第二章同步发电机的自动并列装置 21并列的方法有哪两种？如何定文？各有何特点？ 22准同步并列的实际条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果？ 2-3为什么要在8=00之前提前发合闸脉神？ 2-4自动准月步装置的任务是什么？ 2-5何谓整步电压？ 26说明全波线性整步电压的特点。 2-了试分析钱性整步电压最低植不为零时，对导前时间有何影响？ 28说明自动准同步装置中导前时间脉冲和导前相角脉冲的根本区别。 29白动准同步装置由哪几个部分构成？各部分的作用是什么？ 2-10说明顾差大小检查的方法及原理。 211属出合制方框图。说明其流程，并分析当满足准问步条件时才发合闸脉冲。 2-12自动准月步装置主要输入信号和输出信号？ 213说明顿差方向鉴别的方法。 214对调顾部分有哪些基本要求？定性画出调领部分的构成柜图。 215说明压差大小和方向鉴别原理. 2-16某发电机并列断所路器的合闸时间为Q,28s,当要求類差控制在0,2北时，若采用自 动准同步装置来使系统并列，。试求导前相角脉冲的导前角度为多少度？Z20一5型装置需整 定的参数有哪些？是调整哪些元件？ 217自动准月步装置中，号前相角因故增大1倍或缩小1倍。试月发电机并列时有何 现象？ 218自动准月步装置，若接入G时极性反接或将G和s两者接错，试分析装置的 行为，有何现象和结果？ 2-19模拟式并列装置存在的主要月题是什么 220数字式并列装置的定义及主要特点是什么日
第二章 同步发电机的自动并列装置 2-1 并列的方法有哪两种？如何定义？各有何特点？ 2-2 准同步并列的实际条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果？ 2-3 为什么要在δ=00 之前提前发合闸脉冲？ 2-4 自动准同步装置的任务是什么？ 2-5 何谓整步电压？ 2-6 说明全波线性整步电压的特点。 2-7 试分析线性整步电压最低值不为零时，对导前时间有何影响？ 2-8 说明自动准同步装置中导前时间脉冲和导前相角脉冲的根本区别。 2-9 自动准同步装置由哪几个部分构成？各部分的作用是什么？ 2-10 说明频差大小检查的方法及原理。 2-11 画出合闸方框图，说明其流程，并分析当满足准同步条件时才发合闸脉冲。 2-12 自动准同步装置主要输入信号和输出信号？ 2-13 说明频差方向鉴别的方法。 2-14 对调频部分有哪些基本要求？定性画出调频部分的构成框图。 2-15 说明压差大小和方向鉴别原理。 2-16 某发电机并列断路器的合闸时间为 0.28s，当要求频差控制在 0.2Hz 时，若采用自 动准同步装置来使系统并列，试求导前相角脉冲的导前角度为多少度？ZZQ－5 型装置需整 定的参数有哪些？是调整哪些元件？ 2-17 自动准同步装置中，导前相角因故增大 1 倍或缩小 1 倍，试问发电机并列时有何 现象？ 2-18 自动准同步装置，若接入 uG 时极性反接或将 uG 和 usys 两者接错，试分析装置的 行为，有何现象和结果？ 2-19 模拟式并列装置存在的主要问题是什么？ 2-20 数字式并列装置的定义及主要特点是什么？
习题答案 21并列的方法有哪两种？如何定义？各有何特点？ 容：1》准同步并列：发电机在并列合闸前己加励磁。当发电机电压的幅值、频率、相 位分别与排列点系统侧电压的幅值，规率，相位接近相等时，将发电机斯路暑合铜，亮成并 列操作。 准同步并列的优点是并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低：不足是并列操作过程 中需要对发电机电压、颜率进行调整，并列时间较长且操作复条。 