第2講同步發(fā)電機(jī)的自動并列

第二講同步發(fā)電機(jī)的自動并列第二章同步發(fā)電機(jī)的自動并列

重點講解發(fā)電機(jī)同步準(zhǔn)同期并列的自動化原理.這是將同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)進(jìn)行并列運行以組成電力系統(tǒng)的基本步驟.5/21/20242二、準(zhǔn)同期并列的基本原理并列斷路器QF主觸頭閉合瞬間所出現(xiàn)的沖擊電流值以及進(jìn)入同步運行的暫態(tài)過程，取決于合閘時的脈動電壓和滑差角頻率。準(zhǔn)同期并列主要對脈動電壓和滑差角頻率進(jìn)行檢測和控制，并且選擇合適的時間發(fā)出合閘信號，使得合閘瞬間的脈動電壓在于允許值之內(nèi)。檢測的信息主要取自并列斷路器QF兩側(cè)的電壓，而且主要是對脈動電壓進(jìn)行檢測并提取信息。5/21/202431脈動電壓—QF兩側(cè)電壓相量幅值相等（1）QF兩側(cè)電壓相量幅值相等可以得到脈動電壓：5/21/202441脈動電壓—QF兩側(cè)電壓相量幅值不相等（2）QF兩側(cè)電壓相量幅值不相等應(yīng)用三角函數(shù)可以得到脈動電壓：5/21/202451脈動電壓—利用脈動電壓檢測準(zhǔn)同期并列條件（3）利用脈動電壓檢測準(zhǔn)同期并列條件在脈動電壓波形中，載有準(zhǔn)同期并列所需檢測的信息——電壓幅值差（隨時間變化的規(guī)律）頻率差（隨時間變化的規(guī)律）相角差（隨時間變化的規(guī)律）

利用脈動電壓可以為自動并列裝置提供鑒別并列條件的信息和選擇合適的合閘信號發(fā)出時間。5/21/202462脈動電壓—并列檢測電壓幅值差1、并列檢測條件之一——電壓幅值差：電壓幅值差對應(yīng)于脈動電壓波形的最小幅值通過對的測量就可以判斷QF兩端電壓幅值差是否超出允許值。為了限制并網(wǎng)合閘時的沖擊電流，設(shè)定電壓幅值差限制，作為并列條件之一。5/21/202472脈動電壓—并列檢測頻率差與之間的頻率差就是脈動電壓的頻率，他與滑差角頻率存在關(guān)系：反映了頻率差的大小，要求小于允許值，就相當(dāng)于要求脈動電壓周期大于一個給定值。例如：設(shè)滑差角頻率測量的值可以檢測出發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)之間滑差角頻率的大小，即頻率差的大小。5/21/202482脈動電壓—并列檢測合閘相角差最理想的合閘瞬間是在與兩相量重合的瞬間。考慮到斷路器操動機(jī)構(gòu)和合閘回路控制電器的固有時間，必須在兩電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號，即需要有一個提前量，這一段時間稱為“越前時間”提前量恒定越前相角恒定越前時間在兩相量重合之前恒定角度發(fā)出合閘信號在兩相量重合之前恒定時間發(fā)出合閘信號廣泛應(yīng)用合閘回路具有固定動作時間5/21/202492恒定越前時間準(zhǔn)同期并列在理論上，按照恒定越前時間進(jìn)行并列合閘，可以使合閘相角差為零由于裝置的越前信號時間、出口繼電器動作時間、斷路器的合閘時間都存在分散性，故而并列時會有合閘相角誤差。5/21/2024103恒定越前時間并列裝置的整定計算1、越前時間：2、允許電壓差：3、允許滑差角頻率：5/21/202411

某發(fā)電廠采用自動準(zhǔn)同期并列方式與系統(tǒng)進(jìn)行并列，系統(tǒng)的參數(shù)已經(jīng)歸算到以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值。一次系統(tǒng)的參數(shù)為：發(fā)電機(jī)交軸次暫態(tài)電抗為0.125，系統(tǒng)的等值機(jī)組的交軸次暫態(tài)電抗與線路電抗為0.25，斷路器合閘時間為0.5s，他的最大可能誤差時間為，自動并列裝置最大誤差時間為±0.05s，待并發(fā)電機(jī)允許的沖擊電流為

