同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列裝置ppt課件

1、同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)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(jī)并列：未投入系統(tǒng)的空載發(fā)電機(jī)經(jīng)調(diào)發(fā)電機(jī)并列：未投入系統(tǒng)的空載發(fā)電機(jī)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(yùn)行的操作加并列運(yùn)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(jìn)行的操作足并列條件后經(jīng)斷路器進(jìn)行的操作n同步發(fā)電機(jī)并列操作的基本要求同步發(fā)電機(jī)并列操作的基本要求n并列瞬間，沖擊電流不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的允許值；并列瞬間，沖擊電流不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的允許值；n并列后，發(fā)電機(jī)應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行，即并列后

2、，發(fā)電機(jī)應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行，即暫態(tài)過(guò)程要短。暫態(tài)過(guò)程要短。n自動(dòng)并列裝置的作用自動(dòng)并列裝置的作用n減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度n提高運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性提高運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性n同步發(fā)電機(jī)并列操作的方法同步發(fā)電機(jī)并列操作的方法n準(zhǔn)同步并列準(zhǔn)同步并列n手動(dòng)準(zhǔn)同步并列；自動(dòng)準(zhǔn)同步并列手動(dòng)準(zhǔn)同步并列；自動(dòng)準(zhǔn)同步并列n優(yōu)點(diǎn)：沖擊電流小，并網(wǎng)后拉入同步快，優(yōu)點(diǎn)：沖擊電流小，并網(wǎng)后拉入同步快，不會(huì)引起系統(tǒng)電壓降低不會(huì)引起系統(tǒng)電壓降低n自同步并列自同步并列n優(yōu)點(diǎn)：并列速度快，但沖擊電流大，要短優(yōu)點(diǎn)：并列速度快，但沖擊電流大，要短時(shí)從系統(tǒng)吸收無(wú)功，會(huì)引起系統(tǒng)電壓短時(shí)時(shí)從系統(tǒng)吸收無(wú)功，會(huì)引起系

3、統(tǒng)電壓短時(shí)下降。很少應(yīng)用。下降。很少應(yīng)用。n準(zhǔn)同步并列條件準(zhǔn)同步并列條件n準(zhǔn)同期并列的理想條件準(zhǔn)同期并列的理想條件n待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的幅值相等待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的幅值相等;n待并發(fā)電機(jī)頻率與系統(tǒng)頻率相等待并發(fā)電機(jī)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(jī)電斷路器主觸頭閉合瞬間，待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓間的瞬時(shí)相角差為零，即壓與系統(tǒng)電壓間的瞬時(shí)相角差為零，即0。n實(shí)際上，同時(shí)滿足三個(gè)條件幾乎是不可實(shí)際上，同時(shí)滿足三個(gè)條件幾乎是不可能的，事實(shí)上也沒(méi)有必要。能的，事實(shí)上也沒(méi)有必要。n準(zhǔn)同期并列的實(shí)際條件分析準(zhǔn)同期并列的實(shí)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(shè)設(shè)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(guò)機(jī)端短路電流的成正比。一般沖擊電流不允許超過(guò)機(jī)端短路電流的1/101/20，因此，并列時(shí)要求電壓差值不超過(guò)，因此，并列時(shí)要求電壓差值不超過(guò)510）額定電壓。）額定電壓。相角差允許值相角差允許值設(shè)設(shè)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(shí)，出現(xiàn)最大值。為了保證發(fā)電機(jī)的安時(shí)，出現(xiàn)最大值。為了保證發(fā)電機(jī)的安全，應(yīng)在全，應(yīng)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(guò)差不超過(guò)10 ，200MW及以上發(fā)電機(jī)不超過(guò)及以上發(fā)電機(jī)不超過(guò)2 4。頻率允許差頻率允許差設(shè)設(shè)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(shí)針旋轉(zhuǎn)；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；GS順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；順時(shí)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(shí)會(huì)產(chǎn)生振蕩。列時(shí)會(huì)產(chǎn)生振蕩。2

6、sin)/28.12(dchXUISUSUGU計(jì)及非周期分量，沖擊電流最大瞬時(shí)值為計(jì)及非周期分量，沖擊電流最大瞬時(shí)值為據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，頻率差不宜超過(guò)據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，頻率差不宜超過(guò)0.20.5）額）額定頻率，即定頻率，即0.10.25Hz。準(zhǔn)同期條件的實(shí)際條件為準(zhǔn)同期條件的實(shí)際條件為待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的幅值接近相等，其待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的幅值接近相等，其電壓差值不超過(guò)電壓差值不超過(guò)510）額定電壓；）額定電壓；待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓間的相角差在并列瞬待并發(fā)電機(jī)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(yīng)大于不應(yīng)大于10；待并發(fā)電機(jī)頻率與系統(tǒng)頻率接近相等，其頻率差

