第三章電力自動化第三章

1、第三章同步發(fā)電機自動并列裝置第六組、第七組概述n電力系統(tǒng)并列操作的作用電力系統(tǒng)并列操作的作用n并列操作并列操作n發(fā)電機并列：未投入系統(tǒng)的空載發(fā)電機經(jīng)調(diào)節(jié)滿足并列發(fā)電機并列：未投入系統(tǒng)的空載發(fā)電機經(jīng)調(diào)節(jié)滿足并列條件后經(jīng)斷路器操作投入系統(tǒng)參加并列運行的操作條件后經(jīng)斷路器操作投入系統(tǒng)參加并列運行的操作n系統(tǒng)并列：已解列為兩部分的系統(tǒng)經(jīng)調(diào)節(jié)滿足并列條件系統(tǒng)并列：已解列為兩部分的系統(tǒng)經(jīng)調(diào)節(jié)滿足并列條件后經(jīng)斷路器進行的操作后經(jīng)斷路器進行的操作n同步發(fā)電機并列操作的基本要求同步發(fā)電機并列操作的基本要求n并列瞬間，沖擊電流不應超過規(guī)定的允許值；并列瞬間，沖擊電流不應超過規(guī)定的允許值；n并列后，發(fā)電機應能迅速進

2、入同步運行。并列后，發(fā)電機應能迅速進入同步運行。n自動并列裝置的作用自動并列裝置的作用n減輕運行人員的勞動強度減輕運行人員的勞動強度n提高運行的可靠性和穩(wěn)定性提高運行的可靠性和穩(wěn)定性n同步發(fā)電機并列操作的方法同步發(fā)電機并列操作的方法n準同步并列準同步并列手動準同步并列；自動準同步并列手動準同步并列；自動準同步并列優(yōu)點：沖擊電流小，并網(wǎng)后拉入同步快，不會引起系統(tǒng)電壓降優(yōu)點：沖擊電流小，并網(wǎng)后拉入同步快，不會引起系統(tǒng)電壓降低低n自同步并列自同步并列優(yōu)點：并列速度快，但沖擊電流大，要短時從系統(tǒng)吸收無功，優(yōu)點：并列速度快，但沖擊電流大，要短時從系統(tǒng)吸收無功，會引起系統(tǒng)電壓短時下降。很少應用。（用于事故

3、并列）會引起系統(tǒng)電壓短時下降。很少應用。（用于事故并列）n準同步并列條件準同步并列條件n準同期并列的理想條件準同期并列的理想條件n待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的幅值相等待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的幅值相等;n待并發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率相等待并發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率相等;n斷路器主觸頭閉合瞬間，待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓間斷路器主觸頭閉合瞬間，待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓間的瞬時相角差為零，即的瞬時相角差為零，即0。n準同期條件的實際條件為準同期條件的實際條件為n待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的幅值接近相等，其電壓差待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的幅值接近相等，其電壓差值不超過（值不超過（510）額定電壓；）額定電壓；n待

4、并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓間的相角差在并列瞬間接近待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓間的相角差在并列瞬間接近于零，相角差于零，相角差不應大于不應大于10；n待并發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率接近相等，其頻率差不宜超待并發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率接近相等，其頻率差不宜超過（過（0.20.5）額定頻率。）額定頻率。理想條件實際條件U=0f=0=0U（5%10%）UNf（0.20.5）%fN10SGUU 、SGff 、SG、SGUU 、SGff 、SG、ZZQ-5裝置整體介紹裝置組成線性整步電壓的獲得單元 導前時間脈沖的獲得單元 頻差檢測單元壓差檢測單元得到一個恒定的導前時間脈沖，用以保證并列斷路器主觸頭閉合瞬間的相角差在0附近

5、。合閘邏輯單元得到線性整步電壓，便于檢測準同期條件。檢查待并發(fā)電機與系統(tǒng)之間的頻率差是否在規(guī)定范圍內(nèi)，在規(guī)定范圍內(nèi)時，允許發(fā)合閘脈沖，否則閉鎖合閘脈沖。檢查待并發(fā)電機與系統(tǒng)之間的電壓差是否在規(guī)定范圍內(nèi)，在規(guī)定范圍內(nèi)時，允許發(fā)合閘脈沖，否則閉鎖合閘脈沖。對上面幾個單元的輸出結(jié)果進行邏輯判斷，滿足準同期條件時，發(fā)出合閘脈沖。實際上，合閘脈沖是與在導前時間脈沖同時發(fā)出的。 線性整步電壓n 0時，時，u s y出現(xiàn)出現(xiàn)最大值；最大值； 180整步電壓出現(xiàn)最小值，整步電壓出現(xiàn)最小值， u zb的大小反映了相角的大小反映了相角差大小。差大小。nu zb的斜率與頻差絕對的斜率與頻差絕對值成正比，反映了頻值成

6、正比，反映了頻差的大小。差的大小。n線性整步電壓的電壓線性整步電壓的電壓波形、頂值電壓與波形、頂值電壓與u s 、u G幅值無關(guān)，不包含幅值無關(guān)，不包含電壓差信息。電壓差信息。導前時間獲得單元當UoutUopt時，電平檢測電路動作，輸出電壓Utdq由高電位翻轉(zhuǎn)到低電位0V；當UoutUopt時，電平檢測電路不動作，輸出Utdq保持高電位。導前時間的調(diào)整CnRtdq111導前時間不隨頻差變化，僅與電路參數(shù)RC值和n值有關(guān)。00頻差檢測單元 方法：利用比較恒定導前時間脈沖和恒定導前相角脈沖出現(xiàn)的先后次序來實現(xiàn)頻差檢測。（180|s.set|；頻差不滿足要求； dqU.dqtU.當當即恒定導前相角