試計算允許合閘誤差角允許滑差角頻率相應(yīng)的脈動電壓周期4例題5/21/202412三、自動并列裝置的工作原理5/21/2024131并列的檢測信號—1

整步電壓正旋型整步電壓正旋型整步電壓是相角差和電壓差值有關(guān)線性整步電壓5/21/2024141并列的檢測信號—1整步電壓射極跟隨器半波線性整步電壓5/21/2024151并列的檢測信號—1

整步電壓半波線性整步電壓5/21/2024161并列的檢測信號—1

整步電壓半波線性整步電壓理想波形線性整步電壓只反映發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)電壓間的相角差特性，與他們的電壓幅值無關(guān)。濾波器時間常數(shù)影響相移5/21/2024171并列的檢測信號—1

整步電壓全波線性整步電壓射極跟隨器5/21/2024181并列的檢測信號—1

整步電壓全波線性整步電壓比較半波線性整步電壓，全波線性整步電壓多了一倍矩形脈沖，從而可以減少濾波器時間常數(shù)5/21/2024191并列的檢測信號—2

相角差在整步電壓的產(chǎn)生電路中，矩形波的寬度與并列電源波形的相角差相對應(yīng)。把矩形寬度實時記錄，就是相角差的運動軌跡。5/21/2024201并列的檢測信號—3

恒定越前時間模擬式自動并列裝置恒定越前時間部分由RC組成的比例—微分回路和電平檢測電路構(gòu)成在一定勻速滑差范圍內(nèi)，誤差是比較小的，但是不能用于有加速度滑差的情況。主要是存在微分環(huán)節(jié)，會使加速度中的噪聲放大，使信號變差而影響正常工作。5/21/2024211并列的檢測信號—3

恒定越前時間數(shù)字式自動并列裝置數(shù)字式自動并列裝置利用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)模型，計算出恒定越前時間，具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性。很方便地計及了加速度的情況為計算點的滑差角速度分別為本計算點和上一次計算點的角度值兩計算點間的時間CPU發(fā)出合閘信號到斷路器主觸頭閉合時需經(jīng)歷的時間5/21/2024221并列的檢測信號—3

恒定越前時間計算最佳的合閘越前相角是發(fā)出合閘信號對下一個計算點的相角值進(jìn)行預(yù)測，推算出否是否5/21/2024231并列的檢測信號—4

頻率差相角差的運動軌跡中含有滑差角頻率的信息頻率差檢測可以直接測量兩個并列電壓頻率頻率差檢測5/21/2024241并列的檢測信號—5

電壓差電壓差檢測直接通過計算機(jī)接口讀入兩個電壓值后進(jìn)行計算通過電路比較兩個電壓值的大小后讀入計算機(jī)5/21/2024252控制邏輯5/21/2024263頻率差/電壓差調(diào)整頻率差調(diào)節(jié)的任務(wù)：將待并發(fā)電機(jī)頻率調(diào)整到接近于電網(wǎng)頻率，使頻率差滿足并列允許條件，促成并列的實現(xiàn)。頻率差調(diào)節(jié)頻率差測量調(diào)節(jié)量控制升速減速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速以比例調(diào)節(jié)準(zhǔn)則進(jìn)行調(diào)整，輸出的調(diào)節(jié)脈沖時間與頻率差成比例5/21/2024273頻率差/電壓差調(diào)整電壓差調(diào)節(jié)的任務(wù)：將待并發(fā)電機(jī)電壓值自動調(diào)整到接近于電網(wǎng)電壓，使電壓差滿足并列允許條件，促成并列的實現(xiàn)。電壓差調(diào)節(jié)電壓差測量調(diào)節(jié)量控制不調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)5/21/202428四、微機(jī)型并列裝置數(shù)字型自動并列裝置可以進(jìn)行電壓差、相角差和滑差角頻率的準(zhǔn)瞬時值計算，在計算相角差時可以方便的計及具有加速度的情況。具有模擬式并列裝置無法比擬的優(yōu)點。數(shù)字型自動裝置由硬件和軟件組成，兩者協(xié)調(diào)配合來完成同步發(fā)電機(jī)的并列控任務(wù)。5/21/2024291硬件電路5/21/2024302軟件流程——裝置主程序啟動自檢出錯讀取工作狀態(tài)指令轉(zhuǎn)調(diào)試程序轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)并列操作并列地址確認(rèn)?調(diào)用設(shè)定參數(shù)開中斷出錯標(biāo)志YN5/2