微機(jī)電力自動(dòng)裝置原理同發(fā)機(jī)的自并列學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1微機(jī)電力微機(jī)電力(dinl)自動(dòng)裝置原理同發(fā)機(jī)的自動(dòng)裝置原理同發(fā)機(jī)的自并列自并列第一頁(yè)，共53頁(yè)。第1頁(yè)/共52頁(yè)第二頁(yè)，共53頁(yè)。2、同步發(fā)電機(jī)組并列時(shí) 應(yīng)該遵守的原則（1）并列斷路器合閘時(shí)，沖擊電流(dinli)(1-2) 倍額定電流(dinli) (2)發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)后應(yīng)能迅速進(jìn)入同步狀態(tài).過(guò)程要短、對(duì)電網(wǎng)擾動(dòng)要小。二、準(zhǔn)同期并列 1、同期并列的條件：（1）G=x,或fG=fx (頻率相等)（2）UG=Ux (電壓相等)（3）e=G- x =0(相位差相等) 發(fā)電機(jī)頻率和電壓參數(shù)：G、 fG、UG。 電網(wǎng)頻率和電壓參數(shù)：x、fx 、Ux 。 e=G- x第2頁(yè)/共52頁(yè)第三頁(yè)，

2、共53頁(yè)。第3頁(yè)/共52頁(yè)第四頁(yè)，共53頁(yè)。28.1hhmXdXGhIIIXXUU“UG、Ux為發(fā)電機(jī)電壓和電網(wǎng)電壓有效值，Xd為發(fā)電機(jī)次瞬態(tài)電抗。Xx是電力系統(tǒng)等值電抗。I hm 為沖擊(chngj)電流最大瞬態(tài)值第4頁(yè)/共52頁(yè)第五頁(yè)，共53頁(yè)。勢(shì)發(fā)電機(jī)交軸次瞬態(tài)電動(dòng)發(fā)電機(jī)交軸次瞬態(tài)電抗2sin2qqxqqhEXeXXEI第5頁(yè)/共52頁(yè)第六頁(yè)，共53頁(yè)。XGssmxsmGSXGSsteeUtUUtUu,2sin22sin2)2cos(其中：S稱為滑差角頻率或滑差頻率fs。他們(t men)之間有如下關(guān)系：第6頁(yè)/共52頁(yè)第七頁(yè)，共53頁(yè)。為額定頻率。用標(biāo)麼值表示：所以脈動(dòng)周期為：ZNNs

3、sssSssHfffTf502212*第7頁(yè)/共52頁(yè)第八頁(yè)，共53頁(yè)。勢(shì)發(fā)電機(jī)交軸次瞬態(tài)電動(dòng)發(fā)電機(jī)交軸次瞬態(tài)電抗2sin2qqxqqhEXeXXEI滑差角頻率或滑差頻率fs越大，沖擊(chngj)電流越大，第8頁(yè)/共52頁(yè)第九頁(yè)，共53頁(yè)。第9頁(yè)/共52頁(yè)第十頁(yè)，共53頁(yè)。于發(fā)電狀態(tài)，而使得e逐漸減小.XG第10頁(yè)/共52頁(yè)第十一頁(yè)，共53頁(yè)。 合閘相角差為e變負(fù)。發(fā)電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。又處于加速狀態(tài)，交換功率沿特性(txng)曲線移動(dòng)到圖中C點(diǎn)。 這樣來(lái)回?cái)[動(dòng)，由于阻呢因素最后進(jìn)入同步狀態(tài)。時(shí)：XG第11頁(yè)/共52頁(yè)第十二頁(yè)，共53頁(yè)。.n2、特點(diǎn)：不要專門的合閘機(jī)構(gòu)；但是沖擊電流大，只實(shí)