7、比恒定導前時間 先出現(xiàn)時，有|S|s.set|；頻差滿足要求； 即恒定導前相角 比恒定導前時間 同時出現(xiàn)時，有|S|=|s.set|；頻差剛好滿足要求 dqtt dqtt dqU.dqU.dqtU.dqtU.所以，通過比較 與 出現(xiàn)的先后次序，可以檢查頻差大小 dqU.dqtU.調(diào)頻部分調(diào)頻的作用(1)鑒別頻差方向： 當發(fā)電機頻率高于系統(tǒng)頻率時，應發(fā)減速脈沖； 當發(fā)電機頻率低于系統(tǒng)頻率時，應發(fā)增速脈沖。(2)頻差過小時，自動發(fā)出合閘脈沖調(diào)頻的要求：1.正確鑒別頻差方向。2.按比例調(diào)節(jié)。3.調(diào)頻脈沖寬度可調(diào)。4.當頻差過?。ㄐ∮?.05Hz）時自動發(fā)加速命令。調(diào)頻部分的組成n1. 頻差方向鑒別單

8、元頻差方向鑒別單元。n2.調(diào)速脈沖形成單元調(diào)速脈沖形成單元。 0 DU時，不允許合閘時，不允許合閘信號輸出；否則允許合閘信號輸出。信號輸出；否則允許合閘信號輸出。 DS DG輸出升壓信號，輸出升壓信號，DS DG輸出降壓信號。輸出降壓信號。n頻率測量頻率測量交流信號轉(zhuǎn)換成方波，經(jīng)二分頻后進入可交流信號轉(zhuǎn)換成方波，經(jīng)二分頻后進入可編程定時器計數(shù)，交流信號頻率為編程定時器計數(shù)，交流信號頻率為f=f c/ N 。把頻率差的絕對值和允許的頻差進行把頻率差的絕對值和允許的頻差進行比較，作出是否允許并列的判斷。按發(fā)電比較，作出是否允許并列的判斷。按發(fā)電機頻率高于或低于系統(tǒng)頻率輸出減速或增機頻率高于或低于系

9、統(tǒng)頻率輸出減速或增速信號（在速信號（在0180區(qū)間內(nèi)按頻差大區(qū)間內(nèi)按頻差大小調(diào)節(jié)）。小調(diào)節(jié)）。n導前時間檢測導前時間檢測n相角差測量相角差測量矩形波的寬度矩形波的寬度i與相與相角差角差i對應。（系統(tǒng)對應。（系統(tǒng)電壓方波的寬度電壓方波的寬度s為為已知）已知）i =(i / s) （i i 1 ，0 且且2i l e ,則繼續(xù)進行下一點則繼續(xù)進行下一點運算，直到滿足條件為止。運算，直到滿足條件為止。n微機自動準同步裝置的構(gòu)成微機自動準同步裝置的構(gòu)成n單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)包括微處理器包括微處理器c p u、EPROM、 E2PROM、RAM、定時器及輸入輸出接口（可編程并行接定時器及輸入輸出接口（可

10、編程并行接口）。整定值存放在口）。整定值存放在E2PROM中。中。 C p u 執(zhí)行執(zhí)行EPROM中的程序，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至中的程序，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至RAM的原始數(shù)據(jù)分析處理，完成各種保護功能。的原始數(shù)據(jù)分析處理，完成各種保護功能。n頻差、相角差鑒別電路頻差、相角差鑒別電路n鑒別頻差是否符合準同步并列條件，并作為發(fā)鑒別頻差是否符合準同步并列條件，并作為發(fā)電機調(diào)速的依據(jù)；電機調(diào)速的依據(jù)；n計算理想導前合閘角，不斷搜索相角差等于合計算理想導前合閘角，不斷搜索相角差等于合閘角的時機，發(fā)出合閘命令，使待并發(fā)電機正閘角的時機，發(fā)出合閘命令，使待并發(fā)電機正好在好在 0時并入系統(tǒng)。時并入系統(tǒng)。n電壓

11、差鑒別電路電壓差鑒別電路整定壓差和鑒別電壓差的大小、極性，對整定壓差和鑒別電壓差的大小、極性，對勵磁調(diào)節(jié)器進行均壓控制。勵磁調(diào)節(jié)器進行均壓控制。n輸入電路輸入電路并列點兩側(cè)的電壓和開關(guān)量信號（并列點并列點兩側(cè)的電壓和開關(guān)量信號（并列點選擇、斷路器輔助觸點（實測斷路器合閘選擇、斷路器輔助觸點（實測斷路器合閘時間）、遠方復位信號、面板的按鍵和撥時間）、遠方復位信號、面板的按鍵和撥輪開關(guān)）。輪開關(guān)）。n輸出電路輸出電路n控制類：均頻、均壓、合閘?？刂祁悾壕l、均壓、合閘。n信號類：指示裝置異常及電源消失報警。信號類：指示裝置異常及電源消失報警。n錄波類：對反映同步過程的電量如脈動電壓和錄波類：對反映同步過程的電量如脈動電壓和合閘接觸器觸點進行錄波。合閘接觸器觸點進行錄波。n顯示類：監(jiān)視裝置工況、實時參數(shù)、整定值及顯示類：監(jiān)視裝置工況、實時參數(shù)、整定值及異常情況等提示信息如整步表。異常情況等提示信息如整步表。n電源電源n試驗裝置：對同步裝置進行全面的試驗及試驗裝置：對同步裝置進行全面的試驗及檢查。檢查。特點：特點：n分析發(fā)電機并網(wǎng)前的運動規(guī)律，測量斷路器分析發(fā)電機并網(wǎng)前的運