2)自同步并列：将未加的磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上陆 磁，在原动机转矩，同步力矩的作用下将发电机拉入月步，完成并列操作。 白同步并列的优点是并列过程中不存在调参发电机电压、顿率的问题，并列时间短且操 作简单，在系统电压和领率降低的情况下，仍有可能将发电机并入系统，容易实现自动化 不足是并列发电机末经卧磁，并列时会从系统中吸收无功而造成系统电压下降，同时产生很 大的冲击电流。 22准同步并列的实际条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果日 容：1》待并发电机与系统电压幅值楼近相等。电压差不应超过额定电压的路`1作。 2)在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电压的相位差应接近零，误差不应大于 5。 3)待并发电机电压与系统电压的颠率应接近相等，频率差不应超过额定颜率的 0.2%0.5销. 如果不满足并列条件，将产生冲击电流，引起发电机产生振高，严重时冲击电流产生的 电动力会损坏发电机。银等导致发电机失步，造成并列不成功。 2-3为什么要在8=00之前提前发合侧脉冲？ 容，发电机准同步并列要求并列断路器主触头闭合时，应使5等于（°。由于斯路器的 合闹过程有一定的时间，因此必颈在6=0”导前一个时间td发出合闸脉冲。 2-4自动春问步装置的任务是什么？ 容：应能自动检定特并发电机和系饶母线间的压差，规差大小，当满足要求时，导前(5 =0°)1d时间白动发出合网脉冲角令，使断路器主触头闭合时8=0°。如果压差或频差不 满足要求，则检出压差和顾差方向，对特并发电机进行电压或顾率的调整，以如快自动并列 的过程。 2-5何谓整步电压？
习题答案 2-1 并列的方法有哪两种？如何定义？各有何特点？ 答：1）准同步并列：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相 位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并 列操作。 准同步并列的优点是并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低；不足是并列操作过程 中需要对发电机电压、频率进行调整，并列时间较长且操作复杂。 2）自同步并列：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励 磁，在原动机转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。 自同步并列的优点是并列过程中不存在调整发电机电压、频率的问题，并列时间短且操 作简单，在系统电压和频率降低的情况下，仍有可能将发电机并入系统，容易实现自动化； 不足是并列发电机未经励磁，并列时会从系统中吸收无功而造成系统电压下降，同时产生很 大的冲击电流。 2-2 准同步并列的实际条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果？ 答：1）待并发电机与系统电压幅值接近相等，电压差不应超过额定电压的 5%~10%。 2）在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电压的相位差应接近零，误差不应大于 5°。 3）待并发电机电压与系统电压的频率应接近相等，频率差不应超过额定频率的 0.2%~0.5%。 如果不满足并列条件，将产生冲击电流，引起发电机产生振荡，严重时冲击电流产生的 电动力会损坏发电机，振荡导致发电机失步，造成并列不成功。 2-3 为什么要在δ=00 之前提前发合闸脉冲？ 答：发电机准同步并列要求并列断路器主触头闭合时，应使δ等于 0°。由于断路器的 合闸过程有一定的时间，因此必须在δ=0°导前一个时间 tad 发出合闸脉冲。 2-4 自动准同步装置的任务是什么？ 答：应能自动检定待并发电机和系统母线间的压差、频差大小，当满足要求时，导前（δ =0°）tad 时间自动发出合闸脉冲命令，使断路器主触头闭合时δ=0°。如果压差或频差不 满足要求，则检出压差和频差方向，对待并发电机进行电压或频率的调整，以加快自动并列 的过程。 2-5 何谓整步电压？