4、用于緊急情況下的操作。n3 、 引 起 的 沖 擊 電 流Ih=Ux/(Xd+Xx)第12頁(yè)/共52頁(yè)第十三頁(yè)，共53頁(yè)。 第二節(jié) 準(zhǔn)同期(tngq)并列的基本原理 序1、準(zhǔn)同期(tngq)并列等效電路圖第13頁(yè)/共52頁(yè)第十四頁(yè)，共53頁(yè)。n（2） 依據(jù) 測(cè)量出脈動(dòng)電壓US值滑差角頻率和斷路器QF的動(dòng)作時(shí)間，計(jì)算出合適的合閘閉合時(shí)刻(shk)。n（3）使并列斷路器QF主觸頭閉合瞬間所出現(xiàn)的沖擊電流值維持允許的范圍內(nèi) 。第14頁(yè)/共52頁(yè)第十五頁(yè)，共53頁(yè)。SsmXSXGSsSXGXGUtUUtUuUUU22sin22cos表達(dá)式：這時(shí)而當(dāng)?shù)?5頁(yè)/共52頁(yè)第十六頁(yè)，共53頁(yè)。mxmGSsmx

5、mGSssmGmXmGmXSXGSsSXGXGUUUtUUUttUUUUUtUuUUU時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)表達(dá)式：這時(shí)而當(dāng)0cos22cos22第16頁(yè)/共52頁(yè)第十七頁(yè)，共53頁(yè)。第17頁(yè)/共52頁(yè)第十八頁(yè)，共53頁(yè)。 5、 圖形說(shuō)明了什么 在US的脈動(dòng)電壓波形中載有準(zhǔn)同期(tngq)并列所需要的信息=電壓幅度差、頻率差、以及相角差以及相角差隨著時(shí)間的變化規(guī)律。 為自動(dòng)并列裝置提供了并列條件信息和合適的合閘信號(hào)以及信號(hào)發(fā)出的時(shí)機(jī)。 6、電壓幅度差、頻率差、以及相角差等參數(shù)的范圍和要求：（1）電壓幅度差： 電壓幅度差US的大小與合閘沖擊電流Ih大小成正比.。所以電壓幅度差US的大小受到?jīng)_擊電流Ih大小

6、的限制。應(yīng)該小一點(diǎn)好。 （2）頻率差： UG與UX的頻率差就是US的頻率fs, 滑差角s與其成正比，其倒數(shù)就是脈動(dòng)電壓的周期Ts，合閘過(guò)程中要求滑差角s和脈動(dòng)電壓的周期Ts限制在一定范圍內(nèi)。 第18頁(yè)/共52頁(yè)第十九頁(yè)，共53頁(yè)。 要求(yoqi)： )(1022 . 010022 . 050,%2 . 0sTfHfSYSNsyZNNsy而：即：設(shè)滑差角頻率的允許值第19頁(yè)/共52頁(yè)第二十頁(yè)，共53頁(yè)。（3） 合閘相角差e的控制 A、合閘相角差e的控制 的含義：相角差e是時(shí)間的函數(shù)，它的大小影響合閘電流的大小，如如果沒有其他因素(yn s)的影響，可以考慮在相角差e=0時(shí)合閘最好，可以使合閘電

7、流=0，但是合閘斷路器QF的吸合需要時(shí)間，還有其他控制電路動(dòng)作也需要時(shí)間，若還在相角差e=0時(shí)合閘，等合閘斷路器QF吸合時(shí)，相角差e0，合閘的沖擊電流會(huì)很大。達(dá)不到減小沖擊電流的目的。必須對(duì)合閘相角差e進(jìn)行控制。 B、如何進(jìn)行控制？ 其方法有（1）恒定越前相角法，即在離e=0前yj角度處進(jìn)行程控合閘。合閘完成恰好e=0；采用的控制裝置稱為恒定越前相角并列裝置。（2）恒定越前時(shí)間法，在UG=Ux前tyj發(fā)出合閘信號(hào)。采用的控制裝置稱為恒定越前時(shí)間并列裝置。合閘完成恰好UG=Ux。第20頁(yè)/共52頁(yè)第二十一頁(yè)，共53頁(yè)。第21頁(yè)/共52頁(yè)第二十二頁(yè)，共53頁(yè)。三、準(zhǔn)同期并列合閘信號(hào)和控制(kngz

