同步發(fā)電機自動并列裝置ppt課件

1、同步發(fā)電機自動并列裝置概述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)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)斷路器進行的操作足并列條件后經(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)電機應能迅速進入同步運行，即并列后

2、，發(fā)電機應能迅速進入同步運行，即暫態(tài)過程要短。暫態(tài)過程要短。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n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n優(yōu)點：沖擊電流小，并網(wǎng)后拉入同步快，優(yōu)點：沖擊電流小，并網(wǎng)后拉入同步快，不會引起系統(tǒng)電壓降低不會引起系統(tǒng)電壓降低n自同步并列自同步并列n優(yōu)點：并列速度快，但沖擊電流大，要短優(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)電壓短時時從系統(tǒng)吸收無功，會引起系

3、統(tǒng)電壓短時下降。很少應用。下降。很少應用。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，即壓與系統(tǒng)電壓間的瞬時相角差為零，即0。n實際上，同時滿足三個條件幾乎是不可實際上，同時滿足三個條件幾乎是不可能的，事實上也沒有必要。能的，事實上也沒有必要。n準同期并列的實際條件分析準同期并列的實際條件分析Gi c hsUGUdGXE ,ddSGch

4、jXUjXUUI/ )(產(chǎn)生的沖擊電流為產(chǎn)生的沖擊電流為電壓差允許值電壓差允許值設設f G=f s ,=0，UG US且且UG US沖擊電流周期分量有效值為沖擊電流周期分量有效值為IchU/Xd與與U成正比。一般沖擊電流不允許超過機端短路電流的成正比。一般沖擊電流不允許超過機端短路電流的1/101/20，因此，并列時要求電壓差值不超過，因此，并列時要求電壓差值不超過510）額定電壓。）額定電壓。相角差允許值相角差允許值設設f G=f s , UG USU ，0ddSGchjXUjXUUI/ )(2sin)/2(/ddchXUjXUI相角差相角差 （0180越大，沖擊電流越大；越大，沖擊電流越大

5、； 180時，出現(xiàn)最大值。為了保證發(fā)電機的安時，出現(xiàn)最大值。為了保證發(fā)電機的安全，應在全，應在接近接近0合閘。通常允許的合閘相角合閘。通常允許的合閘相角差不超過差不超過10 ，200MW及以上發(fā)電機不超過及以上發(fā)電機不超過2 4。頻率允許差頻率允許差設設UG USU ， f G f s , 以以 作參考向量，作參考向量，那么那么 繞繞 以角速度以角速度GS旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。 GS逆時針旋轉(zhuǎn)；逆時針旋轉(zhuǎn)；GS順時針旋轉(zhuǎn)；順時針旋轉(zhuǎn)；從從 018 0360變化，電壓差、沖擊電流變化，電壓差、沖擊電流也從小大小變化。由于也從小大小變化。由于f G f s ，系統(tǒng)并，系統(tǒng)并列時會產(chǎn)生振蕩。列時會產(chǎn)生振蕩。2

6、sin)/28.12(dchXUISUSUGU計及非周期分量，沖擊電流最大瞬時值為計及非周期分量，沖擊電流最大瞬時值為據(jù)運行經(jīng)驗，頻率差不宜超過據(jù)運行經(jīng)驗，頻率差不宜超過0.20.5）額）額定頻率，即定頻率，即0.10.25Hz。準同期條件的實際條件為準同期條件的實際條件為待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的幅值接近相等，其待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的幅值接近相等，其電壓差值不超過電壓差值不超過510）額定電壓；）額定電壓；待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓間的相角差在并列瞬待并發(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，相角差間接近于零，相角差不應大于不應大于10；待并發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率接近相等，其頻率差

