繼電保護(hù)安全自動(dòng)裝置-2-第一章 同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列課件

1、第一章 同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列一、概述二、自同期并列三、準(zhǔn)同期并列四、 恒定越前時(shí)間并列裝置的合閘控制五、頻率差控制六 、數(shù)字式并列裝置簡(jiǎn)介一、概述1、并列操作2、母線電壓的狀態(tài)量3、同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的條件和方法電路示意圖GDL1、并列操作 并列操作: 一臺(tái)發(fā)電機(jī)組在未投入系統(tǒng)運(yùn)行之前，它的電壓 與并列母線電壓 的狀態(tài)量往往不等，須對(duì)待并發(fā)電機(jī)組進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使之符合并列條件, 并將斷路器DL合閘作并網(wǎng)運(yùn)行的一系列操作。 2 母線電壓的狀態(tài)量母線電壓瞬時(shí)值: 幅值 頻率 相角3、同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的條件和方法斷路器合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能小、其瞬時(shí)最大值一般不超過(guò)l一2倍的額定電流。 發(fā)電機(jī)

2、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，以減小對(duì)電力系統(tǒng)的擾動(dòng)。 A、 同步發(fā)電機(jī)組并列時(shí)應(yīng)遵循的則：GDLB、 并列方法自同期準(zhǔn)同期 1 自同期并列 自同期并列操作是將一臺(tái)未加勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)組升速到接近于電網(wǎng)頻率，滑差角頻率不超過(guò)允許值，且機(jī)組的加速度小于某一給定值的條件下，首先合上并列斷路器DL，接著立刻合上勵(lì)磁開(kāi)關(guān)KE，給轉(zhuǎn)子加上勵(lì)磁電流，在發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)逐漸增長(zhǎng)的過(guò)程中，由電力系統(tǒng)將并列的發(fā)電機(jī)組拉入同步運(yùn)行。 KEUEDLGXxSystem引起沖擊電流；發(fā)電機(jī)母線電壓瞬時(shí)下降對(duì)其它用電設(shè)備的正常工作將產(chǎn)生影響。 缺點(diǎn)：控制操作非常簡(jiǎn)單，在電力系統(tǒng)發(fā)生事故、頻率波動(dòng)較大的

3、情況下，應(yīng)用自同期并列可以迅速把備用機(jī)組投入電網(wǎng)運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)：2、優(yōu)缺點(diǎn)1 準(zhǔn)同期并列基本原理 準(zhǔn)同期并列O相量圖電路示意圖GDLDL等值電路圖2 發(fā)電機(jī)并列的理想條件并列斷路器兩側(cè)電源電壓的三個(gè)狀態(tài)量全部相等。1233 發(fā)電機(jī)并列時(shí)偏離理想條件所引起的后果A、 電壓幅值差B、 合閘相角差C、 頻率不相等D、 并列的同步過(guò)程B、 合閘相角差 C、 頻率不相等 滑差角頻率滑差頻率 脈動(dòng)周期 脈動(dòng)電壓:假定:脈動(dòng)電壓的幅值:UsusTst4、 脈動(dòng)電壓A、 脈動(dòng)電壓的幅值USTs1Ts2tUsTs1Ts2tUs電壓幅值差 頻率差合閘相角差的控制考慮到斷路器操作機(jī)構(gòu)和合閘回路控制電器的固有動(dòng)作時(shí)間，必

4、須在兩電壓相量重合之前發(fā)出合間信號(hào)。 B、 US中載有的準(zhǔn)同期并列所需檢測(cè)的信息 5、自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置 (1) 檢測(cè)電壓間的滑差角頻率, 且調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速, 使發(fā)電機(jī)的頻率接近于系統(tǒng)頻率。(2) 檢測(cè)電壓值差, 且調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓, 使兩電壓的差值小于規(guī)定允許值。(3)檢查并列條件, 條件滿足時(shí)發(fā)出合閘信號(hào)。A、 三個(gè)控制單元電源G升速減速升壓降壓并列斷路器合閘頻率差控制單元電壓差控制單元合閘信號(hào)控制單元與門(mén)提前量信號(hào)形成電壓差允許頻率差允許合閘信號(hào)B、 準(zhǔn)同期并列裝置兩種原理按提前量的不同恒定越前相角恒定越前時(shí)間 tUstDLtDLtDLs1 s2 s3UA恒定越前時(shí)間裝 置理論上可以使合閘

