電力系統(tǒng)自動裝置第二章

第二章同步發(fā)電機的自動并列三峽大學(xué)電氣信息學(xué)院主要內(nèi)容同步發(fā)電機自動并列的條件和原那么1.準同期自動并列的分析2.準同期自動并列安裝的實現(xiàn)原理3.頻差調(diào)理的方法4.同步發(fā)電機自動并列的條件和應(yīng)遵守的原那么理想并列條件

并列的現(xiàn)實情況分析原那么發(fā)電機合閘時，沖擊電流應(yīng)盡能夠小〔小于允許值〕發(fā)電機合閘后，應(yīng)盡快拉入同步第一節(jié)、概述SEG~~QF概述發(fā)電機的并列方法準同期并列：嚴厲按照發(fā)電機理想并列條件進展并列。自同期并列：發(fā)電機事先未經(jīng)勵磁。將轉(zhuǎn)子提到接近同步轉(zhuǎn)速。此法適用于小型機。優(yōu)點：快速、方便；控制簡單。缺陷：沖擊電流大；引起系統(tǒng)電壓突降；運用受限。發(fā)電機G電壓系統(tǒng)電壓兩者的電壓差稱為滑差電壓概述發(fā)電機準同期并列條件的分析~ABQF0QF電壓幅值差設(shè)，頻率與相角相等。

此時沖擊電流，主要為無功分量。最大值相角差設(shè)，頻率與電壓相等。此時沖擊電流，較小時，主要為有功分量。

概述頻率差——脈動電壓的表現(xiàn)方式設(shè)，電壓的幅值相等。

概述脈動電壓幅值滑差頻率脈動周期概述相量圖

波形圖

第二節(jié)、準同期并列的根本原理并列斷路器主觸頭閉合瞬間所出現(xiàn)的沖擊電流以及進入同步運轉(zhuǎn)的暫態(tài)過程，決議于合閘時的脈動電壓US和滑差角頻率ωs。故準同期并列主要是對脈動電壓和滑差角頻率進展檢測和控制，并選擇適宜的時間發(fā)出合閘信號。第二節(jié)、準同期并列的根本原理一、脈動電壓分析準同期并列的根本原理脈動電壓中包括信息如下：1〕電壓幅值差。最正確為的值最小，二電壓重合時判別。2〕頻率差，顯示出相角差隨時間變化的規(guī)律。要求小于某一允許的值，相當(dāng)于要求脈動電壓周期大于某一給定的值。最正確是在與重合時合閘，即相角差為零時〔相量重合〕幅值差最小，思索動作時間，要提早。3〕根據(jù)相角差的變化規(guī)律，可求得合閘指令最正確發(fā)出時機。

可采用兩種方式恒定越前相角準同期恒定越前時間準同期準同期并列的根本原理二、準同期并列安裝1、并列安裝的構(gòu)成見圖2-8.2、自動化程度普通分為頻率差控制單元電壓差控制單元合閘信號控制單元半自動全自動準同期并列的根本原理三、準同期并列合閘信號的控制邏輯1、恒定越前相角準同期提早量信號取某一恒定相角。斷路器的合閘時間為。同期安裝動作時間為。最正確滑差角頻率過零后合閘過零時合閘過零前合閘準同期并列的根本原理2、恒定越前時間準同期

