第4次課第2章(5節(jié))課件

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理 水電學(xué)院電力系 王德意2.5 微機(jī)型（數(shù)字型）并列裝置的組成2.5.1 概述2.5.2 硬件電路2.5.3 并列裝置的軟件2.5.4 同期點(diǎn)的選擇2.5.5 手動(dòng)同期2.5.1 概述模擬式并列裝置為簡化電路，在一個(gè)滑差周期Ts時(shí)間內(nèi)，把s假設(shè)為恒定假設(shè)為恒定，具有一定的局限性。數(shù)字式并列裝置采用較為精確的公式采用較為精確的公式，按照e當(dāng)時(shí)的變化規(guī)律，選擇最佳的越前時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)，可以縮短并列可以縮短并列操作的過程，提高了自動(dòng)并列裝置的技術(shù)性能和運(yùn)行可操作的過程，提高了自動(dòng)并列裝置的技術(shù)性能和運(yùn)行可靠性。靠性。 用大規(guī)模集成電路微處理器（CPU）等器件構(gòu)成的數(shù)字式并列裝置

2、，由于硬件簡單，編程方便靈活，運(yùn)行可靠，且技術(shù)上已日趨成熟，成為當(dāng)前自動(dòng)并列裝置發(fā)展的主流當(dāng)前自動(dòng)并列裝置發(fā)展的主流。數(shù)字式并列裝置由硬件和軟件硬件和軟件組成。2.5.2 硬件電路以微處理器(CPU)為核心的數(shù)字式并列裝置，就是一臺(tái)專用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。2.5.2 硬件電路微處理器微處理器（CPU）是控制裝置的核心。輸入、輸出接口電路輸入、輸出接口電路 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，輸入、輸出過程通道的信息不能直接與主機(jī)的總線相接，它必須由接口電路來完成信息傳遞的任務(wù)。輸入、輸出過程通道輸入、輸出過程通道輸入過程輸入過程：為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列操作，將電網(wǎng)和待并發(fā)電機(jī)的電壓、頻率等狀態(tài)量按要求送到接口電

3、路進(jìn)入主機(jī)。輸出過程輸出過程：將調(diào)節(jié)量、合閘信號(hào)等輸出去控制待并機(jī)組，需要將計(jì)算機(jī)接口電路輸出信號(hào)變換成適合于對待并機(jī)組進(jìn)行調(diào)節(jié)或合閘的操作信號(hào)。人機(jī)接口人機(jī)接口輸入通道（1）輸入通道 按發(fā)電機(jī)并列條件，分別從發(fā)電機(jī)和母線電壓互感器二次側(cè)交流電壓信號(hào)中提取電壓幅值、頻率和相角差等三種信息，作為并列操作的依據(jù)。輸入通道（2） 交流電壓幅值測量交流電壓幅值測量方法一：方法一：采用變送器，把交流、電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后由AD接口電路進(jìn)入主機(jī)。方法二：方法二：對交流電壓信號(hào)直接進(jìn)行交流采樣，通過計(jì)算求得它的有效值。輸入通道（3） 頻率測量頻率測量測量交流信號(hào)波形的周期T。把交流電壓正弦信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波

4、，經(jīng)二分頻后，它的半波時(shí)間即為交流電壓的周期T。數(shù)字量接口輸入通道（4）T=DifCntT=DifCnt* *TnTn頻率測量頻率測量輸入通道（5） 相角差相角差e測量測量方法一：方法一：將電壓互感器電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成同頻、同相的方波后接入相敏電路。輸入通道（6）相角差相角差e測量測量方法二：方法二：將電壓互感器電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成同頻、同相的方波后直接接入控制器，用軟件計(jì)算。1Time2Timet00GUxUNTT/NTT/t)2/(12NTTTimeTime滯后的相角差可由下式求得：滯后的相角差可由下式求得：) 12(TimeTimeT360)/(TTe6300000/ ) 12 (TimeTime

