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第 7章 同期系统

MZ － 10 型组合式同期表外形图

1T1 － S型同期表外形

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教学目的：掌握同期条件、同期方式、同期点及同期方式的设置、 同期电压的引入、手动准同期装置、自动准同期装置、 发电机的自动准同期装置；复习旧课：掌握信号回路的类型、信号回路的基本要求、中央事故 信号系统、由 ZC － 23 型冲击继电器构成的中央预告信 号电路、由 JC－ 2型冲击继电器构成的中央预告信号电路 及交流系统装置；重 点：掌握同期点及同期方式的设置、同期电压的引入、手动 准同期装置、自动准同期装置、发电机的自动准同期装置难 点：掌握同期点及同期方式的设置、同期电压的引入、手动 准同期装置、自动准同期装置、发电机的自动准同期装置

第 7章 同期系统

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§7-1 概述§7-2 同期电压的引入§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路§7-4 同期装置接线§7-5 自动准同期装置§7-6 微机同期装置

第 7章 同期系统

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同期操作（或同期并列）：是将同步发电机投入到电力系统参加同期并列运行的操作，同期操作是借助于同期电压和同期装置实现的。同期系统：在发电厂和变电站中，通常把反映同期装置和同期电压连接关系的回路称为同期系统。

7.1.1 同期操作的基本要求：并列 QF合闸瞬间产生的冲击电流 ich ＜ iym

QF 合闸后，发电机能迅速同步。

§7-1 概述

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1 、理想条件 :电压大小相等频率相同电压相位角差不超过允许值相序相同

2、实际条件 :电压差≤（ 5%～ 10% ） Ue

频率差≤（ 0.2% ～ 0.5% ） fe, 即 0.1 ～ 0.

25HZ相位差≤ 100

7.1.2 同期条件

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1 、准同期方式（ 1）开机→励磁升压→同期操作→合闸（合 QF）（ 2）优点：冲击电流小（ 3）缺点：并列操作时间长；操作要求高；操作系统复杂，要求严格（ 4）分为手动准同期和自动准同期2、自同期方式（ 1)开机→转数升至 95%ne→合 QF→励磁升压，拉入同步（ 2)优点：并列快；操作简单；接线简单（ 3）缺点：冲击电流大；并列瞬间引起系统电压短时严重下降；系统之间不能采用自同期并列

7.1.3 同期方式

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同期点：发电厂（或变电站）中每个有可能进行同期操作的断路器。也就是说当断路器两侧有可能出现非同一系统电源时，此断路器是同期点。

1 、同期点的设置：

QF上设置 :（ 1）两侧均有电源（基本条件）

（ 2）检查同期要求（必要条件）

方法：在 QF两侧设置有同期作用的 TV

7.1.4 同期点及同期方式的设置

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（ 1）发电机出口 QF：手动和自动准同期（ 2）发电机 -双绕组升压变压器组高压侧；发电机 -三绕组变压器各电源侧 QF：手动和自动（ 3）对侧有电源的双绕组升压变低压侧；三绕组变各电源侧 QF：手动准同期（ 4）母线分段 QF、母联 QF和旁路 QF：手动准同期（ 5）对侧有电源的线路 QF：手动准同期（ 6）角形和外桥线路的 QF

2 、同期点及同期方式的设置情况设置

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7.2.1 同期电压

1 、定义 :同期电压是同期点（断路器）两侧电压经过电压互感器变换和二次回路切换后的交流电压。为了全厂（站）配用—套同期装置，需要把同期电压引到同期电压小母线上。所以，通常把同期电压小母线上的二次电压称为同期电压。

2 、待并系统（靠近 G） ：取 A、 B、 C相电压，接入同期小母线 WSTCa（ TQMa）、 WSTCc （ TQMc ）、 WBV （ YMb）

运行系统 ( 远离 G）：取 A、 B相电压，接入同期小母线 WOSa（ TQMa′）、 WBV （ YMb）

§7-2 同期电压的引入

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1 、接线：

图7-1

SAS1 （ TK）：同期开关（只有“接通”和“断开”两个位置）发电机：待并系统母线：运行系统同期小母线： WSTCa（ TQMa）、 WSTCc （ TQMc ）、 WBV（ YMb）、 WOSa（ TQMa′）

