同步發(fā)電機自動并列

1、第二章第二章 同步發(fā)電機的自動并列同步發(fā)電機的自動并列上海交通大學(xué) 電氣工程系電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理主要內(nèi)容主要內(nèi)容同步發(fā)電機自動并列的條件和原則同步發(fā)電機自動并列的條件和原則1.準同期自動并列的分析準同期自動并列的分析2.準同期自動并列裝置的實現(xiàn)原理準同期自動并列裝置的實現(xiàn)原理3.頻差調(diào)節(jié)的方法頻差調(diào)節(jié)的方法4.電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理v 同步發(fā)電機自動并列的條件和應(yīng)遵守的原則同步發(fā)電機自動并列的條件和應(yīng)遵守的原則 理想并列條件 并列的現(xiàn)實情況分析 原則1. 發(fā)電機合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能?。ㄐ∮谠试S值）2. 發(fā)電機合閘后，應(yīng)盡快拉入同步概概 述述xGUUx

2、GxGff電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理SEGEUQFXXXU概概 述述發(fā)電機的并列方法1.準同期并列：嚴格按照發(fā)電機理想并列條件進行并列。2.自同期并列：發(fā)電機事先未經(jīng)勵磁。將轉(zhuǎn)子提到接近同步轉(zhuǎn)速。此法適用于小型機。優(yōu)點：快速、方便；控制簡單。缺點：沖擊電流大；引起系統(tǒng)電壓突降；應(yīng)用受限。XdXhXXUI 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理發(fā)電機G電壓系統(tǒng)電壓兩者的電壓差稱為滑差電壓概概 述述v發(fā)電機準同期并列條件的分析發(fā)電機準同期并列條件的分析XUABGUQF0SUGUXUGXeQFSUXUGUXXGXGEXE)sin(1tUUGmGG)sin(2tUUXmXX)sin()

3、sin(21tUtUUUUXmXGmGXGS電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理 電壓幅值差 設(shè) ，頻率與相角相等。 此時沖擊電流 ，主要為無功分量。 最大值 相角差 設(shè) ，頻率與電壓相等。 此時沖擊電流 ， 較小時，主要為有功分量。 概概 述述mXmGUUxdmXmGhXXUUI hhmIi 28 . 100XG2sin2exqqhXXEI e電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理 頻率差脈動電壓的表現(xiàn)形式 設(shè) ，電壓的幅值相等。 概概 述述XG2sincos22GxGxsmGuUtt脈動電壓幅值SUcos2GxssuUt滑差頻率脈動周期SXGSf2SSSfT21電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝

4、置原理自動裝置原理概概 述述 相量圖 波形圖 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理準同期并列的基本原理準同期并列的基本原理v 脈動電壓分析脈動電壓分析0SU1ST2STt1S2SXGUUXGUU電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理準同期并列的基本原理準同期并列的基本原理脈動電壓中包括信息如下：電壓幅值差。最佳為 的值最小，二電壓重合時判別。頻率差，顯示出相角差隨時間變化的規(guī)律。 要求 小于某一允許的值，相當于要求脈動電壓周期 大于某一給定的值。 最佳是在 與 重合時合閘，即相角差為零時（相量重合）幅值差最小，考慮動作時間，要提前。 根據(jù)相角差的變化規(guī)律，可求得合閘指令最佳發(fā)出時機。 可

5、采用兩種方式mXmGUUSSTGUXU恒定越前相角準同期恒定越前時間準同期電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理準同期并列的基本原理準同期并列的基本原理v 準同期并列裝置的原理準同期并列裝置的原理并列裝置的構(gòu)成自動化程度一般分為頻率差控制單元頻率差控制單元電壓差控制單元電壓差控制單元合閘信號控制單元合閘信號控制單元半自動全自動電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理準同期并列的基本原理準同期并列的基本原理 恒定越前相角準同期恒定越前相角準同期 提前量信號取某一恒定相角 。 斷路器的合閘時間為 。同期裝置動作時間為 。YJQFtCtCQFttttsyYJ0常數(shù)最佳滑差角頻率0SUtt1s02s

6、ysttAU321sss3s0sys0sys0sys過零后合閘過零時合閘過零前合閘電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理準同期并列的基本原理準同期并列的基本原理 恒定越前時間準同期恒定越前時間準同期 提前量信號取恒定時間常數(shù)CQFttt0SUt1s02syst321sss3stt 理論上可以完全無沖擊，但是動作時間存在誤差，設(shè) 為允許合閘相角。CQFttttSey所以，還是要限制Sey電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理準同期并列的基本原理準同期并列的基本原理v 裝置的整定裝置的整定已知：兩個區(qū)域電網(wǎng)的等值機系統(tǒng)如圖所示，其電壓幅值相等，頻率分別為：f1500.1cost Hz，f2=5

7、0+0.1sin2t Hz，現(xiàn)準備進行恒定越前時間準同期互聯(lián)操作，設(shè)遠程通訊和繼電器動作時間之和為0.14秒，求調(diào)度中心發(fā)出合閘信號的時刻。 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理準同期并列的基本原理準同期并列的基本原理v提示：合閘相角差表達式為：20100212sin2 . 0cos2 . 0)(22esettfff先不考慮提前量，則有：01 . 02cos1 . 0sin2 . 02sin2 . 0cos2 . 00ttdtttee251sin01sinsin1sin21sin212cossin222ttttttt考慮時間提前量0.14秒，則調(diào)度中心發(fā)出合閘信號的時刻可為：3.6678秒

8、，5.4769秒，等等。電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理邏輯關(guān)系滿足即可以合閘。必須在 之前判定完畢。自動并列裝置的工作原理自動并列裝置的工作原理v 裝置的控制邏輯裝置的控制邏輯YJt越前時間信號電壓差不允許滑差不允許與門或非門合閘信號電壓差、頻率差判別區(qū)SUtYJtst電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理正弦整步電壓法正弦整步電壓法采用 與 直接做差，得到正弦性的包絡(luò)線來判別。誤差較大。自動并列裝置的工作原理自動并列裝置的工作原理v 并列的檢測信號并列的檢測信號GU兩種方法應(yīng)用于模擬式并列裝置中，實現(xiàn)檢測。線性整步電壓法線性整步電壓法XU采用三角波（線性）的整步電壓。不考慮電壓差

9、，只考慮相角差。精度較好。電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理自動并列裝置的工作原理自動并列裝置的工作原理正弦整步電壓法線性整步電壓法電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理自動并列裝置的工作原理自動并列裝置的工作原理v 相角差相角差 原理：矩形波的寬度（變化）與 相對應(yīng)。在數(shù)字式準同期裝置中采用。 分析：假設(shè)系統(tǒng)頻率為額定值50Hz，待并發(fā)電機頻率低于50Hz。)(te)(te1,2iixii計算公式：三角形上升邊三角形下降邊1,iixii電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理準同期并列的基本原理準同期并列的基本原理v裝置內(nèi)部控制和算法裝置內(nèi)部控制和算法最佳合閘相角221DCsiDCsiYJtttXiiisit21Xsisisit21發(fā)出合閘信號的條件：有可能錯過合閘時刻。YJi2恒定等速變化電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理準同期并列的基本原理準同期并列的基本原理頻差檢測 都要受到限制。 可采用電壓頻率測量法（ ） 求得。電壓差檢測 a、直接讀入法：采用交流采樣 A/D CPU b、直接比較法：例圖2-25（b）、siNffCtsi/電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理頻率差與電壓差控制頻率差與電壓差控制v 頻率差控制頻率差控制 頻率差檢測ZXGfffZXGfff發(fā)調(diào)速脈