5、相角差等于零。 tUstDLtDLtDLs1 s2 s36、 恒定越前時(shí)間并列裝置的整定計(jì)算 越前時(shí)間tYJ 允許電壓差允許滑差角頻率 自動(dòng)裝置合閘信號(hào)輸出回路的動(dòng)作時(shí)間并列斷路器的合閘時(shí)間自動(dòng)并列裝置的動(dòng)作誤差時(shí)間 斷路器的動(dòng)作誤差時(shí)間 一般定為(0.1一0.15)Ue四、 恒定越前時(shí)間并列裝置的合閘控制1、并列裝置控制邏輯2、 利用正弦整步電壓(脈動(dòng)電壓的幅值)作測(cè)量信號(hào)的并列檢測(cè)方法3、 線性整步電壓的產(chǎn)生4、 利用線性整步電壓作測(cè)量信號(hào)的并列檢測(cè)方法必須在越前時(shí)間信號(hào)到達(dá)之前完成頻率差和電壓差的檢測(cè)任務(wù)，作出是否讓越前時(shí)間信號(hào)通過(guò)與門(mén) Y1的判斷。或非門(mén)提前時(shí)間信號(hào)電壓差不允許頻率差不

6、允許合閘信號(hào)與門(mén)電壓差頻率差判別區(qū)tYJLtUs1 0 00 1 01 1 00 0 11、并列裝置控制邏輯A、半波線性整步電壓B、全波線性整步電壓3、 線性整步電壓的產(chǎn)生A、 半波線性整步電壓 VT1基極 VT2基極 a + + - + - - - + - - - +*uxuGVT3VT2VT1abdux2uG2B、 全波線性整步電壓 uG正VT1導(dǎo)通A低ux正VT2導(dǎo)通B低A高B高Y高A低B低*uG*uxVT1VT2VT3VT4VT5ABY整形電路相敏電路濾波電路和射極跟隨器輸出uGuAtuxuBtuAuBtuYtt- 0 2 usL4、 利用線性整步電壓作測(cè)量信號(hào)的并列檢測(cè)方法A、 恒定

7、越前時(shí)間信號(hào)B、 頻率差檢測(cè)C、 電壓差檢測(cè)D、 并列裝置合閘信號(hào)控制邏輯RsLR1R2CiciRVT5在一個(gè)周期內(nèi)A、 恒定越前時(shí)間信號(hào)s1 s2 s3tuRuCtuR+uCttB、 頻率差檢測(cè)a 相位角比較b 檢測(cè)相角差變化率線性整步電壓的特性：與某一相角差相對(duì)應(yīng)的整步電壓是一定值。usLt0 2t- 0 2 usLa 相位角比較因此恒定越前相角的檢測(cè)就可用電平檢測(cè)器來(lái)完成。電平檢測(cè)器翻轉(zhuǎn)電平電平檢測(cè)器三角波整步電壓輸出usLKtAK- 0 2 (t)(t)uK恒定， tA 與s成反比。令允許最大滑差角頻率為sy，并使K = sy tYJtYJ恒定，YJ與s成正比。比較越前時(shí)間信號(hào)與恒定越

8、前相角信號(hào)間的相位關(guān)系，即它們間先、后順序關(guān)系，就可作出頻率差是否符合并列條件的判斷。 tAtAtAttYJtYJtYJutYJUR2tts1 s2 s3KKKusLKtUSS R Q0 0 0 1 11 0 01 1 No changeutYJ usLK A B C1 0 0 1 00 1 1 0 1非門(mén)A與門(mén)B雙穩(wěn)記憶CutYJusLKSRQ由于線性整步電壓反映了兩電壓間相角差的關(guān)系，它的斜率代表了相角差的變化率, 也就是滑差角頻率。 當(dāng)頻率差大于允許值時(shí)，放大器輸出電壓在e期間將出現(xiàn)負(fù)值，邏輯控制則根據(jù)放大器輸出負(fù)值作出頻率差大于允許值的判斷,閉鎖合閘信號(hào)的輸出，不允許并列。反之，當(dāng)頻率