8、h)邏輯（的形成）（一）恒定(hngdng)越前相角法準(zhǔn)同期并列合閘信號(hào)參數(shù)的計(jì)算 1、合閘斷路器QF的合閘時(shí)間參數(shù)為tQF, 2、如果UG和UX相等，且s很小，合閘斷路器QF的合閘時(shí)間參數(shù)為tQF，其主觸頭閉合瞬間的相角差近似認(rèn)為接近yj值。 3、最佳滑差角可以由下式計(jì)算QFSQFsyyjQFyjsysttt0002恒定越前相角(xin jio)法合參數(shù)原理圖2-10第22頁(yè)/共52頁(yè)第二十三頁(yè)，共53頁(yè)。合閘信號(hào)(xnho)控制情況：左邊提前角度太?。恢虚g提前角度恰好；右邊提前量太大。第23頁(yè)/共52頁(yè)第二十四頁(yè)，共53頁(yè)。n 3、在e=0之前的恒定越前時(shí)間tyj發(fā)出合閘信號(hào)，他對(duì)應(yīng)(du

9、yng)的恒定越前相角yj的值是隨s變化的。其變化規(guī)律如下圖。第24頁(yè)/共52頁(yè)第二十五頁(yè)，共53頁(yè)。4、yjsyjt第25頁(yè)/共52頁(yè)第二十六頁(yè)，共53頁(yè)。四、恒定越前時(shí)間(shjin)并列裝置合閘參數(shù)的整定計(jì)算1、恒定越前時(shí)間(shjin)并列裝置的整定參數(shù)有： （1）越前時(shí)間(shjin)tyj tyj=tc+tQF tc為自動(dòng)裝置合閘信號(hào)回路的動(dòng)作時(shí)間(shjin)； tQF為并列斷路器的合閘時(shí)間(shjin)。 （2）允許電壓差Us=0.1-0.15UN(額定電壓） （3）允許滑差角頻率sy)(28.12)(arcsin2radEXXittttqxqhmeyeyQFcQFceysy決

10、定由允許的最大沖擊電流動(dòng)作誤差時(shí)間為自動(dòng)裝置、斷路器的和第26頁(yè)/共52頁(yè)第二十七頁(yè)，共53頁(yè)。恒定越前時(shí)間并列裝置的整定參數(shù)(cnsh)舉例例題2。1)(199, 00992. 0arcsin205. 128 . 12)25. 0125. 0(12arcsin2?,2,05. 0%,20,5 . 0,25. 0,125. 0radTeyIIsstXXeySsyGNhmQFXq與相應(yīng)的脈動(dòng)電壓周期允許滑差角試計(jì)算允許合閘誤差角電流為發(fā)電機(jī)允許的最大沖擊時(shí)間為自動(dòng)并列裝置最大誤差為它的最大可能誤差時(shí)間已知第27頁(yè)/共52頁(yè)第二十八頁(yè)，共53頁(yè)。整定參數(shù)(cnsh)舉例例繼續(xù))(7.433.122

11、)3(1042.050233.12)/(33.115.0199.0)(05.0)(1.02.05.0?22*sTTfsradststSYSSNsysysycQFey？脈動(dòng)電壓周期示：滑差角頻率用標(biāo)么值表所以：自動(dòng)裝置的誤差時(shí)間斷路器合閘的誤差時(shí)間）允許滑差角（第28頁(yè)/共52頁(yè)第二十九頁(yè)，共53頁(yè)。n恒定越前時(shí)間并列裝置中的合閘信號(hào)擴(kuò)展單元(dnyun)是由它由（1）頻率差檢測(cè)控制單元(dnyun) 。（2）電壓差檢測(cè)控制單元(dnyun)。（3）合閘信號(hào)控制邏輯單元(dnyun)等組成。n（一）裝置的控制邏輯第29頁(yè)/共52頁(yè)第三十頁(yè)，共53頁(yè)。第30頁(yè)/共52頁(yè)第三十一頁(yè)，共53頁(yè)。檢測(cè)結(jié)

