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2023-06-28
准同步方式和分类的应用与分析
【摘要】：准同步的主要优点是操作时冲击电流较小，对电力系统不会产生大的扰动，对发电机不造成损伤，是水电厂和变电所中最广泛使用的同步方式。常用的准同步装置的原理采用恒定导前相角δpt或导前时间tpt两种方式。自动准同步装置分为半自动准同步装置和自动同步装置。半自动准同步装置不设转速与电压调节单元，只设合闸命令控制单元。当频率差、电压差满足要求时，准同步装置选择合适时间自动发出合闸脉冲，将断路器合闸。
准同步的主要优点是操作时冲击电流较小，对电力系统不会产生大的扰动，对发电机不造成损伤，是水电厂和变电所中最广泛使用的同步方式。
准同步并列点断路器合闸瞬间产生的冲击电流和扰动主要决定于该瞬间的脉动电压和滑差角频率，因此准同步并列要对脉动电压和滑差角频率进行监视，根据断路器合闸固有时间选择最理想的发出合闸脉冲时间，使断路器的主触头闭合时，两端电压的相位差φd接近或等于零。脉动电压的表达式见式（3-10），波形如图3-6所示。
图3-6 脉动电压的波形
图3-6可见，滑差角频率ωd值不同，脉动电压的周期Td不同，且随滑差角频率变化，脉动电压的最大值为2UG或2US。
因此，准同步装置要解决以下问题：
（1）并列点两侧的电压幅值差（或有效值差）Ud=UG-US小于允许值，即
式中 Uen——电压差允许值。
（2）频率差fd=fG-fs小于允许值，或滑差周期Td大于允许值，即
如滑差允许值规定为0.2%，则允许频率
，允许滑差周期Ten=10s。
（3）合闸相角差的控制。最理想的合闸瞬间是同步点两侧电压相量重合的时刻，即δd=0°。考虑到合闸回路控制电器和断路器操动机构合闸的故有动作时间tna，因此在两电压相量重合之前提前tna发出合闸命令，即所谓的导前时间tpt，若选择导前时间等于提前时间tna=tpt，这样就能确保在相角差δd=0°时发电机并入系统。
常用的准同步装置的原理采用恒定导前相角δpt或导前时间tpt两种方式。恒定导前相角的同步装置是采用并列点两侧电压相量重合之前的一个恒定角度发出合闸脉冲。恒定导前时间的同步装置则采用并列点两侧电压相量重合之前的一个恒定时间发出合闸脉冲。恒定导前相角式只有在一特定频差时才能实现合闸瞬间相角差为零；恒定导前时间式能保证在任何频差时都可保证合闸瞬间相角差为零。
准同步可用手动准同步和自动准同步两种方法实现。手动准同步装置是由运行人员监视电压差、频率差及整步表，靠经验判断合闸时间，操作断路器合闸。同时设有自动调节电压和频率单元，在电压差和频率差满足要求时允许发出合闸脉冲；压差或频差不满足条件时闭锁合闸脉冲的送出。
自动准同步装置分为半自动准同步装置和自动同步装置。半自动准同步装置不设转速与电压调节单元，只设合闸命令控制单元。若频差不满足要求，通过控制原动机的调速器（DEH）实现自动调节原动机的转速。若压差不满足要求，通过控制发电机励磁调节装置（AVR）实现自动调节发电机的电压。当频率差、电压差满足要求时，准同步装置选择合适时间自动发出合闸脉冲，将断路器合闸。
自动准同步装置ASU（Automatic Synchronizing Unit）具有均压控制、均频控制和合闸控制的全部功能，将待并发电机和运行系统经电压互感器的二次电压接入自动装置后，由它实现监视、调节并发出合闸脉冲，完成同步操作的全过程。
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