7、待并發(fā)電機(jī)頻率與系統(tǒng)頻率接近相等，其頻率差不宜超過(guò)不宜超過(guò)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(jī)電壓和頻率與系統(tǒng)接近相等時(shí)，盡量使并發(fā)電機(jī)電壓和頻率與系統(tǒng)接近相等時(shí)，盡量使并列合列合閘時(shí)即斷路器主觸頭閉合瞬間相角差為閘時(shí)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(shí)間，所以要求提前發(fā)出合閘脈沖，這經(jīng)歷一段時(shí)間，所以要求提前發(fā)出合閘脈沖，這一提前的時(shí)間叫一提前的時(shí)間叫“導(dǎo)前時(shí)間導(dǎo)前時(shí)間，用，用l e表示，應(yīng)表示，應(yīng)為發(fā)出合閘脈沖到斷路器主觸頭閉合時(shí)中間所有為發(fā)出合閘脈沖到斷路

8、器主觸頭閉合時(shí)中間所有元件的動(dòng)作之和。為使元件的動(dòng)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(shuō)為固定數(shù)值，也就是說(shuō)“恒定導(dǎo)前時(shí)間恒定導(dǎo)前時(shí)間。自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的功能自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的功能自動(dòng)檢測(cè)待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的壓差、頻差，滿自動(dòng)檢測(cè)待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的壓差、頻差，滿足準(zhǔn)同步要求時(shí)，自動(dòng)發(fā)出合閘脈沖，使斷路器足準(zhǔn)同步要求時(shí)，自動(dòng)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(shí)，能自動(dòng)閉鎖合閘脈沖，壓差或頻差不滿足要求時(shí)，能自動(dòng)閉鎖合閘脈沖，同時(shí)檢測(cè)壓差和頻差的方向進(jìn)行調(diào)整，加快并列同時(shí)檢測(cè)壓差和頻差的方向進(jìn)行調(diào)整

9、，加快并列過(guò)程。過(guò)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(shè)設(shè)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(jī)并列前，并列斷路器兩端電則滑差電壓發(fā)電機(jī)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(gè)幅值隨是一個(gè)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(luò)線：滑差電壓的正半包絡(luò)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(diǎn)：特點(diǎn)：整步電壓周期與頻差絕對(duì)值成反比，反映頻差大整步電壓周期與頻差絕對(duì)值成反比，反映頻差大?。恍?；n整步電壓最低點(diǎn)反映電壓差的大??；整步電壓最低點(diǎn)反映電壓差的大小；n 0時(shí)，整步電壓出現(xiàn)最

11、小值；時(shí)，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(diǎn)：特點(diǎn)： 0時(shí)，時(shí)，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(duì)值成正的斜率與頻差絕對(duì)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(wú)幅值無(wú)關(guān)，不包含電壓差信息。關(guān)，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(jī)自動(dòng)并列裝置n概述概述n模擬型缺點(diǎn)：模擬型缺點(diǎn)：n一個(gè)滑差周期檢測(cè)一次，有時(shí)并列過(guò)程太長(zhǎng)一個(gè)滑差周期檢測(cè)一次，有時(shí)并列過(guò)程太長(zhǎng)n恒定導(dǎo)前時(shí)間內(nèi)滑差是不變的常數(shù)，即勻速恒定導(dǎo)前時(shí)間內(nèi)滑差是不變的常數(shù)，即勻速準(zhǔn)則，可能引起較大的沖擊電流。準(zhǔn)則，可能引起較大的沖擊電流。n參數(shù)保護(hù)導(dǎo)致誤差大，影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠參數(shù)保護(hù)導(dǎo)致誤差大，影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性性n微機(jī)型：微機(jī)型：n高速運(yùn)算和邏輯判斷能力，可

