電力系統(tǒng)自動(dòng)控制與裝置(第二章)

電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理任課老師：梁清清E-mail:361173978@Tel程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理2第二章同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列第一節(jié)概述第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理第三節(jié)自動(dòng)并列裝置的工作原理第四節(jié)頻率差與電壓差的調(diào)整第五節(jié)數(shù)字式并列裝置的組成課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理3第一節(jié)概述一、并列操作的意義

任一母線電壓瞬時(shí)值可表示為：式中，Um為電壓幅值，ω為電壓的角頻率，φ為初相角。

Um、ω、φ被指定為運(yùn)行母線電壓的狀態(tài)量。同步運(yùn)行：發(fā)電機(jī)發(fā)出電力的頻率與電網(wǎng)頻率相同。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理4一、并列操作的意義1.并列操作的定義：對(duì)待并發(fā)電機(jī)組進(jìn)行必要的適當(dāng)調(diào)節(jié)，使之在滿足并列運(yùn)行條件下，經(jīng)斷路器QF合閘投入電網(wǎng)作并網(wǎng)運(yùn)行的操作。2.并列運(yùn)行的條件

待并同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的：相序相同；電壓的大小相等；電壓的相位相同；頻率相等。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理5一、并列操作的意義3.并列操作的意義（1）隨著負(fù)荷的波動(dòng)，系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)運(yùn)行的臺(tái)數(shù)在不停的改變；當(dāng)某些發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障的時(shí)候，常要求將備用發(fā)電機(jī)組迅速投入電網(wǎng)運(yùn)行。（2）由于某些原因，解列運(yùn)行的電網(wǎng)需要聯(lián)合運(yùn)行，這就需要兩個(gè)電網(wǎng)之間實(shí)行并列操作。（3）系統(tǒng)的容量在不斷擴(kuò)大，發(fā)電機(jī)單機(jī)容量也越來(lái)越大，不恰當(dāng)?shù)牟⒘胁僮鲗?dǎo)致后果也越嚴(yán)重。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中并列操作是較為重要又頻繁的。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理6一、并列操作的意義4.并列操作應(yīng)遵循的原則沖擊電流應(yīng)盡量小瞬時(shí)最大值一般不超過(guò)1~2倍的額定電流進(jìn)入同步運(yùn)行時(shí)間要短，以減小對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理7同步發(fā)電機(jī)并列操作方法介紹準(zhǔn)同期并列（廣泛采用）：發(fā)電機(jī)在并列合閘前已加勵(lì)磁，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓的幅值、頻率、相位分別與并列點(diǎn)系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值、頻率、相位接近相等時(shí)，將發(fā)電機(jī)斷路器合閘，完成并列操作。優(yōu)點(diǎn)：并列時(shí)沖擊電流小，不會(huì)引起系統(tǒng)電壓降低。不足：并列操作過(guò)程中需要對(duì)發(fā)電機(jī)電壓、頻率進(jìn)行調(diào)整，并列時(shí)間較長(zhǎng)且操作復(fù)雜。

課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理8Xsysxx二、準(zhǔn)同期并列課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理9二、準(zhǔn)同期并列1、準(zhǔn)同期并列的理想條件設(shè)定：發(fā)電機(jī)電壓UG角頻率ωG，電網(wǎng)電壓Ux角頻率ωx，兩電壓間相量差為。當(dāng)電網(wǎng)參數(shù)一定時(shí)，沖擊電流取決于合閘瞬間的。理想條件：（1）ωG=ωx或者fG=fx（頻率相等）（2）UG=Ux（電壓幅值相等）（3）δe=0（相角差為零）課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理10二、準(zhǔn)同期并列2、準(zhǔn)同期并列的理想條件不滿足時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響（一）電壓幅值差ωG=ωx或者fG=fx（頻率相等）δe=0（相角差為零）UG≠Ux（電壓幅值不相等）此時(shí)，沖擊電流有效值為：沖擊電流瞬時(shí)最大值為：

