线路保护装置和同期装置的同期功能的作用、区别?
线路保护装置的同期功能的介绍
线路保护测控装置的同期功能(Synchronism Check Function,简称SYN或25)是一种安全闭锁功能,主要用于防止在两侧电源存在较大电压差、频率差或相位差的情况下进行合闸操作,避免产生巨大的冲击电流和功率振荡,从而保护电气设备(如断路器、变压器、发电机等)和维持电力系统的稳定运行。
线路保护装置的同期功能核心目的: 确保在合闸(如断路器合闸、线路投运、手动或自动重合闸)时,待并网的两侧电源系统(通常是母线侧和线路侧/发电机侧)满足电气同步的条件。
同期装置的同期功能介绍
同期装置(自动准同期装置)的核心功能是实现两个独立电源系统的平滑、安全并列,其“同期功能”是一套闭环自动控制系统,通过实时监测、动态调节和精准预测,确保在电压差、频率差趋近于零,且相位差为零的时刻完成合闸操作。
同期装置的同期功能核心价值在于主动调节参数、精准预测合闸时机,实现近乎零冲击的平滑并网。
线路保护装置的同期功能的应用场景
1.手动合闸/并列操作: 当运行人员需要手动操作断路器将一条线路(或一台发电机)投入到一个已带电的系统中时,同期功能会检查两侧是否满足同期条件,只有满足才允许(或自动)执行合闸。
2.自动重合闸: 在检同期重合闸方式中,线路保护装置的重合闸功能会启动同期检查功能。只有当线路跳闸后,两侧电源满足同期条件时,才允许重合闸。这是防止非同期合闸导致设备损坏和系统失稳的关键措施。
3.备用电源自动投入: 在某些复杂的BZT逻辑中,如果需要将备用电源投入到一个可能由另一路电源供电的母线上时,也可能需要同期检查。
4.发电机并网: 虽然发电机并网通常由专门的自动准同期装置完成,但线路保护装置上的同期功能有时也作为后备或辅助检查手段(尤其是在小型或简单系统中)。
同期装置的同期功能的应用场景
相比于线路保护装置的同期功能,同期装置的同期功能的应用场景就很专一了。同期装置的同期功能主要用于需要高精度、自动化完成两个独立电源系统并列的场景(简单来讲就是发电机并网),适用于燃煤/燃气发电机组 、水轮发电机组 、 核电机组等等。
线路保护装置的同期功能的工作原理
1.测量: 线路保护装置通过电压互感器持续测量同步点两侧(通常是断路器两侧)的电压(Ubus 和 Uline)。
2.计算: 实时计算两侧电压的幅值差ΔU、频率差Δf和瞬时相角差Δθ。
3.预测: 当收到合闸命令(手动或自动重合闸启动)时,装置会根据当前的Δf和Δθ,预测在考虑了断路器固有合闸时间后,合闸瞬间的相角差Δθclose。
4.比较与闭锁: 将预测的Δθclose、当前的ΔU和Δf与装置内设定的同期定值进行比较:
全部满足: 如果Δθclose在定值范围内,且ΔU和Δf也在各自定值范围内,则同期功能开放,允许合闸命令执行。
任一不满足: 如果Δθclose、ΔU或Δf中的任何一个超出其定值范围,则同期功能闭锁,阻止合闸命令执行。装置通常会发出“同期失败”或“闭锁合闸”的告警信号。
5.捕捉时机: 装置会持续监测,当预测的相角差满足条件时,它会捕捉这个“同期点”并发出合闸脉冲(在自动重合闸或自动并列时),或者在满足条件时开放手动合闸回路。
同期装置的同期功能的工作原理
1.启动阶段:
装置上电,检测两侧电压有效值(无效则报警)。
接收并网指令(手动启动或调度指令)。
2.参数调节阶段:(调节功能是区别于线路保护装置的同期功能的主要功能)
先粗调:快速缩小 Δf(频率差) 和 ΔU(电压差)至阈值内(如 Δf < 0.3Hz , ΔU <5%)。
后精调:微调至目标精度范围(Δf < 0.1Hz , ΔU < 1%)。
3.捕捉同期点:
实时计算 ω s (两侧电压相位差的变化速率,单位是弧度/秒 rad/s) 和 Δθ close (预测合闸瞬间相位差)。
当预测 Δθ close 进入合闸窗(如 −2 ∘ < Δθ close <+2 ∘ )时,提前 t close (断路器合闸时间,从装置发出合闸脉冲到触头闭合的实际时间) 发出合闸脉冲。
4.合闸后监测:
校验合闸成功(电流突增、断路器位置变位)。
退出同期模式,切至正常运行监控。
线路保护装置的同期功能和同期装置的同期功能的区别
线路保护装置的同期功能:判断闭锁的条件,判断“能否合闸”,是防止非同期合闸的安全判据,精度要求低,主要用于线路重合闸、手动合闸。
同期装置的同期功能:闭环控制 + 执行系统,是实现平滑无缝并列的专用装置,主动调整参数 + 捕获时机,自动调节电压、频率、相位,直接输出合闸脉冲,对精度要求高,主要用于发电机并网、重要联络线计划并列。

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