第一章同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列h2

1、第一章第一章 同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理主要內(nèi)容主要內(nèi)容同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列的條件和原則同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列的條件和原則1.準(zhǔn)同期自動(dòng)并列的分析準(zhǔn)同期自動(dòng)并列的分析2.準(zhǔn)同期自動(dòng)并列裝置的實(shí)現(xiàn)原理準(zhǔn)同期自動(dòng)并列裝置的實(shí)現(xiàn)原理3.頻差壓差調(diào)節(jié)的方法數(shù)字型并列裝置頻差壓差調(diào)節(jié)的方法數(shù)字型并列裝置4.電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理電路示意圖GGUXUDL第一節(jié) 概 述 一 并列操作的意義一臺(tái)發(fā)電機(jī)組在未投入系統(tǒng)運(yùn)行之前，它的電壓與并列母線電壓的狀態(tài)量往往不等，須對(duì)待并發(fā)電機(jī)組進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使之符合并列條件, 并將斷路器DL合閘作并網(wǎng)運(yùn)行的

2、一系列操作稱為并列操作。GUxU電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理并列操作的重要性并列操作的重要性: 操作頻繁操作頻繁(2) 不恰當(dāng)操作后果嚴(yán)重（大型機(jī)組）不恰當(dāng)操作后果嚴(yán)重（大型機(jī)組）電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理1 母線電壓的狀態(tài)量母線電壓瞬時(shí)值: ftUtUumm2sinsin幅值 頻率 相角斷路器合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能小、其瞬時(shí)最大值一般不超過l一2倍的額定電流。 發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)其暫態(tài)過程要短，以減小對(duì)電力系統(tǒng)的擾動(dòng)。 2 2 同步發(fā)電機(jī)組并列時(shí)應(yīng)遵循的原則同步發(fā)電機(jī)組并列時(shí)應(yīng)遵循的原則：GGUXU

3、DL自同期準(zhǔn)同期 3 3 并列方法并列方法電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理自同期并列 自同期并列操作自同期并列操作是將一臺(tái)未加勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)組升速到接近于電網(wǎng)頻率，滑差角頻率不超過允許值，且機(jī)組的加速度小于某一給定值的條件下，首先合上并列斷路器DL，接著立刻合上勵(lì)磁開關(guān)KE，給轉(zhuǎn)子加上勵(lì)磁電流，在發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)逐漸增長(zhǎng)的過程中，由電力系統(tǒng)將并列的發(fā)電機(jī)組拉入同步運(yùn)行。 KEUEXUDLGXxGUSystem電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理SEGEUQFXXXU發(fā)電機(jī)的并列方法發(fā)電機(jī)的并列方法準(zhǔn)同期并列：嚴(yán)格按照發(fā)電機(jī)理想并列條件進(jìn)行并列。準(zhǔn)同期并列：嚴(yán)格按照發(fā)電機(jī)理想并列條件進(jìn)

4、行并列。1.自同期并列：自同期并列：發(fā)電機(jī)事先發(fā)電機(jī)事先未經(jīng)未經(jīng)勵(lì)磁。將轉(zhuǎn)子提到接近同步轉(zhuǎn)速。勵(lì)磁。將轉(zhuǎn)子提到接近同步轉(zhuǎn)速。此法適用于小型機(jī)。此法適用于小型機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：快速、方便；控制簡(jiǎn)單。優(yōu)點(diǎn)：快速、方便；控制簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：沖擊電流大；缺點(diǎn)：沖擊電流大；引起系統(tǒng)電壓突降；應(yīng)用受限。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(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理 引起沖擊電流；引起沖擊電流； 發(fā)電機(jī)母線電壓瞬時(shí)下降對(duì)其它用電設(shè)備發(fā)電機(jī)母線電壓瞬時(shí)下降對(duì)其它用電設(shè)備的正常工作將產(chǎn)生影響。的正常工作將產(chǎn)生影響。 三缺點(diǎn)：XdXhXXUIdXdXGXXXUU 控制操作非常簡(jiǎn)單，在電力系統(tǒng)發(fā)生事故、