沖擊電流主要為無(wú)功電流分量。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理11二、準(zhǔn)同期并列此時(shí)，發(fā)電機(jī)為空載情況，沖擊電流有效值為：當(dāng)相角較小時(shí)，沖擊電流主要為有功電流分量。為了保證機(jī)組安全運(yùn)行，一般將有功沖擊電流限制在較小數(shù)值。2、準(zhǔn)同期并列的理想條件不滿足時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響（二）合閘相角差UG=Ux（電壓幅值不相等）ωG=ωx或者fG=fx（頻率相等）δe≠0（合閘瞬間存在相角差）課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理122、準(zhǔn)同期并列的理想條件不滿足時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響（三）頻率不相等

此時(shí)，斷路器QF兩側(cè)間電壓差us的瞬時(shí)值可描述為：二、準(zhǔn)同期并列UG=Ux（電壓幅值不相等）ωG≠ωx或者fG≠fx（頻率不相等）δe≠0（合閘瞬間存在相角差）課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理13

（三）頻率不相等，UG=Ux

其中，滑差角頻率：課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理14由可以看出：發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間電壓相量之差us的波形可以看成是幅值為Us，頻率接近于工頻的交流電壓波形。發(fā)電機(jī)電壓和電網(wǎng)電壓之間的相角差為：于是，us的幅值Us：

由此可見(jiàn)，us為正弦脈動(dòng)波，其最大幅值為：2UmG或2Umx。（三）頻率不相等課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理15藍(lán)色：UG

f＝51Hz，幅值UmG=1紅色：Ux

f＝50Hz，幅值Umx=1δe相角差為0US幅值最小，為0δe相角差為0US幅值最小，為0δe相角差最大，為πUS幅值最大，為2UmG課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理16其中，fs為滑差頻率，那么：

轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的時(shí)間為脈動(dòng)周期Ts：當(dāng)相角差從0到

π度時(shí)，Us

的幅值相應(yīng)的從零到最大值2UmG；當(dāng)相角差從

π度到2π時(shí)，Us

的幅值又從最大值回到零。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理17頻率不相等的影響（1）脈動(dòng)周期Ts、滑差頻率fs、滑差角頻率ωs都可以用來(lái)表示發(fā)電機(jī)頻率與電網(wǎng)頻率之間的差值。（2）相角差δe是時(shí)間的函數(shù)，所以合閘相角信號(hào)差與發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)間有關(guān)。合閘時(shí)間恰當(dāng)，合閘相角差很小，沖擊電流很小。合閘時(shí)間不恰當(dāng)，合閘相角差大，沖擊電流很大。（3）如果并列頻率差值很大，即使合閘時(shí)相角差很小，滿足要求，但這時(shí)發(fā)電機(jī)需要很長(zhǎng)一段時(shí)間才能進(jìn)入同步過(guò)程，嚴(yán)重時(shí)甚至失步，因而也是不允許的。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理18δe0ωs0待并電機(jī)組進(jìn)入同步運(yùn)行過(guò)程發(fā)電機(jī)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)ωG=ωxωG<ωx，δe<0ωG=ωx課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理19同步發(fā)電機(jī)并列操作方法介紹自同期并列（已很少采用）：將未加勵(lì)磁、接近同步轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)，隨后給發(fā)電機(jī)加上勵(lì)磁，在原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、同步力矩的作用下將發(fā)電機(jī)拉入同步，完成并列操作。優(yōu)點(diǎn)：不存在調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓、頻率的問(wèn)題，并列時(shí)間短且操作簡(jiǎn)單，在系統(tǒng)電壓和頻率降低的情況下，仍有可能將發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。不足：并列發(fā)電機(jī)未經(jīng)勵(lì)磁，并列時(shí)會(huì)從系統(tǒng)中吸收無(wú)功而造成系統(tǒng)電壓下降，同時(shí)產(chǎn)生很大的沖擊電流。自同期并列方式不能用于兩個(gè)系統(tǒng)間的并列操作。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理20自同期并列沖擊電流：發(fā)電機(jī)母線電壓：可見(jiàn)，當(dāng)機(jī)組一定時(shí)，其沖擊電流主要取決于系統(tǒng)的情況。三、自同期并列課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理21第二節(jié)準(zhǔn)同期并列的基本原理一、脈動(dòng)電壓

