变配电所二次系统-第5讲

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1、变配电所二次系统变配电所二次系统（第五讲）山西大学工程学院山西大学工程学院 电力工程系电力工程系 马丽英马丽英第五讲 变电所的同步系统 应用：110kV及以下电压等级的变电所一般不考虑同步问题，220kV500kV变电所应根据变电所在电力系统中的位置、电力系统的调度管理要求确定是否装设同步系统。内容：常规变配电所同步系统接线及装置、微机式同步装置。实现原则：（1）同步并列方式及并列条件：准同步、自同步并列；一般采用准同步并列，条件是两侧系统的电压、频率、电压相角差相等，采用带闭锁的手动同步装置或捕捉同步装置。新建变配电所均采用微机同步装置。（2）同步点的设置：两侧电压来自不同电源的断路器称为同

2、步点，一般，同步点装设在：a.系统联络线上；b.三绕组变压器各电源侧；c.220kV、500kV母线分段、母联、旁路断路器；接线的各断路器。（3）同步系统接线：三相和单相接线方式。一般采用后者。第五讲 变电所的同步系统一、同步系统的接线 把同步点（断路器）两侧电压经过TV变换和二次回路切换后的交流电压引至同步电压小母线上，称为同步电压。同步系统由两部分组成：同步电压引入部分；手动准同步装置和捕捉同步装置。1.单相同步系统的同步电压引入方式 同步电压的引入与变电所的电气主接线、同步点设置、TV二次侧接地方式、中性点接地方式有关。同步电压取自待并系统和运行系统的单相电压（相电压或线电压）和公用接地

3、相。变电所TV二次侧接地方式一般为中性点直接接地，变电所各个典型同步点的同步电压引入方式及相应的相量图如下表5-1所示。第五讲 变电所的同步系统一、同步系统的接线 （1）220kV变电所同步系统接线 如下图5-1所示 主变压器高压侧断路器同步电压引入；母联断路器同步电压引入；出线断路器同步电压引入；（2）500kV变电所同步系统接线 如下图5-2所示 全部断路器均为同步点。两种方法：近区优先法、简化法。图5-1 220kV降压变电所同步系统图图5-23/2接线同步电压的引入 第五讲 变电所的同步系统二、同步装置 1.手动准同步装置 由同步测量表计、同步监察继电器和转换开关组成。（1）同步测量表

4、计：比较两个系统的电压、频率和相位。两种：分散式仪表（两只电压表、两只频率表、一只同步表、组合式同步表（一只电压表、频率表和同步表）。MZ10型组合式单相同步表电路如下图5-3所示。（2）同步监察继电器：防止在较大相角差下合闸而造成非同步合闸。其结构及运行特性如图5-4所示。图5-3 MZ10型组合式单相同步表电路第五讲 变电所的同步系统二、同步装置 1.手动准同步装置（3）手动准同步电路 集中手动准同步和分散手动准同步两种方式。变电所一般采用集中同步方式（将组合式同步表、同步开关、闭锁开关等集中装设在中央信号屏或控制屏的中间位置。操作人员与同步指示仪表配合进行的。两个待同步系统的电压、频率、

5、相位差由同步表监视，合闸脉冲由操作人员操作控制开关发出。首先通过调度指示，使两待同步系统的电压和频率差在允许的范围之内；操作人员根据同步表的指针和断路器的合闸时间，选定一个合适的提前角发出合闸脉冲，从而使断路器的主触头闭合时，两待同步系统的电压、相位差接近于零。如下图5-5所示。图5-5 手动准同步装置电路第五讲 变电所的同步系统二、同步装置 1.手动准同步装置（3）手动准同步电路 手动准同步的测量：“断开”、“粗略”、“精确”三个位置。同步断路器的合闸；手动准同步的闭锁。2.自动同步装置 恒定导前相角自动准同步和捕捉同步装置（电磁型、晶体管或微机型）两种型式。实际工程中后者用的较多。两个待同