容：包含同步条件信息量的电压。 26说明全被线性整步电货的特点。 容，1)b最大值E△对应5=0”成380”，最小值对筐6=180°。所以线性整步电压 包含了相角差信息量。 2)zb被形和顶值电压与G、5s的畅值无关，不包含压差信息量， 3)b的斜率与fs成正比，包含了频差信息量： 2-7试分析线性整步电压最低值不为零时，对导前时间有何响？ 答：如图线性整步电压最低值不为零b'相当于比例电路形成的电压1上叠加一个直 流分量，导政tnd两增大， uzb" talcts2 2-8说明白动准同步装置中导前时间味冲和导输相角脉冲的根本区别： 答：导前时间脉冲脉冲：丛终止于香=0°，对应的ta与C,tad仅与电路参数R、C 值及n值有关，不受频差、压差大小变化的影响， 恒定导前相角脉冲U:“对称于舌0°，对应的5不受顾差、压差大小变化的影响。 29自动准洞步装置由哪几个部分构成？各部分的作用是什么？ 答：Z四一5型自动准同步装置由合闸部分、调频部分、调压部分和电薄部分组成。 1)合闸部分作用：检查并列条件，当并列点处两侧的压差、规差均满足要求时，导前 (80°)ad时间白动发出合闸脉冲命令，使断路器主触头闭合时60°：当压差或颜差 不满是要求时，闭域合闸命令， 2)调频部分作用：整别频差方向，当发电机類率高于系统频率时，应发减速脉冲：当
答：包含同步条件信息量的电压。 2-6 说明全波线性整步电压的特点。 答：1）uzb 最大值 EΔ对应δ=0°或 360°，最小值对应δ=180°。所以线性整步电压 包含了相角差信息量。 2）uzb 波形和顶值电压与 uG、usys 的幅值无关，不包含压差信息量。 3）uzb 的斜率与 fs 成正比，包含了频差信息量。 2-7 试分析线性整步电压最低值不为零时，对导前时间有何影响？ 答：如图线性整步电压最低值不为零 Uzb’相当于比例电路形成的电压 上叠加一个直 流分量，导致 tad 两增大。 2-8 说明自动准同步装置中导前时间脉冲和导前相角脉冲的根本区别。 答：导前时间脉冲脉冲 终止于δ=0°，对应的 tad=nRC，tad 仅与电路参数 R、C 值及 n 值有关，不受频差、压差大小变化的影响。 恒定导前相角脉冲 对称于δ=0°，对应的 不受频差、压差大小变化的影响。 2-9 自动准同步装置由哪几个部分构成？各部分的作用是什么？ 答：ZZQ－5 型自动准同步装置由合闸部分、调频部分、调压部分和电源部分组成。 1）合闸部分作用：检查并列条件，当并列点处两侧的压差、频差均满足要求时，导前 （δ=0°）tad 时间自动发出合闸脉冲命令，使断路器主触头闭合时δ=0°；当压差或频差 不满足要求时，闭锁合闸命令。 2）调频部分作用：鉴别频差方向，当发电机频率高于系统频率时，应发减速脉冲；当