沖擊電流及進(jìn)入同步運(yùn)行的暫態(tài)過(guò)程，決定于合閘時(shí)脈動(dòng)電壓Us值和滑差角頻率ωs。脈動(dòng)電壓：

Us

為正弦脈動(dòng)波形，它的最大幅值為：2Umx（或2UmG）。脈動(dòng)周期Ts

：課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理22當(dāng)UG=Ux

時(shí)，Us

脈動(dòng)電壓波形：ωs1ωs22Umx<>理想合閘時(shí)間課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理23當(dāng)UG≠Ux

時(shí)，Us脈動(dòng)電壓波形：其中：當(dāng)時(shí)，，為兩電壓幅值之差；

時(shí)，，為兩電壓幅值之和。

當(dāng)課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理24脈動(dòng)電壓在自動(dòng)并列裝置中的作用：Us脈動(dòng)電壓波形中，載有準(zhǔn)同期并列所需檢測(cè)的信息：

電壓幅值差、頻率差以及相角差隨時(shí)間變化的規(guī)律并列兩側(cè)電壓為自動(dòng)并列裝置提供并列條件信息以及供選擇合適的合閘信號(hào)發(fā)出時(shí)機(jī)。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理251.

電壓幅值差

對(duì)應(yīng)脈動(dòng)電壓Us波形最小幅值：2.

頻率差

fs課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理263.合閘相角差δe的控制必須在兩電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號(hào)，即是要提取一個(gè)提前量：在UG和Ux兩相量重合之前恒定角度δYJ

發(fā)出合閘信號(hào)，稱為恒定越前相角并列裝置。在UG和Ux兩相量重合之前恒定時(shí)間tYJ發(fā)出合閘信號(hào)，稱為恒定越前時(shí)間并列裝置。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理27二、準(zhǔn)同期并列裝置1.控制單元（1）頻率差控制單元檢測(cè)滑差角頻率，調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。（2）電壓差控制單元檢測(cè)電壓差，調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)電壓。（3）合閘信號(hào)控制單元檢查并列條件（特別是要檢測(cè)相角差）課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理282.自動(dòng)化程度分類（1）半自動(dòng)并列裝置這種裝置沒(méi)有頻率差和電壓差控制單元，只有合閘控制單元，待并發(fā)電機(jī)的頻率和電壓只能靠運(yùn)行工作人員監(jiān)視。（2）自動(dòng)并列裝置

設(shè)有頻率差和/或電壓差控制單元，同時(shí)也有合閘控制單元，當(dāng)滿足并列條件的時(shí)候，自動(dòng)選擇合適時(shí)機(jī)發(fā)出合閘信號(hào)，整個(gè)過(guò)程無(wú)需運(yùn)行人員參與。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理29課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理30三、準(zhǔn)同期并列合閘信號(hào)的控制邏輯準(zhǔn)同期并列裝置中，合閘信號(hào)控制單元是核心部件?？刂圃瓌t：頻率和電壓都滿足并列條件的情況下，在

uG和

ux

兩向量重合之前發(fā)出合閘信號(hào)。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理31（一）恒定越前相角準(zhǔn)同期并列UA課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理32（二）恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期并列δYJ2δYJ1δYJ3Us2Us1Us3課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理33四、恒定越前時(shí)間并列裝置的整定計(jì)算1.越前時(shí)間：

tc——自動(dòng)裝置合閘信號(hào)輸出回路的動(dòng)作時(shí)間。2.允許電壓差：

（0.1-0.15）UN（UN為額定電壓）。3.允許滑差角頻率：（rad）課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理34例2-1：課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理35第三節(jié)自動(dòng)并列裝置的工作原理一、裝置的控制邏輯

恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期并列裝置中的合閘信號(hào)控制單元由滑差角頻率檢測(cè)、電壓差檢測(cè)和越前時(shí)間信號(hào)環(huán)節(jié)組成。

控制邏輯如下圖所示：課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理36裝置邏輯控制時(shí)間配合關(guān)系：δe=0課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理37主要分析如何從UG和Ux中獲取滑差角頻率、相角差信號(hào)，以便于在合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行并列操作。并列的檢測(cè)信號(hào)由Us＝UG－Ux獲得。（一）整步電壓自動(dòng)并列裝置檢測(cè)并列條件的電壓，稱為整步電壓。1.正弦型整步電壓

