第2講同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列

第二講同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列第二章同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列

重點(diǎn)講解發(fā)電機(jī)同步準(zhǔn)同期并列的自動(dòng)化原理.這是將同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)進(jìn)行并列運(yùn)行以組成電力系統(tǒng)的基本步驟.5/21/20242二、準(zhǔn)同期并列的基本原理并列斷路器QF主觸頭閉合瞬間所出現(xiàn)的沖擊電流值以及進(jìn)入同步運(yùn)行的暫態(tài)過(guò)程，取決于合閘時(shí)的脈動(dòng)電壓和滑差角頻率。準(zhǔn)同期并列主要對(duì)脈動(dòng)電壓和滑差角頻率進(jìn)行檢測(cè)和控制，并且選擇合適的時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)，使得合閘瞬間的脈動(dòng)電壓在于允許值之內(nèi)。檢測(cè)的信息主要取自并列斷路器QF兩側(cè)的電壓，而且主要是對(duì)脈動(dòng)電壓進(jìn)行檢測(cè)并提取信息。5/21/202431脈動(dòng)電壓—QF兩側(cè)電壓相量幅值相等（1）QF兩側(cè)電壓相量幅值相等可以得到脈動(dòng)電壓：5/21/202441脈動(dòng)電壓—QF兩側(cè)電壓相量幅值不相等（2）QF兩側(cè)電壓相量幅值不相等應(yīng)用三角函數(shù)可以得到脈動(dòng)電壓：5/21/202451脈動(dòng)電壓—利用脈動(dòng)電壓檢測(cè)準(zhǔn)同期并列條件（3）利用脈動(dòng)電壓檢測(cè)準(zhǔn)同期并列條件在脈動(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（隨時(shí)間變化的規(guī)律）頻率差（隨時(shí)間變化的規(guī)律）相角差（隨時(shí)間變化的規(guī)律）

利用脈動(dòng)電壓可以為自動(dòng)并列裝置提供鑒別并列條件的信息和選擇合適的合閘信號(hào)發(fā)出時(shí)間。5/21/202462脈動(dòng)電壓—并列檢測(cè)電壓幅值差1、并列檢測(cè)條件之一——電壓幅值差：電壓幅值差對(duì)應(yīng)于脈動(dòng)電壓波形的最小幅值通過(guò)對(duì)的測(cè)量就可以判斷QF兩端電壓幅值差是否超出允許值。為了限制并網(wǎng)合閘時(shí)的沖擊電流，設(shè)定電壓幅值差限制，作為并列條件之一。5/21/202472脈動(dòng)電壓—并列檢測(cè)頻率差與之間的頻率差就是脈動(dòng)電壓的頻率，他與滑差角頻率存在關(guān)系：反映了頻率差的大小，要求小于允許值，就相當(dāng)于要求脈動(dòng)電壓周期大于一個(gè)給定值。例如：設(shè)滑差角頻率測(cè)量的值可以檢測(cè)出發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)之間滑差角頻率的大小，即頻率差的大小。5/21/202482脈動(dòng)電壓—并列檢測(cè)合閘相角差最理想的合閘瞬間是在與兩相量重合的瞬間。考慮到斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)和合閘回路控制電器的固有時(shí)間，必須在兩電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號(hào)，即需要有一個(gè)提前量，這一段時(shí)間稱為“越前時(shí)間”提前量恒定越前相角恒定越前時(shí)間在兩相量重合之前恒定角度發(fā)出合閘信號(hào)在兩相量重合之前恒定時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)廣泛應(yīng)用合閘回路具有固定動(dòng)作時(shí)間5/21/202492恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期并列在理論上，按照恒定越前時(shí)間進(jìn)行并列合閘，可以使合閘相角差為零由于裝置的越前信號(hào)時(shí)間、出口繼電器動(dòng)作時(shí)間、斷路器的合閘時(shí)間都存在分散性，故而并列時(shí)會(huì)有合閘相角誤差。5/21/2024103恒定越前時(shí)間并列裝置的整定計(jì)算1、越前時(shí)間：2、允許電壓差：3、允許滑差角頻率：5/21/202411

某發(fā)電廠采用自動(dòng)準(zhǔn)同期并列方式與系統(tǒng)進(jìn)行并列，系統(tǒng)的參數(shù)已經(jīng)歸算到以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值。一次系統(tǒng)的參數(shù)為：發(fā)電機(jī)交軸次暫態(tài)電抗為0.125，系統(tǒng)的等值機(jī)組的交軸次暫態(tài)電抗與線路電抗為0.25，斷路器合閘時(shí)間為0.5s，他的最大可能誤差時(shí)間為，自動(dòng)并列裝置最大誤差時(shí)間為±0.05s，待并發(fā)電機(jī)允許的沖擊電流為

試計(jì)算允許合閘誤差角允許滑差角頻率相應(yīng)的脈動(dòng)電壓周期4例題5/21/202412三、自動(dòng)并列裝置的工作原理5/21/2024131并列的檢測(cè)信號(hào)—1