发电机颠率低于系统频率时，应发增速脉冲。 3)调压部分的作用：整别压差方向，当发电机电压高于系统电压时发降压脉冲，当发电 机电压低于系统电压时发升压脉冲，使发电机电压趋近系统电压：当压差满足并列条件时解 除压差用领： 4)电源部分作用：为准同步装置提供直流电源。 2-10说明顾差大小检查的方法及原理。 答：1》方法：比较导前时间愁冲和导前相角账冲出现的先后次序 2)频差大小的检直原理 设恒定导前时间所对应的相角为8，相定导前相角所对应的时间为6，则在某一滑楚 仙s下有 Sad =@):1s S:=0s tad 的 8s =0h set Lat 式中®耀为的整定滑差。整理可得如下关系 od 当《ad即U:比后出现时，有|uS>w.5Ct:颜整不裤足要求： 当4td.即：比先出现时，有1u5<ωs.et,领笼满是要求： Lemtad,.Ud和u同时出现时，有|wS引-us.st.颜差刚好满足要求。 所以，通过比较：与出现的先后次序，可以检查频差大小， 211西出合属方框图。说明其流程，并分析当满足准月步条件时才发合闸脉冲
发电机频率低于系统频率时，应发增速脉冲。 3）调压部分的作用：鉴别压差方向,当发电机电压高于系统电压时发降压脉冲，当发电 机电压低于系统电压时发升压脉冲，使发电机电压趋近系统电压；当压差满足并列条件时解 除压差闭锁。 4）电源部分作用：为准同步装置提供直流电源。 2-10 说明频差大小检查的方法及原理。 答：1）方法：比较导前时间脉冲和导前相角脉冲出现的先后次序 2）频差大小的检查原理 设恒定导前时间所对应的相角为δt，恒定导前相角所对应的时间为 ，则在某一滑差 ωs 下有 整定 式中 为的整定滑差。整理可得如下关系 当 |ωs.set|；频差不满足要求； 当 >tad，即 比 先出现时，有|ωS|<|ωs.set|，频差满足要求； =tad， 和 同时出现时，有|ωS|=|ωs.set|。频差刚好满足要求。 所以，通过比较 与 出现的先后次序，可以检查频差大小。 2-11 画出合闸方框图，说明其流程，并分析当满足准同步条件时才发合闸脉冲
细定导有时产生 n 有挂地树 所-路四6自闲厘分寿周 容：流程：G,55经整形电路获得方波，经混频、低通滤波获得，经比例一 微分电路和电平检测电路疾得d,zb经电平检测电路得到恒定导截相角脉冲心：d,电 源闭锁电路装置判断投入电潭时间。由调压部分给出压差检查结果U△。最后由合制逻辑 电路决定是否发出合闸命令。 合闸逻铜检查并列条件，当并列点处两侧的压差灣足要求时，输出U△口低电位，投入 电源1广2s时0为低电位：U:比巧先出现时，颜差病足要求，则导前(60)tad 时间自动发出合闸脉冲命令，使断路器主触头闭合时5=0”，当压差成频差不满足要求时， 闲领合闸命令。 2-12自动准月步装置主要输入信号和输出信号？ 答：输入信号：G,SS状老量输入：td,w.0t,U加等并列点数学量，工作状 态及复位按钮。 输出信号：A合闸脉冲及信号：B。增速脉冲及信号：C.减速脉秋冲及信号：D.升压 陈冲及信号：E降压味神及信号：R同步信号 213说明频差方向鉴别的方法。 答：利用[uG]和[usys】后沿与[usys]和[uG]高低电位相对关系 (1)f(fsys:在0矿(6(180r,[usys]后滑位置落在[uG高电位区间： (2)fofsys:在0㎡(818r,[uG]后沿位置落在[usys]高电位区间. 214对调频部分有愿生基本要求？定性西出调镜部分的构成框图。 答：基本要求：1)正确鉴别顿差方向。2)按顿差比例调节。3)调顿脉冲党度可调。4) 当顾差过小（小于0.5）时自动爱如速金令
答：流程：uG，uSyS 经整形电路获得方波，经混频、低通滤波获得 UZb，UZb 经比例— 微分电路和电平检测电路获得 ，uzb 经电平检测电路得到恒定导前相角脉冲 ；电 源闭锁电路装置判断投入电源时间，由调压部分给出压差检查结果 U△U，最后由合闸逻辑 电路决定是否发出合闸命令。 合闸逻辑检查并列条件，当并列点处两侧的压差满足要求时，输出 U△U 低电位，投入 电源 1~2s 时 为低电位； 比 先出现时，频差满足要求，则导前（δ=0°）tad 时间自动发出合闸脉冲命令，使断路器主触头闭合时δ=0°；当压差或频差不满足要求时， 闭锁合闸命令。 