電壓差的包絡(luò)線波形為正弦型，稱為正弦型整步電壓，是早期準(zhǔn)同步并列裝置所采用的測(cè)量信號(hào)。二、并列的檢測(cè)信號(hào)課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理38usus.settt正弦整步電壓為：式中，Kz為整流系數(shù)。整流裝置課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理39

Us.set不僅是相角差的函數(shù)，而且還與電壓差值有關(guān)。使得利用Us.set檢測(cè)并列條件的越前時(shí)間信號(hào)和頻率檢測(cè)信號(hào)引入了電壓影響的因素，成為合閘誤差的主要原因之一。usus.settt課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理402.線性整步電壓：只反映

UG和Ux

之間的相角差特性，與它們的電壓幅值無(wú)關(guān)，從而使越前時(shí)間信號(hào)和頻率差的檢測(cè)不受電壓幅值的影響。分為：半波線性整步電壓和全波線性整步電壓。（1）半波線性整步電壓

主要由相敏、積分和雙T型濾波器等電路組成。

相敏電路：一系列幅值一定而寬度與相角差有關(guān)的矩形波。

積分電路：將相敏電路輸出的矩形進(jìn)行波濾去其高次諧波，輸出鋸齒形三角波。

雙T型濾波器：將積分電路輸出的波形進(jìn)一步濾波，得到三角形特性的波形，即是三角波整形電壓。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理41課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理42相敏電路課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理43積分電路課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理44課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理45線性整步電壓uSL與相角差δe之間的關(guān)系圖：數(shù)學(xué)描述為：課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理46線性整步電壓只反映UG和Ux間的相角差特性，而與他們的電壓幅值無(wú)關(guān)，從而使越前時(shí)間信號(hào)和頻率差的檢測(cè)不受電壓幅值的影響。因而被廣泛采用。半波線性整步電壓采用濾波器，濾調(diào)高次諧波，在完全理想狀況下才能獲得較為平滑的特性。然而濾波器的時(shí)間常數(shù)會(huì)影響相移，從而使控制合閘時(shí)間引入誤差。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理47（2）全波線性整步電壓由電壓變換、整形電路、相敏電路、低通濾波電路和射級(jí)跟隨器組成。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理48整形電路：將待并發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓的正弦波轉(zhuǎn)換成與之頻率和相位相同的一系列方波。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理49uGuxuAuB課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理50相敏電路：將整形電路得到的一系列方波轉(zhuǎn)換成矩陣波寬度與相角差有關(guān)的一系列矩形波。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理51相敏電路&&課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理52相敏電路uGuxuAuBuy課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理53濾波電路和射級(jí)跟隨器輸出：濾波電路和射極跟隨器是將相敏電路輸出的矩形波轉(zhuǎn)換成三角波形。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理54uGuxuAuBuy課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理55此時(shí)，整步電壓數(shù)學(xué)描述為：課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理56全波線性整步電壓較半波多了一倍脈沖，因而可以適當(dāng)減小濾波器時(shí)間常數(shù)，使它的性能有所改善，所以一般采用全波方案。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理57滑差角頻率

ωs

值不同時(shí)，如下圖所示。三角波電壓是可以檢測(cè)

ωs

的大小，以及求得相位重合前的恒定越前時(shí)間信號(hào)。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理58（二）相角差δe(t)的實(shí)時(shí)檢測(cè)線性整步電壓與相角差的對(duì)應(yīng)關(guān)系：矩形波的寬度。因此，矩形波寬度實(shí)時(shí)記錄，對(duì)應(yīng)著相角差的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中會(huì)載有除電壓幅值外極其豐富的并列條件信息，其作用與整步電壓相似。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理59矩形波寬度軌跡載有豐富的并列條件信息：數(shù)字式并列裝置可以充分利用高速運(yùn)算的優(yōu)勢(shì)，充分利用相角差信息，提高并列裝置的合作控制技術(shù)水平。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理60相角差測(cè)量方案方波輸入電平不同時(shí)，異或門的輸出為高電平，用于控制可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)間，其計(jì)數(shù)值