12、果，和電壓差檢測(cè)的結(jié)果是如何(rh)檢測(cè)出來(lái)的？第31頁(yè)/共52頁(yè)第三十二頁(yè)，共53頁(yè)。 二、并列裝置的檢測(cè)（裝置及）信號(hào)（的形成） 目的檢測(cè)出UG-UX=US, G-x=？ s=？（一）整步電壓(diny)（USL） 自動(dòng)并列同步裝置檢測(cè)并列條件的電壓(diny)人們通常稱為整步電壓(diny)。其檢測(cè)方法（和類型）有正弦型和線性整步電壓(diny)兩種。線性整步電壓(diny)中又分為半線性整步電壓(diny)和全線性整步電壓(diny)等兩種。1、正弦型整步電壓(diny) （1）正弦型整步電壓(diny)形成的裝置 如圖213a)所示：它由TVG和TVX兩個(gè)電壓(diny)互感器與整流

13、合成檢波單元組成。（2）正弦型整步電壓(diny)的波形如圖213（b）所示。（3）正弦型整步電壓(diny)的表達(dá)式為：第32頁(yè)/共52頁(yè)第三十三頁(yè)，共53頁(yè)。XGsXGseeZXsZXXGZXxGSZXGxXxGGGttKUtKUtKUuuUUUtUutUu)(2sin22sin22)(sin2,sin,sin整步電壓：設(shè)整步電壓中包含(bohn)大量信息：s、 e、Us 都是合閘的重要信號(hào)。正弦型整步電壓的波形為正弦波。所以稱為正弦型整步電壓。第33頁(yè)/共52頁(yè)第三十四頁(yè)，共53頁(yè)。第34頁(yè)/共52頁(yè)第三十五頁(yè)，共53頁(yè)。2、線性整步電壓（的檢測(cè)(jin c)方法） 分為半線性整步電壓和

14、全線性整步電壓等兩種。 （1）半線性整步電壓 A、半線性整步裝置原理 如圖2-14所示：第35頁(yè)/共52頁(yè)第三十六頁(yè)，共53頁(yè)。時(shí)的頂峰電壓。為其中：eSLmeeSLmSLmSLeeSLmsLUUUuUu)2(2)0(第36頁(yè)/共52頁(yè)第三十七頁(yè)，共53頁(yè)。第37頁(yè)/共52頁(yè)第三十八頁(yè)，共53頁(yè)。 B、 圖中 1）整形電路由變壓器TB1，TB2 ，晶體管VT1、VT2組成 。其作用就是形成方波。2）相敏電路：由晶體管VT3，電阻R7、R8、二極管V7、V8 組成。作用是求UG-UX。晶體管VT3的輸出反映了相角差的大小。 這個(gè)相敏電路的工作由邏輯電路分析，它在正負(fù)(zhn f)周期內(nèi)可獲得兩次

15、相位比較機(jī)會(huì)，矩形脈沖比單線性整步電路多了一倍，所以稱為全波整形電路。C、全波整形電路的輸出量：第38頁(yè)/共52頁(yè)第三十九頁(yè)，共53頁(yè)。ttUUuUuXGsesLmeesLmsLeesLmsL)()0()()0()(三角波頂峰電壓。第39頁(yè)/共52頁(yè)第四十頁(yè)，共53頁(yè)。第40頁(yè)/共52頁(yè)第四十一頁(yè)，共53頁(yè)。ttSesxixixiiiixii相角加速度,)( ,)2()2()( ,1第41頁(yè)/共52頁(yè)第四十二頁(yè)，共53頁(yè)。第42頁(yè)/共52頁(yè)第四十三頁(yè)，共53頁(yè)。若e(t)軌跡兩點(diǎn)之間的時(shí)間(shjin)間隔為2x,中央處理單元發(fā)出合閘信號(hào)到斷路器主觸頭閉會(huì)時(shí)所需要的時(shí)間(shjin)為Tdc：