同期闭锁小母线： 1WSCB（ 1TBM ）、 2WSCB（ 2TBM ）

7.2.2 发电机出口 QF同期电压的引入

泸州职业技术学院 二次回路 11图 7-1 发电机出口断路器三相同期电压的引入电路

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2 、同期电压的引入 :图7-1

（ 1）待并系统侧：由发电机出口 TV1 二次侧电压反映a相经 SAS1 （ 5-7 ）接至 WSTCa（ TQMa）

c 相经 SAS1 （ 9-11 ）接至 WSTCc （ TQMc ）

b相直接接至公共小母线 WBV(YMb)

（ 2）运行系统侧：由母线 TV2 二次侧电压反映a相经 SAS1 （ 13-15 ）接至 WOSa（ TQMa′）

b相直接接至公共小母线 WBV(YMb)

7.2.2 发电机出口 QF同期电压的引入

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1 、接线：图7-2

SAS2 （ TK）：同期开关（只有“接通”和“断开”两个位置）发电机侧母线：待并系统高压侧母线：运行系统同期小母线： WSTCa（ TQMa）、 WSTCc （ TQMc ）、 WBV(YMb) 、 WOSa（ TQMa′）

同期闭锁小母线： 1WSCB（ 1TBM ）、 2WSCB（ 2TBM ）转角变压器： TR（ ZB）相位补偿接线转角小母线： ZMa、 ZMc

7.2.3 主变高压侧 QF同期电压的引入

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图 7－ 2　　双绕组变压器三相同期电压的引入

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2 、同期电压的引入 :图7-2

（ 1）待并系统侧：由发电机母线 TV2 二次侧电压反映a相经 SAS2 （ 5-7 ）接至 ZMa→TR（ ZB）△侧

c 相经 SAS2 （ 9-11 ）接至 ZMc→TR（ ZB）△侧

WSTCa（ TQMa） WSTCc （ TQMc ）

b相直接接至公共小母线 WBV(YMb)

（ 2）运行系统侧：由高压侧母线 TV3 二次侧电压反映a相经 SAS2 （ 13-15 ）接至 WOSa（ TQMa′）b相直接接至公共小母线 WBV(YMb)

→TR （ ZB ） Y侧

7.2.3 主变高压侧 QF同期电压的引入

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1 、接线：图7-3

SAS3 （ TK）：同期开关（只有“接通”和“断开”两

个位置）母线侧：待并系统线路负荷侧：运行系统同期小母线： WSTCa（ TQMa）、 WSTCc （ TQMc ）、 WBV

（ YMb）、 WOSa（ TQMa′）同期闭锁小母线： 1WSCB（ 1TBM ）、 2WSCB（ 2TBM ）

7.2.4 线路 QF 同期电压的引入（对侧有电源的线路）

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图 7－ 3　　线路 QF三相同期电压的引入

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2 、同期电压的引入 :图7-3

（ 1）待并系统侧：由母线侧 TV3 二次侧电压反映a相经 SAS3 （ 5-7 ）接至 WSTCa（ TQMa）

c 相经 SAS3 （ 9-11 ）接至 WSTCc （ TQMc ）

b相直接接至公共小母线 WBV(YMb)

（ 2）运行系统侧：由线路负荷侧 TV4 二次侧电压反映

a相经 SAS3 （ 13-15 ）接至 WOSa（ TQMa′）

b相直接接至公共小母线 WBV(YMb)

7.2.4 线路 QF 同期电压的引入（对侧有电源的线路）

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同期小母线是公用的，一共四根，其中 WBV （ YMb）公共接地。在没有进行并列操作前，除公用接地小母线外，其余三条小母线均无电压，只有在并列操作时，才带有待并断路器 QF1 两侧的二次电压。同期点位置不同，同期电压的引入方式也不同。每次只能投入一套同期装置：同期开关采用公用的可抽出手柄

结 论

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7.3.1 同期检测装置

全厂公用，有两种型式：同期小屏：装有五只测量仪表，即两只频率表、两只电压表和一只电磁式（ 1T1—S型）同期表；组合式同期表：包括一只频差表、一只压差表和一只同期表。（通常采用 MZ—10 型）。

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

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五表制— 1V、 2V 、 1HZ 、 2HZ 、 S （ 1）组成：呈对称布置

两只电压表 PV1 、 PV2 ：分别监视运行系统和待并系统电压调节使同步发电机电压与系统电压相等。△∪＜ 5%∪e两只频率表 PC1 、 PC2 ：分别监视运行系统和待并系统频率改变水轮机的转速（导水叶的开度）使频率相等。△ f ＜ 0.2%fe一只同步表 PS ：监视两侧电压相位，，调整相位同期表计切换开关 SSM1 ：“断开”“粗略同期”“精确同期”三个位置同期检查继电器 KY：防止非同期合闸