5、T 輸出通道自動(dòng)并列裝置的輸出控制信號(hào)有：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的增速、減速信號(hào)增速、減速信號(hào)；調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓的升壓、降壓信號(hào)升壓、降壓信號(hào)；并列斷路器合閘脈沖合閘脈沖控制信號(hào)。 這些控制信號(hào)可由并行接口電路輸出，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)繼電器用觸點(diǎn)控制相應(yīng)的電路。人一機(jī)聯(lián)系（1）主要用于程序調(diào)試，設(shè)置或修改參數(shù)。常用的設(shè)備有：鍵盤鍵盤用于輸入程序和數(shù)據(jù)。按鈕按鈕供運(yùn)行人員操作。 CRT顯示器顯示器生產(chǎn)廠調(diào)試程序時(shí)需要。數(shù)碼和發(fā)光二極管數(shù)碼和發(fā)光二極管顯示指示為操作人員提供直觀的顯示方式，以利于過程的監(jiān)控。觸摸屏觸摸屏人一機(jī)聯(lián)系（2）許繼電氣WZQ-3微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置人一機(jī)聯(lián)系（3）南自NAS-965系列微機(jī)自

6、動(dòng)準(zhǔn)同期裝置電壓檢測交流電壓變送器輸出的直流電壓與輸入的交流電壓值成正比。 設(shè)機(jī)組并列時(shí)，電壓偏差設(shè)定的閥值為Usy ，裝置內(nèi)對應(yīng)的設(shè)定值為DU。 如DxDG時(shí)，并行口輸出升壓信號(hào)升壓信號(hào)，輸出調(diào)節(jié)信號(hào)的寬度與其差值成比例；反之，則發(fā)降壓信號(hào)降壓信號(hào)。 頻率檢測發(fā)電機(jī)電壓和電網(wǎng)電壓分別由可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，主機(jī)讀取計(jì)數(shù)脈沖值Nx和NGO，由此求得fx和fG。與上述電壓檢測所采用算式類同，把頻率差的絕對值與設(shè)定的允許頻率偏差閥值比較，作出是否允許并列的判斷。按發(fā)電機(jī)頻率fG高于或低于電網(wǎng)頻率fx來輸出減速或增速信號(hào)。選擇e在0到期間，調(diào)節(jié)量按f差值比例進(jìn)行調(diào)節(jié)差值比例進(jìn)行調(diào)節(jié)。越前時(shí)間檢測（1

7、） 設(shè)系統(tǒng)頻率為額定值50Hz，待并發(fā)電機(jī)的頻率低于50Hz。從電壓互感器二次側(cè)來的電壓波形如圖（a）所示，經(jīng)削波限幅后得到圖（b）所示的方波，兩方波異或異或后得到圖（c）中的一系列寬度不等的矩形波。顯然，這一系列矩形波寬矩形波寬度度i與相角差與相角差i相對應(yīng)相對應(yīng)。 越前時(shí)間檢測（2） 系統(tǒng)電壓方波的寬度x為已知，它等于二分之周期（或180o），因此i可按下式求得。式中x和和i的值的值，CPU可以從定時(shí)計(jì)數(shù)器讀入求得。越前時(shí)間檢測（3） （223）（224）越前時(shí)間檢測（4） （223）（227）（228）（229）（227）越前時(shí)間檢測（5） 越前時(shí)間檢測（6） (2-30)2.5.3 并

8、列裝置的軟件主程序主程序啟 動(dòng)自 檢 出 錯(cuò) ？讀 取 工 作 狀 態(tài) 指 令轉(zhuǎn) 調(diào) 試 程 序轉(zhuǎn) 設(shè) 置 參 數(shù)轉(zhuǎn) 并 列 操 作并 列 地 址 確 認(rèn) ？調(diào) 用 設(shè) 定 參 數(shù)出 錯(cuò)出 錯(cuò)開 中 斷2.5.3 并列裝置的軟件并列條件檢測并列條件檢測合閘控制程序合閘控制程序開中斷測頻、測壓、測相角差、計(jì)算壓差、頻差壓差、頻差越限？計(jì)算相角差dede在p-2p之間？ 越限？dtdws計(jì)算理想導(dǎo)前相角 ？eYJe預(yù)測合閘時(shí)差小于下一計(jì)算間隔？等待時(shí)間返回頻率差控制電壓差控制頻率越限壓差越限NYNeYNNYe發(fā)合閘指令N2.5.4 同期點(diǎn)的選擇同期點(diǎn)基本概念同期點(diǎn)基本概念用于同期并列的斷路器，即稱

