第一章-發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化 發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng) 電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié) 電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和無(wú)功功率控制技術(shù)電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和無(wú)功功率控制技術(shù) 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化 配電管理系統(tǒng)配電管理系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)第一章第一章 發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列 概述概述 準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 =基本知識(shí)點(diǎn)基本知識(shí)點(diǎn)= 并列操作的意義并列操作的意義 準(zhǔn)同期并列準(zhǔn)同期并列 自同期并列自同期并列 第一節(jié)概述GU

2、xUQFG 一臺(tái)發(fā)電機(jī)在末并入系統(tǒng)運(yùn)行之前，電壓一臺(tái)發(fā)電機(jī)在末并入系統(tǒng)運(yùn)行之前，電壓u uG G與與u ux x的狀態(tài)的狀態(tài)不等，須符合一定條件后才允許斷路器不等，須符合一定條件后才允許斷路器QFQF合閘作并網(wǎng)運(yùn)行。合閘作并網(wǎng)運(yùn)行。這一操作稱(chēng)為并列操作。這一操作稱(chēng)為并列操作。 第一節(jié)概述（1）并列斷路器合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能的小，其瞬時(shí)最大值一般不超過(guò)倍的額定電流。（2）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(guò)程要短，以減少對(duì)電力系統(tǒng)的擾動(dòng)。方法兩種: 準(zhǔn)同期并列（一般采用）、自同期并列。第一節(jié)概述圖1-1準(zhǔn)同期并列(a)電路示意；(b)相量圖；(c)等值電路xU)(bGUxG

3、esUXG)(aGUxUDL GsUXGGExEXxGUDLxU)(c第一節(jié)概述第一節(jié)概述向量圖分析向量圖分析GUxUxU)(bxGesU)(aGUDLGGU0GX0Um0GUXUGU第一節(jié)概述第一節(jié)概述)(aIhGUxUsU第一節(jié)概述準(zhǔn)同期條件分析 (a)=0；(b) 0 xUGU)(bIhesU)(aIhGUxUsU 沖擊電流的電動(dòng)力對(duì)發(fā)電機(jī)繞組產(chǎn)生影響，由于定子繞組端部的機(jī)械強(qiáng)度最弱，所以須特別注意對(duì)它所造成的危害。由于并列操作為正常運(yùn)行操作，沖擊電流最大瞬時(shí)值限制在12倍額定電流以下為宜。 為了保證機(jī)組的安全，我國(guó)曾規(guī)定壓差沖擊并列電流不允許超過(guò)機(jī)端短路電流的二十分之一到十分之一。據(jù)此

4、，得到準(zhǔn)同期并列的一個(gè)條件為：電壓差不能超過(guò)額定電壓的510?，F(xiàn)在一些巨型發(fā)電機(jī)組更規(guī)定在0.1以下，即希望盡量避免無(wú)功沖擊電流。第一節(jié)概述第一節(jié)概述xUGUIhesU第一節(jié)概述我國(guó)在發(fā)電廠進(jìn)行正常人工手動(dòng)并列操作時(shí)，一般取滑差周期在1016s之間。第一節(jié)概述2.頻率不相等對(duì)待并發(fā)電機(jī)組暫態(tài)過(guò)程的影響Oabsseosoc狀態(tài)發(fā)電機(jī)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)Oeb狀態(tài)發(fā)電機(jī))(a)(bP并列的同步過(guò)程分析第一節(jié)概述發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列的實(shí)際條件：發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列的實(shí)際條件：(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(guò)額定電壓的不應(yīng)超過(guò)額定電壓的5%10%。(2)在斷

5、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(guò)額定頻率的頻率差不應(yīng)超過(guò)額定頻率的0.2%0.5%。第一節(jié)概述第一節(jié)概述本節(jié)完第二節(jié) 準(zhǔn)同期并列的基本原理 =基本知識(shí)點(diǎn)基本知識(shí)點(diǎn)= 脈動(dòng)電壓脈動(dòng)電壓 準(zhǔn)同期并列條件準(zhǔn)同期并列條件 合閘條件的計(jì)算合閘條件的計(jì)算 準(zhǔn)同期并列裝置準(zhǔn)同期并列裝置 第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理u在滿(mǎn)足并列條件的情況下，采用準(zhǔn)同期并列方法將待并發(fā)電機(jī)組投入電

6、網(wǎng)運(yùn)行，前已述及只要控制得當(dāng)就可使沖擊電流很小且對(duì)電網(wǎng)擾動(dòng)甚微。u因此準(zhǔn)同期并列是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的主要并列方式。 第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理xU)(bGUxGesU)(aGUxUDL G第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理tsxUGUsU第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同

7、期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的組成可用圖1-8表示，按自動(dòng)化程度分為：（1）半自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置 沒(méi)有頻差調(diào)節(jié)和電壓調(diào)節(jié)功能，只有合閘信號(hào)控制單元 待并發(fā)電機(jī)的頻率和電壓由運(yùn)行人員監(jiān)視和調(diào)整 當(dāng)頻率和電壓都滿(mǎn)足并列條件時(shí)，并列裝置就會(huì)在合適的時(shí)刻發(fā)出合閘信號(hào)（2）自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置 設(shè)置了頻率控制單元、電壓控制單元和合閘信號(hào)控制單元 待并發(fā)電機(jī)的頻率或電壓都由并列裝置自動(dòng)調(diào)節(jié) 當(dāng)滿(mǎn)足并列條件時(shí)，自動(dòng)選擇合適時(shí)機(jī)發(fā)出合閘信號(hào) 第二節(jié)準(zhǔn)同期