1 、同期小屏

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图 7－ 4　 1T1 － S型同期表外形与接线（ a）外形（ b）原理接线 （ c）外部接线

1 、同期小屏

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(2) 同步表 PS指针：图7-4顺时针旋转：待并系统频率高于运行系统频率逆时针旋转：运行系统频率高于待并系统频率

指针旋转速度越快：频差越大指针旋转速度越慢：频差越小指针指到红线：相位差为 0

(3) 接线：图7-5WSTCa：经 SSM1⑤⑦，⑥⑧→ PV2 ， PC2 ；经 SSM1⒀⒂→PSWSTCc ：经 SSM1 （ 21 ）（ 23）→ PSWOSa：经 SSM1⑨⑾，⑩⑿→ PV1 ， PC1 ；经 SSM1⒄⒆→PSWBV ：经 SSM1①③，②④→ PV1 ， PC1 ， PV2 ， PC2 ， PS ，同时→ KY

1 、同期小屏

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图 7-5 同期小屏接线图

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7 、 3、 1 同期检测装置1、同期小屏：五表制— 1V、 2V 、 1HZ 、 2HZ 、 S

（ 4）同期操作过程：图7-5

①投入相应同期开关 SAS→将 QF 两侧的电压经 SAS 引到同期小母线中②将切换开关 SSM1 切至“粗略同期”，观察 PV2 、 PC2指示并调

节待并系统使其读数接近于 PV1 、 PC1 。△∪＜ 5%∪e ；△ f ＜ 0.

2%fe

③将 SSM1 切至“精确同期”，观察指针由慢向快方向缓慢旋转④当指针接近红线 100 ，操作控制开关 SA 使 QF 合闸，系统并列⑤切除同期开关 SAS 。注意合闸瞬间的把握

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

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7 、 3、 1 同期检测装置2、组合式同期表：三表制 （ 1）组成：一只频差表 Hz—测△ f 一只压差表 V—测△∪ 同期表 S—测△ψ （通常采用 MZ—10 型）

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

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7 、 3、 1 同期检测装置§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

图 7-6 MZ － 10 型组合式同期表（ a）外形图 （ b）外部接线图

（ a） （ b）

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7 、 3、 1 同期检测装置 2 、组合式同期表：频率差表： fG=fS指针指在 0； fG＞ fS指针正偏； fG＜ fS指针

负偏电压差表： UG=US指针指在 0； UG＞ US指针正偏； UG＜ US指针

负偏

同期表：同上。 A0 ， B0“粗略同期”； A0 ， B0“精确同期”

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

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7 、 3、 1 同期检测装置 2 、组合式同期表：

（ 2）接线：图7-7

WSTCa：经 SSM1①③，②④→ A

WSTCc ：经 SSM1⑤⑦，⑥⑧→ C

WOSa：经 SSM1⑨⑾，⑩⑿→ A0 ， SSM1⒀⒂→A’0

WBV ：直接接至 B， B0 ， B’0

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

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图 7-7 组合式同期表的同期接线图

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7 、 3、 1 同期检测装置

2 、组合式同期表：图7-7

（ 3）同期操作过程 ①投入 SAS →将 QF 两侧的电压经 SAS 引到同期小母线中。 ②将 SSM1 切至“粗略同期”，观察电压差表和频率差表指示并调节待并系统使其读数接近于 0 ③将 SSM1 切至“精确同期”，观察指针由慢向快方向缓慢旋转 ④当指针接近红线 100 ，操作 SA合闸，系统并列 ⑤切除 SAS

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

泸州职业技术学院 二次回路 32

7 、 3、 2 同期闭锁电路 :防止误操作造成的非同期并列 1 、同期点 QF 之间应相互闭锁 为了避免同期电压回路混乱而引起非同期并列，在并列操作的时间内，同期电压小母线只能存在待并断路器两侧的同期电压。为此，每个同期点断路器均装有同期开关，并公用一个可抽出的手柄，此手柄只有在“断开”位置时才能抽出。以保证在同一时间内，只允许对一台同期点断路器进行并列操作。

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

泸州职业技术学院 二次回路 33

7 、 3、 2 同期闭锁电路 :防止误操作造成的非同期并列 2 、同期装置之间应相互闭锁 发电厂或变电站可能装有两套及以上不同原理构成的同期装置。为了保证在同一个时间内只投入一套同期装置，一般通过同期选择开关（即手动准同期开关 SSM1 、自动准同期开关 SSA1 和自同期开关 SSA2 ）来实现，并公用一个可抽出的手柄。