提早量信號取恒定時間3sw實際上可以完全無沖擊，但是動作時間存在誤差，設(shè)為允許合閘相角。所以，還是要限制準同期并列的根本原理四、安裝的整定知：兩個區(qū)域電網(wǎng)的等值機系統(tǒng)如下圖，其電壓幅值相等，頻率分別為：f1＝50＋0.1costHz，f2=50+0.1sin2tHz，現(xiàn)預(yù)備進展恒定越前時間準同期互聯(lián)操作，設(shè)遠程通訊和繼電器動作時間之和為0.14秒，求調(diào)度中心發(fā)出合閘信號的時辰。準同期并列的根本原理提示：合閘相角差表達式為：先不思索提早量，那么有：思索時間提早量0.14秒，那么調(diào)度中心發(fā)出合閘信號的時辰可為：3.6678秒，5.4769秒，等等。例見書中2-1.邏輯關(guān)系滿足即可以合閘。必需在之前斷定終了。第三節(jié)、自動并列安裝的任務(wù)原理一、安裝的控制邏輯越前時間信號電壓差不允許滑差不允許與門或非門合閘信號電壓差、頻率差判別區(qū)正弦整步電壓法采用與直接做差，得到正弦性的包絡(luò)線來判別。誤差較大。自動并列安裝的任務(wù)原理二、并列的檢測信號兩種方法運用于模擬式并列安裝中，實現(xiàn)檢測。線性整步電壓法采用三角波〔線性〕的整步電壓。不思索電壓差，只思索相角差。精度較好。自動并列安裝的任務(wù)原理〔一〕整步電壓1、正弦整步電壓法由圖可知USZ不僅是相角差的函數(shù)，而且還與電壓差值有關(guān)。這就使得利用USZ檢測并列條件的越前時間信號和頻差檢測信號受電壓影響，尤其是呵斥越前時間信號的時間誤差，成為合閘誤差的主要緣由之一。因此，此方法被線性整步電壓的方法所替代。自動并列安裝的任務(wù)原理2、線性整步電壓法線性整步電壓只反映UG和UX間的相角差特性，而與它們的電壓幅值無關(guān)，從而使越前時間信號和頻率差的檢測不受電壓幅值的影響，提高了并列安裝的控制性能，因此被模擬式自動并列安裝廣泛運用。1〕半波線性整步電壓其電路圖見圖2-14.其邏輯表達式為：即只需兩個三極管基極輸入電壓同時為負的瞬間，a點才為高電位。自動并列安裝的任務(wù)原理當(dāng)把uX1與uG2頻率不同的兩個電壓分別引至VT1和VT2的基極時，a點電位是一系列幅值一定而寬度與相角差有關(guān)的矩形波。如圖2-15所示。在相角差等于∏時，矩形最寬；在相角差等于0或2∏時，矩形寬為0.所以，當(dāng)相角差從0~∏變動時，矩形波寬度漸增；當(dāng)相角差從∏~2∏變動時，矩形波寬度漸減。這一系列矩形波寬度的變化反映了發(fā)電機端電壓與系統(tǒng)電壓間相角差的變化。把這一系列寬度不等的矩形波由圖2-14中R7和C1組成的積分電路進展積分，該積分電路是濾去高次諧波的低通濾波器，其輸出端為鋸齒波形的三角波電壓ua’。見圖2-16〔b〕。進一步由雙T型濾波器濾波后，得到三角波形特性。自動并列安裝的任務(wù)原理半波線性整步電壓討論：只反映了發(fā)電機端電壓與系統(tǒng)線電壓間的相角差特性，而與它們的幅值無關(guān)，從而使越前時間信號和頻率差的檢測不受電壓幅值的影響，提高了并列安裝的性能；而電壓差的檢測另設(shè)專門電路完成。半波線性整步電壓采用濾波器把高次諧波濾掉，在完全理想的情況下才獲得較為平滑特性，故濾波器的時間常數(shù)將會影響其相移，且滑差角頻率的變化對其也有一定的影響，從而使控制合閘時間引入誤差。自動并列安裝的任務(wù)原理2〕全波線性整步電壓其電路與邏輯見圖2-17.其由整形電路、相敏電路、濾波電路和射極跟隨器輸出組成。其全波線性整步電壓如右圖。其比半波多了一倍矩形脈沖，因此可適當(dāng)減小濾波器時間常數(shù)，使它們的性能有所改善，普通采用全波方案。自動并列安裝的任務(wù)原理〔二〕相角差原理：矩形波的寬度〔變化〕與相對應(yīng)。在數(shù)字式準同期安裝中采用。分析：假設(shè)系統(tǒng)頻率為額定值50Hz，待并發(fā)電機頻率低于50Hz。計算公式：三角形上升邊三角形下降邊準同期并列的根本原理上式中τx和τi的值，CPU可從定時計數(shù)器讀入求得。如采用線性整步電壓全波電路，那么每一個工頻〔約20ms〕可作兩次計算，CPU可記錄相角差的軌跡如下：恒定等速變化準同期并列的根本原理三、并列合閘控制〔一〕恒定越前時間微機型數(shù)字式自動并列安裝利用相角差軌跡，采用較嚴密的數(shù)學(xué)模型，計算求得的恒定越前時間，具有相當(dāng)?shù)臏蚀_性。首先按下式求得恒定越前時間所對應(yīng)的最正確導(dǎo)前合閘相角δYJ，還可方便計及δe含有加速度情況：ωsi——計算點的滑差角速度δi和δi-1——分別為本計算點和上一計算點的角度值2τx——兩計算點間時間tDC——中央處置單元發(fā)出合閘信號到斷路器主觸頭閉合時需經(jīng)時間準同期并列的根本原理ε為計算允許誤差，否那么有能夠錯過合閘時辰。tDC=tQF+tctQF為斷路器的合閘時間tc為出口繼電器動作時間由于兩相鄰計算點間的ωs變化甚微，△ωsi普通可經(jīng)假設(shè)干計算點后才計算一次，所以：據(jù)以上分析，發(fā)出合閘信號的條件：準同期并列的根本原理〔二〕頻差檢測1〕頻率差檢測是在恒定越前時間之前完成的檢測義務(wù)，用來判別能否符合并列條件。ωsi的值可以每一工頻周期計算一次。由ωsi在知時段〔△t〕間的變化還可求得，其闡明待并機組的轉(zhuǎn)速尚未穩(wěn)定，還在升速或減速之中，如其值過大，并往后進入同步運轉(zhuǎn)的暫態(tài)過程較長甚至失步，因此宜作為并列條件之一加以限制。2〕頻率差檢測也可以用直接丈量兩并列電壓頻率的方法，求得頻率差值以及頻率高、低的信息。數(shù)字電路丈量頻率的根本方法是丈量交流信號的周期T。其典型線路如圖2-24.如可編程定時/計數(shù)器的計時脈沖頻率為，那么交流電壓的周期T：T=N/fc