7、待并發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率接近相等，其頻率差不宜超過不宜超過0.20.5）額定頻率。）額定頻率。合閘脈沖命令的發(fā)出合閘脈沖命令的發(fā)出發(fā)電機電壓和頻率與系統(tǒng)接近相等時，盡量使并發(fā)電機電壓和頻率與系統(tǒng)接近相等時，盡量使并列合列合閘時即斷路器主觸頭閉合瞬間相角差為閘時即斷路器主觸頭閉合瞬間相角差為0。由于從合閘脈沖發(fā)出，到斷路器主觸頭閉合，要由于從合閘脈沖發(fā)出，到斷路器主觸頭閉合，要經(jīng)歷一段時間，所以要求提前發(fā)出合閘脈沖，這經(jīng)歷一段時間，所以要求提前發(fā)出合閘脈沖，這一提前的時間叫一提前的時間叫“導前時間導前時間，用，用l e表示，應表示，應為發(fā)出合閘脈沖到斷路器主觸頭閉合時中間所有為發(fā)出合閘脈沖到斷路

8、器主觸頭閉合時中間所有元件的動作之和。為使元件的動作之和。為使l e不隨壓差、頻差變化，不隨壓差、頻差變化，為固定數(shù)值，也就是說為固定數(shù)值，也就是說“恒定導前時間恒定導前時間。自動準同步裝置的功能自動準同步裝置的功能自動檢測待并發(fā)電機與系統(tǒng)之間的壓差、頻差，滿自動檢測待并發(fā)電機與系統(tǒng)之間的壓差、頻差，滿足準同步要求時，自動發(fā)出合閘脈沖，使斷路器足準同步要求時，自動發(fā)出合閘脈沖，使斷路器主觸頭閉合瞬間相角差為主觸頭閉合瞬間相角差為0。n壓差或頻差不滿足要求時，能自動閉鎖合閘脈沖，壓差或頻差不滿足要求時，能自動閉鎖合閘脈沖，同時檢測壓差和頻差的方向進行調(diào)整，加快并列同時檢測壓差和頻差的方向進行調(diào)整

9、，加快并列過程。過程。n整步電壓整步電壓n包含同步條件信息的電壓包含同步條件信息的電壓n正弦整步電壓正弦整步電壓n設設u G U G ms i n G t， u s U s ms i n s tn則滑差電壓發(fā)電機并列前，并列斷路器兩端電則滑差電壓發(fā)電機并列前，并列斷路器兩端電壓）壓）n u du Gu s U G ms i n G t U s ms i n s tn若若U G mU s m U m ，那么，那么u dU m （s i n G t s i n s t ）=2U m s i n ( G s ) t /2 c o s ( G s ) t /2是一個幅值隨是一個幅值隨s i n ( G

10、 s ) t /2變化，變化，頻率為頻率為 G s ) /2的交變電壓。的交變電壓。正弦整步電壓正弦整步電壓u s y：滑差電壓的正半包絡線：滑差電壓的正半包絡線 u s y =2U m |s i n ( G s ) t /2 |= 2U m |s i n ( d t /2 ) |= 2U m |s i n /2 |滑差周期滑差周期T d =2/| d |=1/| f G f s |=1/| f d |特點：特點：整步電壓周期與頻差絕對值成反比，反映頻差大整步電壓周期與頻差絕對值成反比，反映頻差大小；小；n整步電壓最低點反映電壓差的大?。徽诫妷鹤畹忘c反映電壓差的大??；n 0時，整步電壓出現(xiàn)最

11、小值；時，整步電壓出現(xiàn)最小值； 180整整步電壓出現(xiàn)最大值，整步電壓的大小反映了相角步電壓出現(xiàn)最大值，整步電壓的大小反映了相角差大小。差大小。線性整步電壓特點：特點： 0時，時，u s y出現(xiàn)最大值；出現(xiàn)最大值； 180整步電壓出現(xiàn)最整步電壓出現(xiàn)最小值，小值， u s y的大小反映了的大小反映了相角差大小。相角差大小。u s y的斜率與頻差絕對值成正的斜率與頻差絕對值成正比，反映了頻差的大小。比，反映了頻差的大小。線性整步電壓的電壓波形、頂線性整步電壓的電壓波形、頂值電壓與值電壓與u s 、u G幅值無幅值無關，不包含電壓差信息。關，不包含電壓差信息。)2/(|2/2)2/0(|2/2)2/(