16、。額定誤差）：立即合閘（條件時(shí)：合閘控制：在滿足以下閘角為：它所對(duì)應(yīng)的最佳導(dǎo)前合那么恒定超前時(shí)間為：繼電器閉合動(dòng)作時(shí)間。為斷路器的合閘和出口()22221,1yjixnnsisisixiiisisiDCsiyjyjCQFCQFDCtttttttttt第43頁(yè)/共52頁(yè)第四十四頁(yè)，共53頁(yè)。 ( 二)、頻率(pnl)差的檢測(cè) A、頻率(pnl)差的檢測(cè)系統(tǒng)28 . 12)(arcsin2,2/qqhmeyQFceysyeyesesssXGXXGGEXxXitttfBffffufu、參數(shù)的應(yīng)用和計(jì)算：計(jì)數(shù)定時(shí)二分頻整形變壓器降壓計(jì)數(shù)定時(shí)二分頻整形變壓器降壓第44頁(yè)/共52頁(yè)第四十五頁(yè)，共53頁(yè)。三

17、、電壓差的檢測(cè)(jin c)A、電壓差的檢測(cè)(jin c)系統(tǒng)第45頁(yè)/共52頁(yè)第四十六頁(yè)，共53頁(yè)。用來(lái)調(diào)整參考電壓。用來(lái)調(diào)整平衡；。時(shí)。當(dāng)，時(shí)。當(dāng)，時(shí)。當(dāng)53000RRUUUUUUUUUUUUABxGABxGABxGsetABD第46頁(yè)/共52頁(yè)第四十七頁(yè)，共53頁(yè)。 第四節(jié) 頻率差與電壓(diny)差的調(diào)整 并列合閘過(guò)程中頻率差與電壓(diny)差不合適時(shí)，頻率差與電壓(diny)差是如何調(diào)整的？一、頻率差的調(diào)整 由于發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是由蒸汽機(jī)及蒸汽機(jī)調(diào)速器、勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁控制和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等組成。一旦發(fā)電機(jī)的電壓(diny)及其電壓(diny)頻率與電網(wǎng)電壓(diny)及其電壓(diny)頻率相

18、差很大時(shí)?？赏ㄟ^(guò)蒸汽機(jī)調(diào)速器、勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁控制和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)去調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出電壓(diny)和頻率參數(shù)。 調(diào)整方法是：1、當(dāng) 控制系統(tǒng)就不向蒸汽機(jī)調(diào)速器、勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁控制系統(tǒng)發(fā)出調(diào)速脈沖，邊調(diào)整，但是可邊計(jì)算超前時(shí)間合閘控制條件的比較。然后發(fā)出合閘操作命令。允許頻率差）(ZXGfff第47頁(yè)/共52頁(yè)第四十八頁(yè)，共53頁(yè)。時(shí)：ZXGfff第48頁(yè)/共52頁(yè)第四十九頁(yè)，共53頁(yè)。第五節(jié) 數(shù)字系統(tǒng)并列裝置的組成 由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成一、硬件系統(tǒng) 由主機(jī)、輸入輸出I/O口、控制測(cè)量單元、信息傳送通道、人機(jī)平臺(tái)(pngti)，合閘操作機(jī)構(gòu)等組成。如圖2-28所示。二、軟件系統(tǒng) 由主程序、并列檢測(cè)計(jì)算、合閘程序等組成。如圖2-27和圖2-28等組成。第49頁(yè)/共52頁(yè)第五十頁(yè)，共53頁(yè)。第50頁(yè)/共52頁(yè)第