2-12 自动准同步装置主要输入信号和输出信号？ 答：输入信号：uG，uSyS 状态量输入；tad，ωs.set， 等并列点数字量，工作状 态及复位按钮。 输出信号：A.合闸脉冲及信号；B．增速脉冲及信号；C．减速脉脉冲及信号；D．升压 脉冲及信号；E.降压脉冲及信号；F.同步信号 2-13 说明频差方向鉴别的方法。 答：利用[uG]和[usys]后沿与[usys]和[uG]高低电位相对关系 （1）fGfsys：在 0º<δ<180º，[uG]后沿位置落在[usys]高电位区间。 2-14 对调频部分有哪些基本要求？定性画出调频部分的构成框图。 答：基本要求：1）正确鉴别频差方向。2）按频差比例调节。3）调频脉冲宽度可调。4） 当频差过小（小于 0.05Hz）时自动发加速命令
福 一翳 的图- 215说明居差大小和方向鉴别原理. 答：用直接比较法整别压差大小和方白 设1△-6_=当h“cact时，电平检测1,2不动作，表示压卷满是要 求，不闲领合闸嚥冲： 当小小ct时，电平检测电路动作，表示压差不满足要求。闭镇合何脉冲，不 允许合闹。 当a-U6.0.且an-s0taCt,电平检测1动作，发降压命令 当ba-m_U60.且bmn-OsetXact,.电平检测2动作，发升压金令. 2-16某发电机并列断路器的合闹时间为0,28s,当要求频差控制在0,2地时，若采用自 动准同步装置来使系统并列，试求导前相角脉冲的导前角度为多少度？Z9一5型装置需整 定的参数有厚些：是调整厚些元件？ 容：并列装置中整定tadt℃，则 Bod =a ut Lad =2*1800*0.2*0.28=20.160 Z0一5型装置需整定的参数有1)1ad调整元件是：R111,C10C104C106其中作相C调， 111作细调，一般tadet℃另外通过调整120整定电平检测动作电压也可改变tad值. 2)8d调竖元件是：通过调整12参定电平检测动作电压 Gd=a st Lad 3)加速味冲宽度：调整241：减速账冲宽度：调整240。 4)调压脉冲间隔时间：调整333：调压林冲时间：调整335。 217自动准月步装置中，导前相角因截增大1倍或缩小1倍，试月发电机并列时有何 现象？
2-15 说明压差大小和方向鉴别原理。 答：用直接比较法鉴别压差大小和方向 设|△U|=| - |当 Uact 时，电平检测电路动作，表示压差不满足要求，闭锁合闸脉冲，不 允许合闸。 当 Uan= - >0，且 Uan-Uset>Uact，电平检测 1 动作，发降压命令； 当 Ubn= - >0，且 Ubn-Uset>Uact，电平检测 2 动作,发升压命令。 2-16 某发电机并列断路器的合闸时间为 0.28s，当要求频差控制在 0.2Hz 时，若采用自 动准同步装置来使系统并列，试求导前相角脉冲的导前角度为多少度？ZZQ－5 型装置需整 定的参数有哪些？是调整哪些元件？ 答：并列装置中整定 tad=tYC，则 =2*1800*0.2*0.28=20.160 ZZQ－5 型装置需整定的参数有 1)tad 调整元件是：R111、C103C104C106 其中作粗 C 调， R111 作细调，一般 tad≈tYC 另外通过调整 R120 整定电平检测动作电压也可改变 tad 值。 2）δad 调整元件是：通过调整 R142 整定电平检测动作电压， 3）加速脉冲宽度：调整 R241；减速脉冲宽度：调整 R240。 4）调压脉冲间隔时间：调整 R333；调压脉冲时间：调整 R335。 2-17 自动准同步装置中，导前相角因故增大 1 倍或缩小 1 倍，试问发电机并列时有何 现象？
