恆定導前時間式自動同步裝置

㈠ 電動機的工作原理及分類

電動機的工作原理：電機的形式很多，但其工作原理都基於電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產生電磁功率，達到能量轉換的目的。三相非同步電機是感應電機，定子通入電流以後，部分磁通穿過短路環，並在其中產生感應電流。短路環中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環部分和沒有短路環部分產生的磁通有了相位差，從而形成旋轉磁場。通電啟動後，轉子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，即旋轉磁場與轉子存在相對轉速，並與磁場相互作用產生電磁轉矩，使轉子轉起來，實現能量變換。
電動機的分類：
1.按工作電源分類
根據電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。
2．按結構及工作原理分類
根據電動機按結構及工作原理的不同，可分為直流電動機，非同步電動機和同步電動機。
3.同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。
4.非同步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為三相非同步電動機、單相非同步電動機和罩極非同步電動機等。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。
4.直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、並勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。
5．按起動與運行方式分類根據電動機按起動與運行方式不同，可分為電容起動式單相非同步電動機、電容運轉式單相非同步電動機、電容起動運轉式單相非同步電動機和分相式單相非同步電動機。
6．按用途分類可分為驅動用電動機和控制用電動機。
驅動用電動機又分為電動工具（包括鑽孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設備（包括各種小型機床、小型機械、醫療器械、電子儀器等）用電動機。
控制用電動機又分為步進電動機和伺服電動機等。
7．按轉子的結構分類根據電動機按轉子的結構不同，可分為鼠籠型感應電動機（舊標准稱為鼠籠型非同步電動機）和繞線轉子感應電動機（舊標准稱為繞線型非同步電動機）。
8．按運轉速度分類根據電動機按運轉速度不同，可分為高速電動機、低速電動機、恆速電動機、調速電動機。
低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。
調速電動機除可分為有級恆速電動機、無級恆速電動機、有級變速電動機和無級變速電動機外，還可分為電磁調速電動機、直流調速電動機、PWM變頻調速電動機和開關磁阻調速電動機。
非同步電動機的轉子轉速總是略低於旋轉磁場的同步轉速。
同步電動機的轉子轉速與負載大小無關而始終保持為同步轉速。

㈡ 發電機組並列運行的條件是什麼

發電機組投入並列運行的整個過程叫做並列。將一台發電機組先運行起來，把電壓送至母線上，而另一台發電機組啟動後，與前一台發電機組並列，應在合閘瞬間，發電機組不應出現有害的沖擊電流，轉軸不受到突然的沖擊。合閘後，轉子應能很快的被拉入同步。隨著負荷的波動，電力系統中運行的發電機組台數經常要變動。因此，同步發電機的並列操作是電廠的一項重要操作。另外，在系統發生某些事故時，也經常要求將備用發電機組迅速投入電網運行。可見，並列操作在電力系統中是很頻繁的。電力系統的容量在不斷增大，同步發電機的單機容量也越來越大，大型機組不恰當的並列操作將導致嚴重後果。因此，對同步發電機的並列操作進行研究，提高並列操作的准確度和可靠性，對於系統的可靠運行具有很大的現實意義。
一、發電機並列運行的條件
1、待並發電機的電壓有效值Uf與電網的電壓有效值U相等或接近相等，允許相差±5％的額定電壓值。

待並發電機的電壓有效值Uf，與電網的電壓有效值U之間的壓差ΔU，若在允許范圍內，所引起的無功沖擊電流是允許的。否則ΔU越大，沖擊電流越大，這個過程相當於發電機的突然短路。因此，必須調整兩者間的電壓，使其接近相等後才可並列。

2、待並發電機的周波ff應與電網的周波f相等，但允許相差±0.05～0.1周/秒以內。

若兩者周波不等，則會產生有功沖擊電流，其結果使發電機轉速增加或減小，導致發電機軸產生振動。如果周波相差超出允許值而且較大，將導致轉子磁極和定子磁極間的相對速度過大，相互之間不易拉住，容易失步。因此，在待並發電機並列時，必須調整周波至允許范圍內。通常是將待並發電機的周波略調高於電網的周波，這樣發電機容易拉入同步，並列後可立即帶上部分負荷。