8、并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理三、準(zhǔn)同期并列合閘信號(hào)的控制三、準(zhǔn)同期并列合閘信號(hào)的控制第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理準(zhǔn)同期并列的基本原理本節(jié)完第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 =基本知識(shí)點(diǎn)基本知識(shí)點(diǎn)= 線性整步電壓線性整步電壓 檢測(cè)原理及裝置檢測(cè)原理及裝置第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 脈動(dòng)電壓含有同期合閘所需要的所有信息：脈動(dòng)電壓

9、含有同期合閘所需要的所有信息：電壓幅值差、頻率差和合閘相角差。電壓幅值差、頻率差和合閘相角差。 但是，在實(shí)際裝置中，我們卻不能利用它檢但是，在實(shí)際裝置中，我們卻不能利用它檢測(cè)并列條件。原因是，它的幅值與發(fā)電機(jī)電測(cè)并列條件。原因是，它的幅值與發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓有關(guān)。壓和系統(tǒng)電壓有關(guān)。 第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 XsLUsLmUGUXU0eeG a b圖1-11 線性整步電壓與相角差的關(guān)系第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 eGuxuGuxuGuxuooooyusLusLmUttttt a b c d e 2 o o圖1-12 全波線性整步電壓一、線性整步電壓一、線性整步電壓1 形成電路形成電路（1）

10、整形電路：將正弦波轉(zhuǎn)化為方波；）整形電路：將正弦波轉(zhuǎn)化為方波；（2）相敏電路：相等于與門(mén)，）相敏電路：相等于與門(mén)，UG與與UX同相時(shí)輸出同相時(shí)輸出1，不同時(shí)輸出不同時(shí)輸出0；（3）濾波電路：平滑）濾波電路：平滑Uy的波形；的波形； 第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 2 特點(diǎn)特點(diǎn)（1）分段線性：）分段線性：0,與與-,0；（2）與發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓的幅值無(wú)關(guān)；）與發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓的幅值無(wú)關(guān)； , 0)(0 ,)(eslmsleslmslUUUU第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 3、波形、波形（1）uzb最大值最大值E對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)=0或或360，最小值對(duì)應(yīng)，最小值對(duì)應(yīng)=180。所以線性整。所以線性整步電壓包

11、含了相角差步電壓包含了相角差信息量。信息量。（2）uzb波形和頂值電壓與波形和頂值電壓與uG、usys 的幅值無(wú)關(guān)，不包的幅值無(wú)關(guān)，不包含壓差信息量。含壓差信息量。（3）uzb的斜率與的斜率與fs成正比，成正比，包含了頻差信息量。包含了頻差信息量。 二、檢測(cè)二、檢測(cè)1 恒定越前時(shí)間恒定越前時(shí)間（1）檢測(cè)電路）檢測(cè)電路第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 SLU1RC2R器測(cè)檢平電時(shí)間信號(hào)恒定越前圖1-13 恒定越前時(shí)間部分（2）相關(guān)計(jì)算）相關(guān)計(jì)算第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 c2RUSLU1R2RCSLU1R2RCSLU1R2RC2RU2RU a b圖1-14 利用疊加原理求UR2示意圖（3）相關(guān)計(jì)算）相

12、關(guān)計(jì)算 UR2的計(jì)算（疊加原理）的計(jì)算（疊加原理） )(212212 2tURRRURRRUsslmslRsslmslmCslCCRURRRRCRRRRdtduCRRRRdtduCURRRRIRIU212121212121212112 2 222RRRUUU第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 tYJ的計(jì)算的計(jì)算slmsslmYJsslmURRRRRRRCURRRtU2122121212)()(1111負(fù)號(hào)表示提前CRtCRtYJsYJs第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 YJtSLU2RU2RU2RU 2RU tYJt恒定越前時(shí)間電平檢測(cè)器原理示意圖2AtSLUSLKU1ST2STt1At恒定越前相角電平檢測(cè)

13、器工作原理圖第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 2 滑差檢測(cè)滑差檢測(cè)（滑差（滑差s）2AtSLUSLKU1ST2STt1At圖1-16 恒定越前相角電平檢測(cè)器工作原理圖第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 ，相角先，時(shí)間后，同時(shí)，相角后，時(shí)間先，YJAsYsYJAsYsYJAsYsYJssYAAseYJsYtttttttttt第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 五、合閘信號(hào)控制邏輯五、合閘信號(hào)控制邏輯StYJUsLKUUUUU1Y2YUSZ非門(mén)與門(mén)與門(mén)雙穩(wěn)記憶動(dòng)作合閘圖1-17 合閘控制邏輯框圖越前時(shí)間越前時(shí)間越前相角越前相角閉鎖閉鎖壓差合格壓差合格第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 圖1-20 頻差控制波形圖XUXUSLUttttt050增速減速第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 第三節(jié) 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列控制 本節(jié)完復(fù)習(xí)與思考1. 并列的方法有哪兩種？如何定義？各有何特點(diǎn)？并列的方法有哪兩種？如何定義？各有何特點(diǎn)？ 2. 準(zhǔn)同步并列的條件有哪些？如果不滿(mǎn)足這些條件會(huì)準(zhǔn)同步