柴油发电机同步并车装置的性质

1、 基本功能

自动并车装置包含手动操作的全部逻辑程序，具有下列功能。

（1）判断待并发电机与电网的电压差、频率差和相位差，当任意条件不符合并车要求时，实现闭锁，不允许发出合闸指令。

（2）检测待并机与电网的频率差，并根据频差的大小和方向，自动对待并发电机组发出调频信号，使频差缩小，直到满足频差条件。

（3）当电压差（电压条件不满足时，由电压调整装置调整）、频率差在允许范围内时，自动捕捉相位条件，相位条件满足后才允许发合闸指令。

（4）发合闸指令要有提前量，提前量为发电机主开关的固有动作时间，以保证合闸瞬间有最小的合闸相位角，使并车冲击最小。

2、差频电压的性质

两个不同频率的正弦电压合成的差频正弦波电压u_d与其差频脉动电压ū_d有下列特点。

（1）脉动电压的瞬时值随时间而按正弦规律变化。当ω_d与ω_n的相位相同时，ū_d=0。当两者相位相反时，ū=2U_m为最大。

（2）u_g与 u_n间相角差每变化360°,u_g与 u_n就重合一次。每重合一次所需的时间称为差频周期，用 T_d表示，即

式中，f_d=f_g-f_n，为差频。

当差频减小时，差频周期将随之增大，如图1所示。

下面用差频电压 和脉动电压 的概念分析并车的条件。

（1）当差频电压 u=0 时（即差频电压过零时），即并车条件的u_g=u_n和δ=0°的要求得到满足。

（2）差频周期T_d的大小可以反映差频的大小。例如，并车允许的频率差Δf=0.25Hz，相应的差频周期T_d=1/Δf=1/0.25=4s，所以只要检测到差频周期大于4s，即保证频差小于0.255Hz。

因此自动装置只要检测差频周期足够大，并在差频电压为零时接通主开关，即满足了并车的条件。目前，各种自动并车装置都是直接或间接地利用差频电压实现自动并车控制的。

3．差频锯齿波和三角波

以上分析中设U_g=U_n，但实际上总存在误差，况且准同步并车条件允许误差达10％。所以，差频脉动电压ūd在Δu≠0 的情况下，即使在δ=0 时也不会过零，如图2所示。

真正实用的差频电压信号应与 U_g和U_n的大小无关，即改上述的电压合成（相减）为相位比较方式。实用的差频电压有锯齿波差频电压、三角波差频电压和梯形波差频电压等。