答：比较导前时间脉冲和导前相角脉冲出现的先后次序检查频差大小，为正确检查顾差， 整定tat℃. d址M,若将导前相角5ad增大1倍，则在相当于2倍的s1 下合佩。将使发电机产生振动，严重时导致发电机失步，造成并列不成功。 若将导前相角6ad缩小1倍.0一5将按照事st/2f作为滑差定值进行频差 检查，即频差条件诚少1倍，使发电机调整过程加长。 2-]8自动准月步装置，若接入G时极性反接或将G和us两者接错，试分析转置的 行为，有何现象和结果 答：1)若接入G时极性反接，产生的线性整步电压zb移相1800，即[zb■x对应 8-160r. 对合阁部分的影利：造成丛和U:在8=189r前出爱，如果此时合闸，将产生根大 的冲击电流。 对调镜部分的影响：[Gd]和[usys]后沿与[usys]和[d】高低电位相对关系也移相180r, 调顾方向不受影响，但区间鉴别电路将在6·(180500)左右输出低电位脉冲，允许调颜. 对调压部分无影响。 2)若将G和5罗s两者输入互换，则电压，顿率向相反方向调整，。即压差、顿差值变 大，无法实现并列 2-19核数式并列装置存在的主要月题是什么？ 容：模数式并列装置是认为“8是匀速的。但实际上是多变的，如系统频率不额稳定或 发电机转速是变化的，都会有不同程度的加速度。特别是对合间时间较长的断路器，合树瞬 间相角差会很大，引起很大的冲击电流。或为了获得稳定的仙系：把并列过程拉得很长。另 外，由于装置元件老化减因温度变化引起的参数变化，也将使导前时同产生误差。 2-20数字式并列装置的定义及主要特点是什么？ 定义：借助于微处理器的高速处理信息能力，利用编制的程序，在硬件配合下实现发电 机并列操作。 主要特点：由于利用微处理器具有高速运算功能和逻辑判断能力，使对机组的调节更加 快速，更加精确，在類差满足要求后，随时确定理想导前相角。使合树解间冲击电流更小， 同期过程缩短
答：比较导前时间脉冲和导前相角脉冲出现的先后次序检查频差大小,为正确检查频差， 整定 tad=tYC， ，若将导前相角δad 增大 1 倍，则在相当于 2 倍的 Wset 下合闸，将使发电机产生振动，严重时导致发电机失步，造成并列不成功。 若将导前相角δad 缩小 1 倍,ZZQ－5 将按照 Wset/2 作为滑差定值进行频差 检查,即频差条件减少 1 倍,使发电机调整过程加长。 2-18 自动准同步装置，若接入 uG 时极性反接或将 uG 和 usys 两者接错，试分析装置的 行为，有何现象和结果？ 答：1）若接入 uG 时极性反接，产生的线性整步电压 Uzb 移相 1800，即 Uzb.max 对应 δ=180º。 对合闸部分的影响：造成 和 在δ=180º前出现，如果此时合闸，将产生很大 的冲击电流。 对调频部分的影响：[uG]和[usys]后沿与[usys]和[uG]高低电位相对关系也移相 180º， 调频方向不受影响，但区间鉴别电路将在δ=（180º+500）左右输出低电位脉冲，允许调频。 对调压部分无影响。 2）若将 uG 和 usys 两者输入互换，则电压，频率向相反方向调整，即压差、频差值变 大，无法实现并列。 2-19 模拟式并列装置存在的主要问题是什么？ 答：模拟式并列装置是认为ωs 是匀速的，但实际上是多变的，如系统频率不很稳定或 发电机转速是变化的，都会有不同程度的加速度。特别是对合闸时间较长的断路器，合闸瞬 间相角差会很大，引起很大的冲击电流。或为了获得稳定的ωs，把并列过程拉得很长。另 外，由于装置元件老化或因温度变化引起的参数变化，也将使导前时间产生误差。 2-20 数字式并列装置的定义及主要特点是什么？ 定义：借助于微处理器的高速处理信息能力，利用编制的程序，在硬件配合下实现发电 机并列操作。 主要特点：由于利用微处理器具有高速运算功能和逻辑判断能力，使对机组的调节更加 快速，更加精确，在频差满足要求后，随时确定理想导前相角，使合闸瞬间冲击电流更小， 同期过程缩短