12、)/1 (2)2/0()/2(.dddmsydmsyddmsydmsydddmsysyddmsysyTtTfUTUTtfUTUTtTTtUuTttTUu斜率分別為上升部分和下降部分的ZZQ-5裝置整體介紹微機自動并列裝置n概述概述n模擬型缺點：模擬型缺點：n一個滑差周期檢測一次，有時并列過程太長一個滑差周期檢測一次，有時并列過程太長n恒定導前時間內(nèi)滑差是不變的常數(shù)，即勻速恒定導前時間內(nèi)滑差是不變的常數(shù)，即勻速準則，可能引起較大的沖擊電流。準則，可能引起較大的沖擊電流。n參數(shù)保護導致誤差大，影響系統(tǒng)運行的可靠參數(shù)保護導致誤差大，影響系統(tǒng)運行的可靠性性n微機型：微機型：n高速運算和邏輯判斷能力，可

13、以每周高速運算和邏輯判斷能力，可以每周0.02s)計算一次；計算一次；n可以采用較為精確的計算公式，考慮可以采用較為精確的計算公式，考慮加速運加速運動；動；n并列速度快，裝置技術性能好。并列速度快，裝置技術性能好。n實現(xiàn)自檢功能，提高裝置的可靠性。實現(xiàn)自檢功能，提高裝置的可靠性。n微機自動準同步裝置同步條件的檢測原理微機自動準同步裝置同步條件的檢測原理n電壓檢測電壓檢測n交流電壓變送器把交流電壓交流電壓變送器把交流電壓u變成直流變成直流U，經(jīng)經(jīng)A/D送入送入c p u變?yōu)閷臄?shù)字量變?yōu)閷臄?shù)字量DG、DS。設允許電壓偏差設允許電壓偏差USET對應的數(shù)字量為對應的數(shù)字量為DU,當當|DSDG

14、| DU時，不允許合閘信號輸出；時，不允許合閘信號輸出；否則允許合閘信號輸出。否則允許合閘信號輸出。 DS DG輸出升壓輸出升壓信號，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n交流信號轉(zhuǎn)換成方波，經(jīng)二分頻后進交流信號轉(zhuǎn)換成方波，經(jīng)二分頻后進入可編程定時器計數(shù)，交流信號頻率為入可編程定時器計數(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。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)行比較，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)頻率輸出減速或電機頻率高于或低于系統(tǒng)頻率輸出減速或增速信號在增速信號在0180區(qū)間內(nèi)按頻差大區(qū)

15、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)則繼續(xù)進行下一點運算，直到滿足條件為止。進行下一點運算，直到滿足條件為止。n微機自動準同步裝置的構成微機自動準同步裝置的構成n單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)n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、定時器及輸入輸出接口可編程并行接口）。整定值存放在口可編程并行接口）。整定值存放在E2PROM中。

16、中。 C p u 執(zhí)行執(zhí)行EPROM中的程中的程序，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至序，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至RAM的原始的原始數(shù)據(jù)分析處理，完成各種保護功能。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)；為發(fā)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，使待并于合閘角的時機，發(fā)出合閘命令，使待并發(fā)電機正好在發(fā)電機正好在 0時并入系統(tǒng)。時并入系統(tǒng)。n電壓差鑒別電路電壓差鑒別電路n整定壓差和鑒別電壓差的大小、極性，整

17、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。對勵磁調(diào)節(jié)器進行均壓控制。n輸入電路輸入電路n并列點兩側(cè)的電壓和開關量信號并并列點兩側(cè)的電壓和開關量信號并列點選擇、斷路器輔助觸點實測斷路器列點選擇、斷路器輔助觸點實測斷路器合閘時間）、遠方復位信號、面板的按鍵合閘時間）、遠方復位信號、面板的按鍵和撥輪開關）。和撥輪開關）。n輸出電路輸出電路n控制類：均頻、均壓、合閘。控制類：均頻、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