3、待並發電機電壓的相位與電網電壓的相位相同，即相角相同。

在發電機並列時，如果兩個電壓的相位不一致，由此而產生的沖擊電流可能達到額定電流的20～30倍，所以是非常危險的。沖擊電流可分解為有功分量和無功分量，有功電流的沖擊不僅要加重汽輪慎鋒機的負擔，還有可能使汽輪機受到很大的機械應力，這樣非但不能把待並發電機拉入同步，而且可能使其它並列運行的發電機失去同步。

在採用准同期並列時，發電機的沖擊電流很小。所以，一般應將相角差控制在10º以內，此時的沖擊電流約為發電機額定電流的0.5倍。

4、待並發電機電壓的相序必須與電網電壓的相序一致。

5、待並發電機電壓的波形應與電網電壓的波形一致。

以上條件中第4項關於相序的問題，要求在安裝發電機的時候，根據發電機規定的轉向，確定好發電機的相序而得到滿足。所以在以後的並列過程中，相序問題就不必考慮了。第5項關於電壓波形的問題，應在發電機生產製造過程中得以保證。

綜上所述，在發電機並列時，主要滿足1～3項的條件，否則將會造成嚴重事故。在並列合閘過程中，發電機與電網的電壓、周波、相位角接近但並不相等時，由此而產生的較小沖擊電流還是允許的。合閘後，在「自整步作用」下，能夠將發電機拉入同步。

二、發電機並列時的操作
投入並聯的過程稱為整步過程，實用的方法有兩種，准確整步法（准同步法），把發電機調整到完全合乎投入並聯條件再進行並聯合閘操作；自整步法（自同步鎮瞎法），先將發電機勵磁繞組經過限流電阻短路，當發電機轉速接近同步速時（小於5%），先合上並聯開關，再立即接入勵磁，依靠定、轉子間的電磁力自動將電機牽入同步。其操作簡單、無復雜設備，合閘有沖擊電流。
1、准同期並列法

（1）燈光明暗法
當發電機滿足並聯運行條件時，三個燈泡不亮，此時合閘並聯運行。當燈泡不滅，則表示不滿足並聯運行條件，需要調整發電機的轉速、電壓和相位。
（2）燈光旋轉法
有兩相交叉接線，一相燈滅，另兩相燈光亮度不變，滿足並聯條件，合閘運御孝空行。若頻率不等，燈光交替亮暗，形成燈光旋轉。根據頻率超前和滯後，燈光旋轉方向不同，可以判斷兩者頻率高低關系。
2、自動同步並列法
系統電壓和發電機電壓分別經過電壓互感器降壓後送入自動准同期裝置，自動同期裝置由均頻控制單元均壓控制單元和合閘控制單元三部分組成。均頻控制單元自動檢測發電機電壓與系統電壓頻率差的方向，發出增速或減速信號送到機組調速器的頻率給定環節自動調節，發電機電壓的頻率使頻率差減小。均壓控制單元自動檢測發電機電壓與系統電壓的幅值差的方向，發出升壓或降壓信號送到發電機勵磁調節器的電壓給定環節，自動地調節發電機電壓的幅值使幅值差減小。合閘控制單元自動檢測發電機電壓與系統電壓之間的頻率差和幅值差，在頻率差和幅值差均小於整定值時，在相角差σ=0前一個發電機斷路器的合閘時間（恆定越前時間），發出合閘信號送到發電機斷路器的控制迴路使斷路器合閘。
三、並列合閘的注意事項
為防止不同期並列，在下列三種情況時不準合閘：

1、組合式三相同期表S的指針轉動不平穩而且有跳動現象，不準合閘。因為這可能其內部的接點有卡阻現象。

2、若組合式三相同期表S的指針在接近同期點時出現停滯現象，不準合閘。因為此時雖然滿足並列條件，但由於開關操作機構動作需要約0.2秒的時間，若在此時間內發電機與電網之間的電壓、周波及相角差有變化，則會使開關的合閘在不同期點上。

