准同步法操作及监视方法

1.准同步法并列的条件

同步发电机投入并联运行时，为了避免产生冲击电流，防止发电机组的转轴受到突然的冲击扭矩遭受损坏，以及电力系统受到严重的干扰，则待投入并列运行的发电机需要满足下列条件：

（1）发电机电压和电网电压大小相等。

（2）发电机电压相位和电网电压相位相同。

（3）发电机的频率和电网频率相等。

（4）发电机的相序与电网相序相同。

上述条件中的第（4）个条件，只要在电机安装时或大修后按规定调试后，此条件就满足了。

2.准同步法的并列操作

把发电机调整到完全符合上述四条并联条件后并入电网，这种方法称为准同步法。这是靠操作人员将发电机调整到符合并联条件后才进行合闸并网的操作。调整过程中常用同步指示器来判断条件的满足情况。最简单的同步指示方法是灯光法，是利用三组同步指示灯来检验合闸的条件，一般用于实验，也可采用同步表法进行并网操作。

（1）灯光法。灯光法的同步指示器由三组相灯组成，并有直接接法（图3.29）和交叉接法（图3.30）两种。

图3.29　直接接法时的接线图

图3.30　交叉接法时的相量图

设采用直接接法，即电机各相端与电网同相端对应，则每组灯上的电压ΔU相同，且。现假定发电机与电网的电压幅值相同，但频率不等，即U2=U1，f2≠f1，将其三相形式绘于同一相量图，如图3.30所示。由于发电机侧的相量角频率为ω2=2πf2，电网侧的相量角频率为ω1=2πf1，设f2＞f1，则2相对于1以角速度ω2-ω1旋转。当二者重合时，ΔU=0；而二者反相时，则ΔU=2U1，表明Δ以频率f2-f1在（0～2）U1之间交变，即三组相灯以频率f2-f1闪烁，同亮同暗。(www.xing528.com)

综上可知，采用直接接法并列操作可按以下步骤进行：将待并列运行的发电机转速升高到接近同步转速，调节励磁电流使端电压与电网电压相等。此时，若相序正确，则在发电机频率与电网频率相差时，三组相灯会同时亮、暗。调节发电机转速使灯光亮、暗的频率很低，并在三组灯全暗时刻，迅速合闸，完成并网操作。

图3.31　交叉接法的接线图

上述操作保证了合闸时刻ΔU≈0，所以没有明显的电流冲击。但是，合闸前灯光仍在极缓慢地亮、暗变化，说明f2和f1并不是严格相等，合闸后ΔU依然存在。分析表明，正是由于ΔU的存在所产生的自整步作用，才使得电机最终能同步运行，并使f2=f1的并列运行条件最终得以满足。

如采用图3.31所示的交叉接法，即一组灯同相端连接，另两组灯交叉相端连接，则加于各组相灯的电压不等，如图3.32所示，从而各组灯的亮度也不一样。

图3.32　旋转灯光法并网过程分析

设ω2＞ω1，则发电机侧电压相量相对于电网侧电压相量的旋转角速度为ω2-ω1，结合图3.32可知结果为三组灯的亮度会依次变化。首先是第Ⅰ组灯熄灭，再是第Ⅱ组，接下来是第Ⅲ组，周而复始，循环变化，好像灯光在逆时针旋转，旋转速度为ω2-ω1。反之，若ω2＜ω1，则情况类似，只是灯光的旋转方向变为顺时针。因此，交叉接法又称之为旋转灯光法，其优点是显示直观。根据灯光旋转方向，调节发电机转速，使灯光旋转速度逐渐变慢，最后在第Ⅰ组灯光熄灭、另两组灯光等亮时迅速合闸，完成并列操作，并最终由自整步作用牵入同步运行。

（2）同步表法。同步表法是在仪表的监视下，调节待并发电机的电压和频率，使之符合与系统并列的条件时的并列操作。其原理接线如图3.33所示。

系统电压和待并发电机电压分别由电压表PV1和PV2监视，调节待并列发电机的励磁电流，使其电压与系统电压大小相等。系统频率和待并列发电机频率分别由频率表PF1和PF2监视，调节待并列发电机的原动机转速，使其频率接近系统的频率。准同步法并列条件中的相位与频率相同，可由同步表PS监视，如图3.34所示，同步表表盘有一红线刻度。当同步表的指针向快的方向旋转时，表明待并列发电机高于系统频率，此时应减小原动机转速，反之亦然。并列操作时，调节待并列发电机的励磁电流和转速，使仪表PV1和PV2、PF1和PF2的读数相同，同步表PS的指针转动缓慢，指针转至接近红线时，表明并列条件已满足，应迅速合闸，完成并列操作。

图3.33　准同步法并列的原理接线图

图3.34　同步表外形图

实际操作中，除相序相同要绝对满足外，其余三个条件允许有一定的偏差，例如频率偏差不超过0.2%～0.5%。