N

即與兩波形的相角差相對(duì)應(yīng)。CPU可讀取矩形波的寬度

N值，求得兩電壓間相角差的變化軌跡。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理61ττxτgτ1τ2τ3τi課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理62由此可以知道，通過(guò)矩形脈沖信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相角差的檢測(cè)。矩形波的寬度τi與相角差δi相的對(duì)應(yīng)關(guān)系：δe(t)軌跡：課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理63課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理64三、并列合閘控制（一）恒定越前時(shí)間電子模擬式自動(dòng)并列裝置，用電阻、電容元件作為比例、微分的運(yùn)算器件，在線性整步電壓作理想化假設(shè)條件下，求解兩電壓相量重合之前的恒定越前時(shí)間tYJ。微機(jī)型數(shù)字式自動(dòng)并列裝置利用

δe(t)軌跡，利用較嚴(yán)密的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算求得的恒定越前時(shí)間

tYJ，較符合脈動(dòng)電壓的實(shí)際規(guī)律，具有相當(dāng)準(zhǔn)確性。第三節(jié)自動(dòng)并列裝置的工作原理課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理65在數(shù)字式自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置中，恒定越前時(shí)間tYJ所對(duì)應(yīng)的越前相角δYJ可以用下式來(lái)計(jì)算，其中還可以計(jì)及δe含有加速度的情況：其中，課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理66微機(jī)型處理準(zhǔn)同期并列裝置突出優(yōu)點(diǎn)：可以方便的考慮頻率差的變化規(guī)律。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理67恰當(dāng)合閘時(shí)間的確定：在合閘并列前，首先將上面計(jì)算得到的越前相角δYJ和當(dāng)前計(jì)算點(diǎn)的相角δi進(jìn)行比較，如果下式成立，則發(fā)出合閘信號(hào)：如果：

又

則繼續(xù)進(jìn)行下一點(diǎn)計(jì)算，直到滿足合閘條件為止。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理68課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理69錯(cuò)過(guò)合閘時(shí)機(jī)：

越前角δYJ與本計(jì)算點(diǎn)的δi比較有可能出現(xiàn)如下情況：

此時(shí)就稱為錯(cuò)過(guò)了合閘時(shí)機(jī)。

課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理70課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理71（二）頻率差檢測(cè)1.

間接檢測(cè)：利用相滑角差軌跡中含有滑差角頻率信息檢測(cè)?；罱穷l率可以每一工頻周期（20ms）計(jì)算一次。同時(shí)也可以計(jì)算滑差角頻率的一階導(dǎo)數(shù)，也就是變化速度?？梢宰鳛椴⒘袟l件加以限制。（尤其對(duì)于啟動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)要求快速并網(wǎng)的操作而言，就很有必要設(shè)置變化速度限制，作為防止操之過(guò)急的技術(shù)措施。）課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理722.

直接檢測(cè)直接測(cè)量?jī)刹⒘须妷侯l率，求得頻率差值。數(shù)字電路測(cè)量頻率的方法是測(cè)量交流信號(hào)的周期

T，如下圖：

高電平開始計(jì)數(shù)，下降沿停止計(jì)算，讀取計(jì)數(shù)值

N。如可編程計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖頻率為

fc：課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理73（三）電壓差檢測(cè)

直接讀入電壓UG和Ux，再進(jìn)行比較:課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理74第四節(jié)頻率差與電壓差的調(diào)整一、頻率差調(diào)整頻率差調(diào)整的任務(wù)：將待并發(fā)電機(jī)的頻率調(diào)整到接近于電網(wǎng)頻率，使得頻率差趨向于并列條件允許的范圍，以促成并列的實(shí)現(xiàn)。頻率差控制由頻率差測(cè)量和調(diào)節(jié)量控制兩部分組成。頻率差測(cè)量：判別待并發(fā)電機(jī)電壓和電網(wǎng)電壓之間頻率差的大小，作為是否需要調(diào)速的依據(jù)。調(diào)節(jié)量控制：按照比例調(diào)節(jié)的要求參照發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速特性，控制輸出脈沖時(shí)間長(zhǎng)短。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理751.頻率差測(cè)量