6、步系统的电压和频率差调整到允许范围后，捕捉同步装置自动捕捉两系统的电压相位差，在030这一段可同步合闸的时机内自动发出合闸脉冲。第五讲 变电所的同步系统二、同步装置 2.自动同步装置（1）电磁型捕捉同步装置 电磁型捕捉同步装置的电路如下图5-6所示。电磁型捕捉同步装置的动作原理分析如下图5-7所示。频率差测量回路：由同步检查继电器KY1和KY2及时间继电器KT组成。合闸提前角选择回路（合闸启动回路）：由时间继电器KT和KY1触点及中间继电器KC、合闸继电器KC1组成。电压监视回路：由接在运行系统和待并系统上的电压继电器KV1和KV2组成。多次合闸闭锁回路：断路器辅助常开触点QF闭合，启动闭锁继

7、电器KC2。图5-6电磁型捕捉同步装置图5-7电磁型捕捉同步装置动作原理分析图第五讲 变电所的同步系统二、同步装置 2.自动同步装置（2）晶体管型捕捉同步装置（ZTB-1型如下图5-8所示）相位角差测量回路：由变压器T1、T2，裂相整流，滤波电路及由三极管VT1和VT2组成的零指示器构成。频率差测量回路：由三极管VT3、VT4、电位器R7、电容器C3构成充电式时间电路。合闸导前角选定回路：导前角选定回路由三极管VT1、VT5和VT6构成。电压差闭锁及低电压闭锁回路：由变压器T1、T2的第三绕组，整流桥U1、U2、U3，三极管VT7、VT8构成。防止多次合闸的闭锁回路：由闭锁继电器KC2和断路器

8、的辅助触点（或合闸位置继电器）构成。直流电源回路：由降压电阻、稳压管、抗干扰电容等元件构成。第五讲 变电所的同步系统二、同步装置 自动准同步装置 常规电磁或晶体管式自动准同步装置的缺陷：电路原理的缺陷造成导前时间不稳定，同步速度慢且不能实现精确快速同步；温度、湿度等及元件老化造成元件参数漂移不稳定。微机型自动准同步装置的特征：通过描述同步过程的数学模型，快速、精确地求解同步操作的各种问题，如导前时间、均频均压控制、捕捉第一次并网时机问题等，捕获第一次出现的零相差并网，消除了模拟式同步装置带来的各种问题。第五讲 变电所的同步系统二、同步装置 自动准同步装置（1）微机型自动准同步装置的基本功能 a

9、.能适应TV的不同相别和电压值；b.有良好的均频与均压控制品质；c.确保在相差为零度时同步；d.捕获第一次出现的同步时机；e.具备低压和高压闭锁功能；f.能及时消除同步过程中的同频状态；g.具备接入变电所微机监控系统（SNCS）的通信功能；h.能自动在线测量并列点断路器合闸回路动作时间；i.更多便于设计和使用的功能（自动转角、复合同步表、调试校验、检查外接电路、提供录波相关电量等）。第五讲 变电所的同步系统二、同步装置 自动准同步装置（2）微机型同步装置的基本原理（差频、同频并网）原理框图如下图5-9所示。a.微型计算机；b.频差、相角差鉴别电路；c.压差鉴别电路；d.输入电路：并列点选择信号、断路器辅助触点信号、远方复位信号、面板的按键及拨码开关；e.输出电路：控制、信号、录波、显示、输出；f.电源；g.试验装置。图5-9 微机自动同步装置原理框图 第五讲 变电所的同步系统二、同步装置 自动准同步装置（3）SID-2T型线路微机自动准同步装置 a.软件流程：如下图5-10所示。主程序；定时中断子程序；b.二次回路：如下图5-11所示。交流电压回路；直流控制回路；图5-10SID-2T软件流程图 图5-11SID-2T同步装置电路图