電力系統(tǒng)自動裝置原理第二章

1、第二章同步發(fā)電機的自動并列,主要內容,第一節(jié) 概 述,一 并列操作: 一臺發(fā)電機組在未投入系統(tǒng)運行之前，它的電壓 與并列母線電壓 的狀態(tài)量往往不等，須對待并發(fā)電機組進行適當的調節(jié)，使之符合并列條件, 并將斷路器QF合閘作并網運行的一系列操作。,,自同期準同期,四 并列方法,,同步發(fā)電機自動并列的條件和應遵守的原則理想并列條件 并列的現實情況分析原則發(fā)電機合閘時，沖擊電流應盡可能小（小于允許值）發(fā)電機合

2、閘后，應盡快拉入同步,概 述,二、自同期并列,一自同期并列操作是將一臺未加勵磁電流的發(fā)電機組升速到接近于電網頻率，滑差角頻率不超過允許值，且機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，接著立刻合上勵磁開關KE，給轉子加上勵磁電流，在發(fā)電機電動勢逐漸增長的過程中，由電力系統(tǒng)將并列的發(fā)電機組拉入同步運行。,,三、 準同期并列基本原理,一 準同期并列,二 發(fā)電機并列的理想條件,并列斷路器兩側電源電壓的三個狀態(tài)量全部相等。,

3、,123,三 發(fā)電機并列時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, ?G=?Xb —a —o, ?G<?X , 減速o —c, ?G<?X , 加速c點, ?G=?X,四 脈動電壓,發(fā)電機的準同期并列要檢查哪些參數（）,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)、準同期并列的基本原理,一、脈動電壓分析,,,準同期并列的基本原理,脈動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，相當于要求脈動電壓周期 大于某一給定的值。 最佳是在 與 重合時合閘，即相角差

5、為零時（相量重合）幅值差最小，考慮動作時間，要提前。 根據相角差的變化規(guī)律，可求得合閘指令最佳發(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,準同期并列的基本原理,準同期并列裝置的原理并列裝置的構成自動化程度一般分為,頻率差控制單元,電壓差控制單元,合閘信號控制單元,,,半自動全自動,二、準同期并列裝置,(1) 檢測電壓間的滑差角頻率,

6、且調節(jié)發(fā)電機的轉速, 使發(fā)電機的頻率接近于系統(tǒng)頻率。,(2) 檢測電壓值差, 且調節(jié)發(fā)電機的電壓, 使兩電壓的差值小于規(guī)定允許值。,(3)檢查并列條件, 條件滿足時發(fā)出合閘信號。,1 三個控制單元,三、準同期并列合閘信號的控制,、恒定越前相角準同期 提前量信號取某一恒定相角 。 斷路器的合閘時間為 。同期裝置動作時間為 。,,,,,最佳

7、滑差角頻率,,,,過零后合閘過零時合閘過零前合閘,準同期并列的基本原理,二、恒定越前時間準同期 提前量信號取恒定時間,理論上可以完全無沖擊，但是動作時間存在誤差，設 為允許合閘相角。,,所以，還是要限制,四、恒定越前時間并列裝置的整定計算,越前時間tYJ 允許電壓差允許滑差角頻率,一般定為(0.1一0.15)Ue,準同期并列的基本原理,裝置的整定已知：兩個

8、區(qū)域電網的等值機系統(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，現準備進行恒定越前時間準同期互聯(lián)操作，設遠程通訊和繼電器動作時間之和為0.14秒，求調度中心發(fā)出合閘信號的時刻。,準同期并列的基本原理,提示：,合閘相角差表達式為：,,先不考慮提前量，則有：,,考慮時間提前量0.14秒，則調度中心發(fā)出合閘信號的時刻可為：3.6678秒，5.4769秒，等等。,第三節(jié) 自動并列裝

9、置的工作原理,一、并列裝置控制邏輯,必須在越前時間信號到達之前完成頻率差和電壓差的檢測任務，作出是否讓越前時間信號通過與門 Y1的判斷。,正弦整步電壓法,,采用 與 直接做差，得到正弦性的包絡線來判別。誤差較大。,自動并列裝置的工作原理,二、并列的檢測信號,兩種方法應用于模擬式并列裝置中，實現檢測。,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(脈動電壓的

10、幅值),（一）整步電壓,2、 線性整步電壓的產生,（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。但濾波器的時間常數將會影響其相移。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間常數，進一步改善它的性能。,（2)全波線性整步電壓,uG正?VT1導通?A低ux正?VT2導通?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 的實時檢測,矩形波的寬度與并列電源波形的相角差

12、 相對應。如把矩形波寬度(對應于 ）實時記錄下來，那么它就是相角差的運動軌跡,相角差 測量的方案之一,自動并列裝置的工作原理,相角差 原理：矩形波的寬度（變化）與 相對應。在數字式準同期裝置中采用。 分析：假設系統(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,,,三、并列合閘控制,(一)恒定越前時間,恒定,等速變化,,發(fā)出合閘信號的條件：有可能錯過合閘時刻。,

13、,,頻差檢測 都要受到限制。 可采用電壓頻率測量法（ ） 求得。電壓差檢測 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 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周期所取信號數分別為（）,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,,,發(fā)調速脈沖，不進行越前時間合閘控制計算。,不發(fā)調速脈沖，進行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,,,,,調節(jié)量控制電壓差調整,第五節(jié)、微機型并列裝置的組成,概述硬