9、小于允許值時(shí)，放大器輸出始終為正值，控制邏輯就允許發(fā)合閘信號(hào)并列。 b 檢測(cè)相角差變化率ssY ssYusLt-Uzdt放大器輸入電壓t放大器輸出電壓tuht由于線性整步電壓中不載有并列點(diǎn)兩側(cè)電壓幅值的信息，所以它就無(wú)法作為電壓差的檢測(cè)。D點(diǎn)電位為正, 發(fā)閉鎖信號(hào)D點(diǎn)電位為負(fù), 發(fā)合閘信號(hào)電平檢測(cè)uxuGDUABUzdUxUGAB+C、 電壓差檢測(cè)非門(mén)與門(mén)雙穩(wěn)記憶與門(mén)UtYJUsLKUUUU動(dòng)作合閘D、 并列裝置合閘信號(hào)控制邏輯五、頻率差控制1、概述2、 頻率差方向測(cè)量環(huán)節(jié)3、 頻率調(diào)整執(zhí)行環(huán)節(jié)頻率差控制單元的任務(wù)是將待并發(fā)電機(jī)的頻率調(diào)整到接近于電網(wǎng)頻率，使頻率差趨向并列條件允許的范圍，以促成

10、并列的實(shí)現(xiàn)。如果待并發(fā)電機(jī)的頻率低于電網(wǎng)頻率，則要求發(fā)電機(jī)升速，發(fā)升速脈沖。反之，應(yīng)發(fā)減速脈沖。頻率差控制單元頻率差方向測(cè)量環(huán)節(jié)頻率調(diào)整執(zhí)行環(huán)節(jié)相位差鑒別法邏輯判別法1、概述2、 頻率差方向測(cè)量環(huán)節(jié)A、 相位差鑒別法B、 邏輯判別法fGfxuGuxuGux2ux1A、 相位差鑒別法S1S2D2D1與門(mén)A1與門(mén)A2usL1usL2降速升速SG1SG2usL2usL1tD2 and SG1能同時(shí)出現(xiàn)高電平A2發(fā)出升速脈沖fG0s0eeB、 邏輯判別法UGUXttUGUGUXUXtttt倒相微分與門(mén)雙穩(wěn)倒相微分與門(mén)UXUGUGUX降速升速UGUGUXUXtttt倒相微分與門(mén)電平檢測(cè)脈沖形成與門(mén)雙穩(wěn)與

11、門(mén)倒相微分與門(mén)UXUGUGUX降速脈沖升速脈沖脈沖展寬減速繼電器脈沖展寬升速繼電器USLUsL-0tt3、 頻率調(diào)整執(zhí)行環(huán)節(jié)六 、數(shù)字式并列裝置簡(jiǎn)介1、硬件部分2、軟件部分1、硬件部分A、硬件電路概述B、硬件電路分述輸入輸出接口電路主機(jī)CPURAM定時(shí)/計(jì)數(shù)A/DROM接口I/O并行接口顯示鍵盤(pán)調(diào)速調(diào)壓合閘電壓變換uxuG/輸入通道輸出通道A、硬件電路概述交流電壓幅值測(cè)量頻率測(cè)量相角差測(cè)量a主機(jī)b輸入輸出接口電路c輸出通道d輸入通道B、硬件電路分述A/D交流電壓變送器CPUu交流電壓幅值測(cè)量降壓濾波整型二分頻定時(shí)記數(shù)CPU頻率測(cè)量UtUt異或門(mén)電壓變換整形方波電壓變換整形方波定時(shí)/計(jì)數(shù)CPUuxuG相角差