9、為同期點(diǎn)同期點(diǎn)。一般說來，如果一個(gè)斷路器斷開后，兩側(cè)都有電源且可能不同步，則這個(gè)斷路器就應(yīng)該是同期點(diǎn)。2.5.4 同期操作原理同期點(diǎn)的選擇同期點(diǎn)選擇原則同期點(diǎn)選擇原則發(fā)電機(jī)的所有斷路器發(fā)電機(jī)的所有斷路器都應(yīng)該是同期點(diǎn)。發(fā)電機(jī)與變壓器間不設(shè)斷路器的發(fā)電機(jī)一變壓器單元發(fā)電機(jī)一變壓器單元接線接線，其同期點(diǎn)應(yīng)設(shè)在變壓器高壓側(cè)斷路器上。三繞組變壓器或自耦變壓器三繞組變壓器或自耦變壓器與電源連接的各側(cè)斷路器均應(yīng)作為同期點(diǎn)。低壓側(cè)與母線連接的雙繞組變壓器低壓側(cè)與母線連接的雙繞組變壓器，一般應(yīng)有一側(cè)斷路器作為同期點(diǎn)。母線分段、聯(lián)絡(luò)斷路器及旁路斷路器母線分段、聯(lián)絡(luò)斷路器及旁路斷路器均應(yīng)作為同期點(diǎn)2.5.4 同期

10、點(diǎn)的選擇同期點(diǎn)選擇原則同期點(diǎn)選擇原則多角形接線和外橋形接線多角形接線和外橋形接線中，與線路相關(guān)的兩個(gè)斷路器均應(yīng)作為同期點(diǎn)。一又二分之一接線一又二分之一接線的所有斷路器均應(yīng)作為同期點(diǎn)。全廠只有一條線路時(shí)，線路斷路器可不作為同期點(diǎn)。2.5.4 同期點(diǎn)的選擇2.5.4 同期操作原理同期電壓的引入采用準(zhǔn)同期方式并列時(shí)，需比較待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電壓的數(shù)值、頻率和相位。為此需將待并側(cè)和系統(tǒng)的電壓引至同期裝置，以便進(jìn)行比較判斷。引入同期裝置的電壓通常取自不同的電壓互感器不同的電壓互感器。2.5.5 手動(dòng)同期手動(dòng)準(zhǔn)同期特點(diǎn)手動(dòng)準(zhǔn)同期特點(diǎn)并列時(shí)間較長；最佳合閘瞬間的選擇與運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)相和操作水平有關(guān)，無法保證在

11、最佳條件下并列；不能實(shí)現(xiàn)機(jī)組的自動(dòng)起動(dòng)和并列等，因此在水電站中一般只作為備用的并列方式。2.5.5 手動(dòng)同期手動(dòng)準(zhǔn)同期的設(shè)備手動(dòng)準(zhǔn)同期的設(shè)備為了完成手動(dòng)準(zhǔn)同期的并列操作，需設(shè)置下列儀表：電壓表電壓表和頻率表頻率表各兩只，同步表同步表一只。電壓表和頻率表用于指示待并發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的電壓和頻率。組合式同步表用于觀察兩者的電壓差、頻率差和相位差。電壓表頻率表電壓表頻率表同步表2.5.5 手動(dòng)同期手動(dòng)準(zhǔn)同期的設(shè)備手動(dòng)準(zhǔn)同期的設(shè)備三根同期小母線三根同期小母線：TQMa、TQMa、TQMb（公共B相小母線接地）。兩根非同期合閘閉鎖小母線合閘閉鎖小母線：1THM、2THM。同期開關(guān)及其重動(dòng)繼電器同期開關(guān)及其重動(dòng)繼電器：TK、TKJ同期點(diǎn)控制開關(guān)同期點(diǎn)控制開關(guān)：KK。同期閉鎖（解除）開關(guān)同期閉鎖（解除）開關(guān)：BTK。解除TJJ的閉鎖作用。手動(dòng)手動(dòng)/ /斷開斷開/ /自動(dòng)同期切換開關(guān)自動(dòng)同期切換開關(guān)：TQK。將同步表接入同期小母線。調(diào)節(jié)開關(guān)調(diào)節(jié)開關(guān)：61KK、41KK。用于同期過程中的調(diào)節(jié)與正常運(yùn)行過程中的調(diào)節(jié)。同步檢查繼電器同步檢查繼電器：TJJ。2.5.5 手動(dòng)同期同期操