3、若組合式三相同期表S的指針轉動過快時，不準合閘。因為此時待並發電機與電網的周波相差很大，不易掌握開關合閘操作的時間，容易造成在不同期點上合閘。

發電機的並列操作非常重要，在一定程度上關繫到整個發電廠與電網的安危。因此，要求操作人員必須具有豐富的現場經驗和實際工作的鍛煉；要求在操作時注意力必須高度集中，密切監視有關機組及聯絡線的表計變動情況；抓住機會穩、准地進行發電機的並列操作，確保待並發電機安全可靠地並入電網運行。

㈢ 電力系統自動裝置的作用

電力系統自動裝置的作用是防止電力系統失去穩定、避免電力系統發生大面積停電。

電力系統常見的自動裝置有：

1、發電機自動勵磁-自動調節勵磁。同步發電機為了實現能量的轉換，需要有一個直流磁場而產生這個磁場的直流電流，稱為發電機的勵磁電流。根據勵磁電流的供給方式，凡是從其它電源獲得勵磁電流的發電機，稱為他勵發電機，從發電機本身獲得勵磁電源的，則稱為自勵發電機。

2、電源備自投（BZT）---備用電源自動投入。備自投是備用電源自動投入使用裝置的簡稱，應急照明系統就是一個備自投備自投的電源系統。備用電源自動投入使用裝置通常採用繼電接觸器作為蓄電池自投備的控制。當主電源故障，繼電接觸器控制系統的控制觸頭自動閉合自動將蓄電池與應急照明電路接通。

3、自動重合-自動判斷故障性質，自動合閘。自動重合閘裝置是將因故障跳開後的斷路器按需要自動投入的一種自動裝置。

4、自動准同期---自動調節，實現准同期並列。自動准同期是利用頻差檢查、壓差檢查及恆定導前時間的原理，通過時間程序與邏輯電路，按照一定的控制策略進行綜合而成的，它能圓滿地完成准同期並列的基本要求簡稱AS。

5、還有自動抄表，自動報警，自動切換，自動開啟，自動點火，自動保護，自動滅火，等等。

(3)恆定導前時間式自動同步裝置擴展閱讀：

電力系統中裝設的反事故自動裝置：

①繼電保護裝置：其功能是防止系統故障對電氣設備的損壞，常用來保護線路、母線、發電機、變壓器、電動機等電氣設備。按照產生保護作用的原理，繼電保護裝置分為過電流保護、方向保護、差動保護、距離保護和高頻保護等類型。

②系統安全保護裝置：用以保證電力系統的安全運行，防止出現系統振盪、失步解列、全網性頻率崩潰和電壓崩潰等災害性事故。系統安全保護裝置按功能分為4種形式：

一是屬於備用設備的自動投入，如備用電源自動投入，輸電線路的自動重合閘等；

二是屬於控制受電端功率缺額，如低周波自動減負荷裝置、低電壓自動減負荷裝置、機組低頻自起動裝置等；

三是屬於控制送電端功率過剩，如快速自動切機裝置、快關汽門裝置、電氣制動裝置等；

四是屬於控制系統振盪失步，如系統振盪自動解列裝置、自動並列裝置等。

㈣ 自動准同步裝置中整步電壓的表達式

自動准同步裝置中整步電壓的表達式如下：

將脈動電壓中頻率較高的部分濾掉,得到脈動電壓的包絡線,並經整流後,得到 脈動電壓的包絡線的下半部分,這是一個包含同步信息量的電壓,稱之為整步電壓。

整步電壓的特點是: (1) 整步電壓隨相角差 δ周期變化; (2) 整步電壓隨時間 t 周期變 化,當 δ從 0°~360°變化一個周期時,脈動電壓也變化一個周期,也是整步電壓的周期; (3) 整步電壓的最低點反映了電壓差的大小。

自動准同期裝置是專用的自動裝置。自動監視電壓差、頻率差，分析計算出合適的同期時刻並提前一個導前時間發出合閘命令確保在理想的角度完成同期並網，使斷路器在相角差為0°的合閘，微機自動准同期裝置已經能做到在啟動同期後首次同相點完成並網。

裝置設有自動調節壓和調頻率單元，在電壓差和頻率差不滿足條件時發出控制脈沖。若頻率差不滿足要求，自動調節原動力的轉速，增加或減小頻率，促成同期來臨；若電壓差不滿足要求時，自動調節發電機的電壓使電壓接近系統的電壓。