5、控制操作非常簡(jiǎn)單，在電力系統(tǒng)發(fā)生事故、頻率波動(dòng)較大的情況下，應(yīng)用自同期并列可頻率波動(dòng)較大的情況下，應(yīng)用自同期并列可以迅速把備用機(jī)組投入電網(wǎng)運(yùn)行。以迅速把備用機(jī)組投入電網(wǎng)運(yùn)行。二優(yōu)點(diǎn)：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理發(fā)電機(jī)G電壓系統(tǒng)電壓兩者的電壓差稱為滑差電壓二、準(zhǔn)同期并列v發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列條件的分析發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列條件的分析XUABGUQF0SUGUXUGXeQFSUXUGUXXGXGEXE)sin(1tUUGmGG)sin(2tUUXmXX)sin()sin(21tUtUUUUXmXGmGXGS電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理 發(fā)電機(jī)并列的理想條件發(fā)電機(jī)并列的理想條件0exG

6、xGffUU并列斷路器兩側(cè)電源電壓的三個(gè)狀態(tài)量全部相等。123電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列的實(shí)用條件：發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列的實(shí)用條件：(1)待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電壓幅值接近相等，電壓差待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電壓幅值接近相等，電壓差不應(yīng)超過額定電壓的不應(yīng)超過額定電壓的5%10%。(2)在斷路器合閘瞬間，待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電在斷路器合閘瞬間，待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的相位差應(yīng)接近零，誤差不應(yīng)大于壓的相位差應(yīng)接近零，誤差不應(yīng)大于5。(3)待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的頻率應(yīng)接近相等，待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的頻率應(yīng)接近相等，頻率差不應(yīng)超過額定頻率的頻率差不應(yīng)超過額定頻率的0.2%0.5%

7、。電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理 電壓幅值差 設(shè) ，頻率與相角相等。 此時(shí)沖擊電流 ，主要為無(wú)功分量無(wú)功分量。 最大值 相角差 設(shè) ，頻率與電壓相等。 此時(shí)沖擊電流 ， 較小時(shí)，主要為有功分量有功分量。 發(fā)電機(jī)并列時(shí)偏離理想條件所引起的后果mXmGUUxdmXmGhXXUUI hhmIi 28 . 100XG2sin2exqqhXXEI e電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理 發(fā)電機(jī)并列時(shí)偏離理想條件所引起的后果發(fā)電機(jī)并列時(shí)偏離理想條件所引起的后果(一) 電壓幅值差 0eXGXGffUUhhmXdXGhIiXXUUI28 . 1沖擊電流的有效值:沖擊電流最大瞬時(shí)值: GUxUhI

8、電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理（二） 合閘相角差 0eXGXGffUUhhmeXqqeXqGhIiXXEXXUI28 . 12sin22sin2eGUxUSUhI電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理（三） 頻率不相等 SSSXGSseGSGXGGsXGXGGsXXGGsfTtUuUtUtUUttUutUtUu212cos2sin22sin22sin22cos2sin20sinsin2121滑差角頻率滑差頻率 脈動(dòng)周期 脈動(dòng)電壓脈動(dòng)電壓: :假定:脈動(dòng)電壓的幅值脈動(dòng)電壓的幅值: :UsusTstXUsUGU2tX1tGeXGXGffUU,電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理 頻

9、率差頻率差脈動(dòng)電壓的表現(xiàn)形式脈動(dòng)電壓的表現(xiàn)形式 設(shè)設(shè) ，電壓的幅值相等。，電壓的幅值相等。 脈動(dòng)電壓XG2sincos22GxGxsmGuUtt脈動(dòng)電壓幅值SUcos2GxssuUt滑差頻率脈動(dòng)周期SXGSf2SSSfT21電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理脈動(dòng)電壓脈動(dòng)電壓 相量圖 波形圖 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理 并列的同步過程ab, GX , 減速b點(diǎn), G=Xb a o, GX , 減速o c, GsY ssYusLt-Uzdt放大器輸入電壓t放大器輸出電壓tuht電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理由于線性整步電壓中不載有并列點(diǎn)兩側(cè)電壓幅值的信息，所以它就無(wú)法