13、以每周高速運(yùn)算和邏輯判斷能力，可以每周0.02s)計(jì)算一次；計(jì)算一次；n可以采用較為精確的計(jì)算公式，考慮可以采用較為精確的計(jì)算公式，考慮加速運(yùn)加速運(yùn)動(dòng)；動(dòng)；n并列速度快，裝置技術(shù)性能好。并列速度快，裝置技術(shù)性能好。n實(shí)現(xiàn)自檢功能，提高裝置的可靠性。實(shí)現(xiàn)自檢功能，提高裝置的可靠性。n微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置同步條件的檢測(cè)原理微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置同步條件的檢測(cè)原理n電壓檢測(cè)電壓檢測(cè)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?duì)應(yīng)的數(shù)字量變?yōu)閷?duì)應(yīng)的數(shù)字量DG、DS。設(shè)允許電壓偏差設(shè)允許電壓偏差USET對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為DU,當(dāng)當(dāng)|DSDG

14、| DU時(shí)，不允許合閘信號(hào)輸出；時(shí)，不允許合閘信號(hào)輸出；否則允許合閘信號(hào)輸出。否則允許合閘信號(hào)輸出。 DS DG輸出升壓輸出升壓信號(hào)，信號(hào)，DS DG輸出降壓信號(hào)。輸出降壓信號(hào)。n頻率測(cè)量頻率測(cè)量n交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波，經(jīng)二分頻后進(jìn)交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波，經(jīng)二分頻后進(jìn)入可編程定時(shí)器計(jì)數(shù)，交流信號(hào)頻率為入可編程定時(shí)器計(jì)數(shù)，交流信號(hào)頻率為f=f c/ N 。把頻率差的絕對(duì)值和允許的頻差進(jìn)。把頻率差的絕對(duì)值和允許的頻差進(jìn)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(jī)頻率高于或低于系統(tǒng)頻率輸出減速或電機(jī)頻率高于或低于系統(tǒng)頻率輸出減速或增速信號(hào)在增速信號(hào)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(dǎo)前時(shí)間檢測(cè)導(dǎo)前時(shí)間檢測(cè)n相角差測(cè)量相角差測(cè)量矩形波的寬度矩形波的寬度i與相與相角差角差i對(duì)應(yīng)。（系統(tǒng)對(duì)應(yīng)。（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(jìn)行下一點(diǎn)運(yùn)算，直到滿足條件為止。進(jìn)行下一點(diǎn)運(yùn)算，直到滿足條件為止。n微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的構(gòu)成微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的構(gòu)成n單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)n包括微處理器包括微處理器c p u、EPROM、 E2PROM、RAM、定時(shí)器及輸入輸出接、定時(shí)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(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至序，對(duì)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(hù)功能。數(shù)據(jù)分析處理，完成各種保護(hù)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(zhǔn)同步并列條件，并作鑒別頻差是否符合準(zhǔn)同步并列條件，并作為發(fā)電機(jī)調(diào)速的依據(jù)；為發(fā)電機(jī)調(diào)速的依據(jù)；n計(jì)算理想導(dǎo)前合閘角，不斷搜索相角差等計(jì)算理想導(dǎo)前合閘角，不斷搜索相角差等于合閘角的時(shí)機(jī)，發(fā)出合閘命令，使待并于合閘角的時(shí)機(jī)，發(fā)出合閘命令，使待并發(fā)電機(jī)正好在發(fā)電機(jī)正好在 0時(shí)并入系統(tǒng)。時(shí)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(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行均壓控制。對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行均壓控制。n輸入電路輸入電路n并列點(diǎn)兩側(cè)的電壓和開(kāi)關(guān)量信號(hào)并并列點(diǎn)兩側(cè)的電壓和開(kāi)關(guān)量信號(hào)并列點(diǎn)選擇、斷路器輔助觸點(diǎn)實(shí)測(cè)斷路器列點(diǎn)選擇、斷路器輔助觸點(diǎn)實(shí)測(cè)斷路器合閘時(shí)間）、遠(yuǎn)方復(fù)位信號(hào)、面板的按鍵合閘時(shí)間）、遠(yuǎn)方復(fù)位信號(hào)、面板的按鍵和撥輪開(kāi)關(guān)）。和撥輪開(kāi)關(guān)）。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(hào)類：指示裝置異常及電源消失報(bào)警。信號(hào)類：指示裝置異常及電源消失報(bào)警。n錄波類：對(duì)反映同步過(guò)程的電量如脈動(dòng)電壓和錄波類：對(duì)反映同步過(guò)程的電量如脈動(dòng)電壓和合閘接觸器觸點(diǎn)進(jìn)行錄波。合閘接觸器觸點(diǎn)進(jìn)行錄波。n顯示類：監(jiān)視裝置工況、實(shí)時(shí)參數(shù)、整定值及顯示類：監(jiān)視裝置工況、實(shí)時(shí)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