前恒定角度?YJ发出合闸信号的。
(2) 恒定越前时间; 在两相量重合之前恒定时间tYJ发出合闸信号的。一般并列合闸回路有固定动
作时间，这一装置得以广泛采用。
二、准同期并列装置
1． 控制单元
为使待并发电机组满足并列条件，准同期并列装置主要由三个单元组成。 (1) 频率差控制单元
任务：检测两电压相量间的滑差角频率?S。
实现：调节待并发电机组的转速，使其频率接近于系统频率。 (2) 电压差控制单元
任务：检测两电压相量间的电压差。
实现：调节发电机电压，使其与电网电压间的电压差值小于规定允许值，促使并列条件的形成。 (3) 合闸信号控制单元
任务：检查并列条件中的(1)和(2)是否满足。
实现：当待并机组的频率和电压满足并列条件时，该单元就选择合适的时间发出合闸信号，使
并列断路器的主触头接通时，相角差?e接近于零或控制在允许范围以内。
2． 自动化程度分类
准同期开列装置主要组成部件如Fig.2-8表达。 按自动化程度可分为： (1) 半自动并列装置
d?S等值，以利于快速并网的实施。 dt 第 12 页