10、作為電壓差的檢測(cè)。3 電壓差檢測(cè)zdABzdABzdABDUUUUUUUD點(diǎn)電位為正, 發(fā)閉鎖信號(hào)D點(diǎn)電位為負(fù), 發(fā)合閘信號(hào)電平檢測(cè)uxuGDUABUzdUxUGAB+電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理自動(dòng)并列裝置的基本原理自動(dòng)并列裝置的基本原理（二）頻差檢測(cè) 都要受到限制。 可采用電壓頻率測(cè)量法（ ） 求得。（三）電壓差檢測(cè) 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(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理第四節(jié)第四節(jié) 頻率差與電壓差的調(diào)整頻率差與電壓差的調(diào)整v 頻率差控制頻率差控制 頻率差檢測(cè)ZXGfffZXGfff發(fā)調(diào)速脈

11、沖，不進(jìn)行越前時(shí)間合閘控制計(jì)算。不發(fā)調(diào)速脈沖，進(jìn)行越前時(shí)間合閘控制計(jì)算。XGffXGff輸出減速脈沖信號(hào)輸出加速脈沖信號(hào)調(diào)節(jié)量控制v電壓差調(diào)整電壓差調(diào)整電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理頻率差控制單元的任務(wù)是將待并發(fā)電機(jī)的頻率調(diào)整到接近于電網(wǎng)頻率，使頻率差趨向并列條件允許的范圍，以促成并列的實(shí)現(xiàn)。如果待并發(fā)電機(jī)的頻率低于電網(wǎng)頻率，則要求發(fā)電機(jī)升速，發(fā)升速脈沖。反之，應(yīng)發(fā)減速脈沖。 頻率差控制 頻率差控制單元頻率差方向測(cè)量環(huán)節(jié)頻率調(diào)整執(zhí)行環(huán)節(jié)v相位差鑒別法v邏輯判別法電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理1 相位差鑒別法 fGfxuGuxuGux2ux1一 頻率差方向測(cè)量環(huán)節(jié)電力系統(tǒng)電力

12、系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理S1S2D2D1與門A1與門A2usL1usL2降速升速SG1SG2usL2usL1tD2 and SG1能同時(shí)出現(xiàn)高電平A2發(fā)出升速脈沖fG0s0ee電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理UGUXttUGUGUXUXtttt電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理倒相微分與門雙穩(wěn)倒相微分與門UXUGUGUX降速升速UGUGUXUXtttt電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理二 頻率調(diào)整執(zhí)行環(huán)節(jié)倒相微分與門電平檢測(cè)脈沖形成與門雙穩(wěn)與門倒相微分與門UXUGUGUX降速脈沖升速脈沖脈沖展寬減速繼電器脈沖展寬升速繼電器USLUsL-0tt電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理

13、自動(dòng)裝置原理第五節(jié)第五節(jié) 微機(jī)型并列裝置的組成微機(jī)型并列裝置的組成v 概述概述v 硬件電路硬件電路v 軟件軟件 主機(jī) 輸入/輸出 過程通道 人機(jī)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理輸入輸出接口電路主機(jī)第五節(jié) 數(shù)字型并列裝置組成CPURAM定時(shí)/計(jì)數(shù)A/DROM接口I/O并行接口顯示鍵盤調(diào)速調(diào)壓合閘電壓變換uxuG/輸入通道輸出通道一 硬件電路電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理 交流電壓幅值測(cè)量 頻率測(cè)量 相角差測(cè)量主機(jī)輸入輸出接口電路輸出通道輸入通道電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理A/D交流電壓變送器CPUu交流電壓幅值測(cè)量電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理降壓濾波整型二分頻定時(shí)記數(shù)CPU頻率測(cè)量NffNfTcc1UtUt電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理異或門電壓變換整形方波電壓變換整形方波定時(shí)/計(jì)數(shù)CPUuxuG相角差測(cè)量電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理二軟件部分 電壓檢測(cè) 頻率檢測(cè) 越前時(shí)間檢測(cè)GxGxUGxUGxDDDDDDDDDD合閘信號(hào) 升壓信號(hào)降壓信號(hào)xix