參照數(shù)字式頻率測(cè)量的方法，自動(dòng)并列裝置可直接測(cè)量UG、Ux兩并列電壓的頻率

fG、fx，然后進(jìn)行計(jì)算判別。當(dāng)，設(shè)定的允許頻率差：則不發(fā)調(diào)速脈沖，進(jìn)行越前時(shí)間合閘控制計(jì)算。當(dāng)，設(shè)定的允許頻率差：則發(fā)調(diào)速脈沖，不進(jìn)行越前時(shí)間合閘控制計(jì)算。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理762.調(diào)節(jié)量控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速按照比例調(diào)節(jié)準(zhǔn)則，要求輸出的脈沖時(shí)間與頻率差值成比例。而且各個(gè)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)整特性并不一致，因此調(diào)節(jié)量與被調(diào)量的關(guān)系，即調(diào)節(jié)系數(shù)隨機(jī)組而異。頻率差調(diào)整輸出的過(guò)程通道為執(zhí)行繼電器，繼電器控制調(diào)速機(jī)工作，繼電器工作時(shí)間與輸出調(diào)節(jié)脈沖時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理77二、電壓差調(diào)整電壓差調(diào)整的任務(wù)：將發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整到趨向于并列條件允許的范圍。電壓差的實(shí)施原理和頻率差極其類似，實(shí)施原則可參考頻率差控制。可間接測(cè)量電壓幅值，再進(jìn)行比較；也可以直接測(cè)量電壓差值，控制并列條件。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理78第五節(jié)數(shù)字式并列裝置額組成一、概述模擬式并列裝置存在的主要問(wèn)題：模擬式并列裝置是認(rèn)為

ωs

是勻速的，但實(shí)際上是多變的，如系統(tǒng)頻率不很穩(wěn)定或發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是變化的，都會(huì)有不同程度的加速度。特別是對(duì)合閘時(shí)間較長(zhǎng)的斷路器，合閘瞬間相角差會(huì)很大，引起很大的沖擊電流。為了獲得穩(wěn)定的

ωs

，把并列過(guò)程拉得很長(zhǎng)。另外，由于裝置元件老化或因溫度變化引起的參數(shù)變化，也將使導(dǎo)前時(shí)間產(chǎn)生誤差。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理79數(shù)字式并列裝置定義及主要特點(diǎn)定義：借助于大規(guī)模集成電路中央處理單元（CPU）的高速處理信息能力，利用編制的程序，在硬件配下實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)并列操作。主要特點(diǎn)：由于利用微處理器具有高速運(yùn)算功能和邏輯判斷能力，使對(duì)機(jī)組的調(diào)節(jié)更加快速，更加精確，在頻差滿足要求后，隨時(shí)確定理想導(dǎo)前相角，使合閘瞬間沖擊電流更小，同期過(guò)程縮短。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理80數(shù)字式并列裝置定義及主要特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：CPU的指令周期以微秒計(jì)，這對(duì)于發(fā)電機(jī)頻率為50hz，每周期20ms的信號(hào)來(lái)說(shuō)，可以具有足夠充裕的時(shí)間進(jìn)行相角差和滑差角頻率近乎瞬時(shí)值的計(jì)算。組成：數(shù)字式由硬件和軟件組成，兩者協(xié)調(diào)配合完成同步發(fā)電機(jī)組的并列控制任務(wù)。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理81二、硬件電路課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理82（一）主機(jī)CPU和存貯器（RAM、ROM）一起稱為主機(jī)?？刂茖?duì)象運(yùn)行變量的采樣輸入存放在RAM內(nèi)；固定的參數(shù)和設(shè)定值以及編制的程序，則固化存放在EPROM內(nèi)。自動(dòng)并列裝置的重要參數(shù)：斷路器合閘時(shí)間、頻率差和電壓差允許值、轉(zhuǎn)差角加速度計(jì)算系數(shù)、頻率和電壓控制調(diào)節(jié)的脈沖寬度等，存放在EEPROM中。課程：電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理83（二）輸入、輸出接口電路在計(jì)算