于是求得交流電壓的頻率為準同期并列的根本原理〔三〕電壓差檢測a、直接讀入法：采用交流采樣A/DCPU

b、直接比較法：例圖2-25〔b〕準同步并列安裝的構(gòu)成第四節(jié)、頻率差與電壓差的調(diào)整一、頻率差調(diào)整頻率差調(diào)整的義務(wù)是將待并發(fā)電機的頻率調(diào)整到接近于電網(wǎng)頻率，使頻率差趨向并列條件允許范圍。1.頻率差檢測設(shè)△fz為允許頻率差不發(fā)調(diào)速脈沖，進展越前時間合閘控制計算。發(fā)調(diào)速脈沖，不進展越前時間合閘控制計算。輸出減速脈沖信號輸出加速脈沖信號第四節(jié)、頻率差與電壓差控制2、調(diào)理量控制發(fā)電機的轉(zhuǎn)速按照比例調(diào)理準那么，要求輸出的調(diào)理脈沖時間與頻率差值成正比。頻率差調(diào)整輸出的過程通道為執(zhí)行繼電器，繼電器動作控制調(diào)速電動機任務(wù)。二、電壓差調(diào)整其義務(wù)是在并列操作中自動調(diào)理待并發(fā)電機的電壓值，使電壓差調(diào)件符合并列的要求。其實施原理與頻率差調(diào)整類似，可直接丈量uG、ux的幅值，電壓差絕對值允許那么不進入電壓調(diào)整程序。否那么，進入電壓調(diào)整程序。第五節(jié)、微機型并