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

泸州职业技术学院 二次回路 34

7 、 3、 2 同期闭锁电路 :防止误操作造成的非同期并列 3 、手动调频（调压）与自动调频（调压）回路相互闭锁（ 1）在待并发电机控制屏上手动调频（或调压）时，应切除集中同期屏上的手动调频（或调压）回路。 （ 2）手动调频（或凋压）时，应切除自动均频（或均压）回路。

（ 3）自动调频（或调压）装置和集中同期屏上的手动调频（或调压）装置，每次只允许对一台发电机进行调频（或调压）。

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

泸州职业技术学院 二次回路 35

7 、 3、 2 同期闭锁电路 :防止误操作造成的非同期并列 4 、闭锁继电器 KY（ TJJ ） 为了防止在不允许的相角差下误合闸，通常在手动准同期合闸回路中装设闭锁误合闸的同期检查继电器。

（ 1）交流回路。同期检查继电器平时不工作， SSM1处于

“断开”位置，只有在手动准同期时将 SSM1 置于“精确”位置，KY 才接于运行系统电压（或）和待并系统电压（或）上。全厂（所）公用一只同期检查继电器。

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

泸州职业技术学院 二次回路 36

7 、 3、 2 同期闭锁电路 :防止误操作造成的非同期并列（ 2）直流回路。

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

图 7-8 带有闭锁的断路器合闸回路

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7 、 3、 2 同期闭锁电路 :防止误操作造成的非同期并列 （ 2）直流回路。

KY（ TJJ ）：同期检查继电器，只有当同期双方电压相位后差值在整定范围内时，才闭合较长时间。S2 （ BK）：手动操作闭锁开关，当同期双方某一方无电时，可投入 S2使 QF 能可靠合闸。

§7-3 同期系统的同期检测装置及闭锁回路

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7 、 4、 1 手动准同期装置的任务：　 1 、检测频差并调整：利用频差表（或两只频率表）检测系统与待并发电机的频率差，并利用调速（或调频）开关，人为地调整待并发电机的频率，使其向系统频率靠拢。　 2 、检测压差并调整：利用压差表（或两只电压表）检测系统与待并发电机的电压差，并通过调整发电机的励磁来调整待并发电机的电压，使其向系统电压靠拢。 　 3 、捕捉同期点：运行人员根据频差表和压差表的指示，判别频差和压差是否满足准同期并列条件。当满足时，再根据同期表的指示，选择合适的超前时间（此超前时间约等于断路器的合闸时间）发出合闸脉冲，以保证断路器合闸时，两侧电压间的相角差等于零或控制在允许范围内。

§7-4 手动准同期装置接线

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7 、 4、２ 接线§7-4 手动准同期装置接线

泸州职业技术学院 二次回路 40

7 、 4、 3 同期操作步骤 1 、开机，励磁升压 2 、投入 SAS 3 、将 SSM1 切至“粗略同期”，观察电压差表和频率差表指示并调节待并系统使其读数接近于 0 4 、将 SSM1 切至“精确同期”，观察指针由慢向快方向缓慢旋转 5 、当指针接近红线 100 ，操作 SA合闸，系统并列 6 、切除 SAS

§7-4 手动准同期装置接线

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功能：能自动检测待并发电机与系统之间的电压差、频率差大小，当满足准同期条件时，自动发出合闸脉冲命令，并保证断路器主触头闭合瞬间 δ=00压差或频差不满足要求，能自动闭锁合闸脉冲，同时还能检测压差或频差的方向，对发电机电压或频率进行调整，以加快自动并列过程。

§7-5 自动准同期装置

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§7-6 微机同期装置

泸州职业技术学院 二次回路 43

7-1 同期的方式有哪两种？各有何特点？

7-2 什么是同期点？哪些断路器有设置同期点？

7-3 同期电压如何引入？转角变压器有什么作用？

7-4 同期电压小母线有哪几条？各反映什么电压？何时带电？

7-5 为什么发电厂和变电站只允许用一只同期开关操作手柄？

第 7章 作业

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7-6 精确同期和粗略同期有何区别？粗略同期的目的是什么？

7-7 同期装置有哪些闭锁措施？怎样实现闭锁功能？

7-8 对照图 7-11叙述手动准同期并网的操作步骤。

7-9 模拟式同期装置存在的主要问题是什么？

7-10 微机同期装置的主要特点是什么？

7-11 微机同期装置如何检测准同期条件？

第 7章 作业

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