電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理第二章

1、第二章同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列,主要內(nèi)容,第一節(jié) 概 述,一 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QF合閘作并網(wǎng)運(yùn)行的一系列操作。,,自同期準(zhǔn)同期,四 并列方法,,同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列的條件和應(yīng)遵守的原則理想并列條件 并列的現(xiàn)實(shí)情況分析原則發(fā)電機(jī)合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能?。ㄐ∮谠试S值）發(fā)電機(jī)合

2、閘后，應(yīng)盡快拉入同步,概 述,二、自同期并列,一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)逐漸增長的過程中，由電力系統(tǒng)將并列的發(fā)電機(jī)組拉入同步運(yùn)行。,,三、 準(zhǔn)同期并列基本原理,一 準(zhǔn)同期并列,二 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。,

3、,123,三 發(fā)電機(jī)并列時(shí)偏離理想條件所引起的后果,1 電壓幅值差,沖擊電流的有效值:沖擊電流最大瞬時(shí)值:,2 合閘相角差,3 頻率不相等,,4 并列的同步過程,a—b, ?G>?X , 減速b點(diǎn), ?G=?Xb —a —o, ?G<?X , 減速o —c, ?G<?X , 加速c點(diǎn), ?G=?X,四 脈動(dòng)電壓,發(fā)電機(jī)的準(zhǔn)同期并列要檢查哪些參數(shù)（）,電壓幅值,電壓相位,電流幅值,電壓頻率,A,B,C

4、,D,提交,第二節(jié)、準(zhǔn)同期并列的基本原理,一、脈動(dòng)電壓分析,,,準(zhǔn)同期并列的基本原理,脈動(dòng)電壓中包括信息如下：1、電壓幅值差。最佳為 的值最小，二電壓重合時(shí)判別。2、頻率差，顯示出相角差隨時(shí)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(dòng)電壓周期 大于某一給定的值。 最佳是在 與 重合時(shí)合閘，即相角差

5、為零時(shí)（相量重合）幅值差最小，考慮動(dòng)作時(shí)間，要提前。 根據(jù)相角差的變化規(guī)律，可求得合閘指令最佳發(fā)出時(shí)機(jī)。 可采用兩種方式,,恒定越前相角準(zhǔn)同期恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期,準(zhǔn)同期并列的基本原理,準(zhǔn)同期并列裝置的原理并列裝置的構(gòu)成自動(dòng)化程度一般分為,頻率差控制單元,電壓差控制單元,合閘信號(hào)控制單元,,,半自動(dòng)全自動(dòng),二、準(zhǔn)同期并列裝置,(1) 檢測(cè)電壓間的滑差角頻率,

6、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)。,1 三個(gè)控制單元,三、準(zhǔn)同期并列合閘信號(hào)的控制,、恒定越前相角準(zhǔn)同期 提前量信號(hào)取某一恒定相角 。 斷路器的合閘時(shí)間為 。同期裝置動(dòng)作時(shí)間為 。,,,,,最佳

7、滑差角頻率,,,,過零后合閘過零時(shí)合閘過零前合閘,準(zhǔn)同期并列的基本原理,二、恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期 提前量信號(hào)取恒定時(shí)間,理論上可以完全無沖擊，但是動(dòng)作時(shí)間存在誤差，設(shè) 為允許合閘相角。,,所以，還是要限制,四、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,一般定為(0.1一0.15)Ue,準(zhǔn)同期并列的基本原理,裝置的整定已知：兩個(gè)

8、區(qū)域電網(wǎng)的等值機(jī)系統(tǒng)如圖所示，其電壓幅值相等，頻率分別為：f1＝50＋0.1cost Hz，f2=50+0.1sin2t Hz，現(xiàn)準(zhǔn)備進(jìn)行恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期互聯(lián)操作，設(shè)遠(yuǎn)程通訊和繼電器動(dòng)作時(shí)間之和為0.14秒，求調(diào)度中心發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)刻。,準(zhǔn)同期并列的基本原理,提示：,合閘相角差表達(dá)式為：,,先不考慮提前量，則有：,,考慮時(shí)間提前量0.14秒，則調(diào)度中心發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)刻可為：3.6678秒，5.4769秒，等等。,第三節(jié) 自動(dòng)并列裝

9、置的工作原理,一、并列裝置控制邏輯,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)通過與門 Y1的判斷。,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(dòng)并列裝置的工作原理,二、并列的檢測(cè)信號(hào),兩種方法應(yīng)用于模擬式并列裝置中，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。,線性整步電壓法,,,采用三角波（線性）的整步電壓。不考慮電壓差，只考慮相角差。精度較好。,1、正弦整步電壓(脈動(dòng)電壓的

10、幅值),（一）整步電壓,2、 線性整步電壓的產(chǎn)生,（1）半波線性整步電壓 （2）全波線性整步電壓,（1）半波線性整步電壓,VT1基極 VT2基極 a + + - + - - - + - -

11、 - +,半波線性整步采用濾波器，把高次諧波濾掉，獲得較為平滑的特性。但濾波器的時(shí)間常數(shù)將會(huì)影響其相移。全波線性整步電壓線路可以提高矩形的密度，從而減小濾波器的時(shí)間常數(shù)，進(jìn)一步改善它的性能。,（2)全波線性整步電壓,uG正?VT1導(dǎo)通?A低ux正?VT2導(dǎo)通?B低,整形電路,相敏電路,濾波電路和射極跟隨器輸出,,〔二)相角差 的實(shí)時(shí)檢測(cè),矩形波的寬度與并列電源波形的相角差

12、 相對(duì)應(yīng)。如把矩形波寬度(對(duì)應(yīng)于 ）實(shí)時(shí)記錄下來，那么它就是相角差的運(yùn)動(dòng)軌跡,相角差 測(cè)量的方案之一,自動(dòng)并列裝置的工作原理,相角差 原理：矩形波的寬度（變化）與 相對(duì)應(yīng)。在數(shù)字式準(zhǔn)同期裝置中采用。 分析：假設(shè)系統(tǒng)頻率為額定值50Hz，待并發(fā)電機(jī)頻率低于50Hz。,計(jì)算公式：,三角形上升邊三角形下降邊,,,三、并列合閘控制,(一)恒定越前時(shí)間,恒定,等速變化,,發(fā)出合閘信號(hào)的條件：有可能錯(cuò)過合閘時(shí)刻。,

13、,,頻差檢測(cè) 都要受到限制。 可采用電壓頻率測(cè)量法（ ） 求得。電壓差檢測(cè) a、直接讀入法：采用交流采樣 A/D CPU b、直接比較法：例圖2-25（b）,,,,電壓差檢測(cè) a、直接讀入法：采用交流采樣

14、 A/D CPU b、直接比較法：例圖2-25（b）,,,,半坡和全波線性整步在每個(gè)周期所取信號(hào)數(shù)分別為（）,1、1,1、2,2、1,2、2,A,B,C,D,提交,頻率差與電壓差控制,頻率差控制頻率差檢測(cè),,,發(fā)調(diào)速脈沖，不進(jìn)行越前時(shí)間合閘控制計(jì)算。,不發(fā)調(diào)速脈沖，進(jìn)行越前時(shí)間合閘控制計(jì)算。,輸出減速脈沖信號(hào)輸出加速脈沖信號(hào),,,,,調(diào)節(jié)量控制電壓差調(diào)整,第五節(jié)、微機(jī)型并列裝置的組成,概述硬