整步電壓正旋型整步電壓正旋型整步電壓是相角差和電壓差值有關(guān)線性整步電壓5/21/2024141并列的檢測(cè)信號(hào)—1整步電壓射極跟隨器半波線性整步電壓5/21/2024151并列的檢測(cè)信號(hào)—1

整步電壓半波線性整步電壓5/21/2024161并列的檢測(cè)信號(hào)—1

整步電壓半波線性整步電壓理想波形線性整步電壓只反映發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)電壓間的相角差特性，與他們的電壓幅值無(wú)關(guān)。濾波器時(shí)間常數(shù)影響相移5/21/2024171并列的檢測(cè)信號(hào)—1

整步電壓全波線性整步電壓射極跟隨器5/21/2024181并列的檢測(cè)信號(hào)—1

整步電壓全波線性整步電壓比較半波線性整步電壓，全波線性整步電壓多了一倍矩形脈沖，從而可以減少濾波器時(shí)間常數(shù)5/21/2024191并列的檢測(cè)信號(hào)—2

相角差在整步電壓的產(chǎn)生電路中，矩形波的寬度與并列電源波形的相角差相對(duì)應(yīng)。把矩形寬度實(shí)時(shí)記錄，就是相角差的運(yùn)動(dòng)軌跡。5/21/2024201并列的檢測(cè)信號(hào)—3

恒定越前時(shí)間模擬式自動(dòng)并列裝置恒定越前時(shí)間部分由RC組成的比例—微分回路和電平檢測(cè)電路構(gòu)成在一定勻速滑差范圍內(nèi)，誤差是比較小的，但是不能用于有加速度滑差的情況。主要是存在微分環(huán)節(jié)，會(huì)使加速度中的噪聲放大，使信號(hào)變差而影響正常工作。5/21/2024211并列的檢測(cè)信號(hào)—3

恒定越前時(shí)間數(shù)字式自動(dòng)并列裝置數(shù)字式自動(dòng)并列裝置利用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出恒定越前時(shí)間，具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性。很方便地計(jì)及了加速度的情況為計(jì)算點(diǎn)的滑差角速度分別為本計(jì)算點(diǎn)和上一次計(jì)算點(diǎn)的角度值兩計(jì)算點(diǎn)間的時(shí)間CPU發(fā)出合閘信號(hào)到斷路器主觸頭閉合時(shí)需經(jīng)歷的時(shí)間5/21/2024221并列的檢測(cè)信號(hào)—3

恒定越前時(shí)間計(jì)算最佳的合閘越前相角是發(fā)出合閘信號(hào)對(duì)下一個(gè)計(jì)算點(diǎn)的相角值進(jìn)行預(yù)測(cè)，推算出否是否5/21/2024231并列的檢測(cè)信號(hào)—4

頻率差相角差的運(yùn)動(dòng)軌跡中含有滑差角頻率的信息頻率差檢測(cè)可以直接測(cè)量?jī)蓚€(gè)并列電壓頻率頻率差檢測(cè)5/21/2024241并列的檢測(cè)信號(hào)—5

電壓差電壓差檢測(cè)直接通過(guò)計(jì)算機(jī)接口讀入兩個(gè)電壓值后進(jìn)行計(jì)算通過(guò)電路比較兩個(gè)電壓值的大小后讀入計(jì)算機(jī)5/21/2024252控制邏輯5/21/2024263頻率差/電壓差調(diào)整頻率差調(diào)節(jié)的任務(wù)：將待并發(fā)電機(jī)頻率調(diào)整到接近于電網(wǎng)頻率，使頻率差滿足并列允許條件，促成并列的實(shí)現(xiàn)。頻率差調(diào)節(jié)頻率差測(cè)量調(diào)節(jié)量控制升速減速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速以比例調(diào)節(jié)準(zhǔn)則進(jìn)行調(diào)整，輸出的調(diào)節(jié)脈沖時(shí)間與頻率差成比例5/21/2024273頻率差/電壓差調(diào)整電壓差調(diào)節(jié)的任務(wù)：將待并發(fā)電機(jī)電壓值自動(dòng)調(diào)整到接近于電網(wǎng)電壓，使電壓差滿足并列允許條件，促成并列的實(shí)現(xiàn)。電壓差調(diào)節(jié)電壓差測(cè)量調(diào)節(jié)量控制不調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)5/21/202428四、微機(jī)型并列裝置數(shù)字型自動(dòng)并列裝置可以進(jìn)行電壓差、相角差和滑差角頻率的準(zhǔn)瞬時(shí)值計(jì)算，在計(jì)算相角差時(shí)可以方便的計(jì)及具有加速度的情況。具有模擬式并列裝置無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字型自動(dòng)裝置由硬件和軟件組成，兩者協(xié)調(diào)配合來(lái)完成同步發(fā)電機(jī)的并列控任務(wù)。5/21/2024291硬件電路5/21/2024302軟件流程——裝置主程序啟動(dòng)自檢出錯(cuò)讀取工作狀態(tài)指令轉(zhuǎn)調(diào)試程序轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)并列操作并列地址確認(rèn)?調(diào)用設(shè)定參數(shù)開(kāi)中斷出錯(cuò)標(biāo)志YN5/2