同步发电机自动并列装置ppt课件

1、同步发电机自动并列装置概述n电力系统并列操作的作用电力系统并列操作的作用n并列操作并列操作n发电机并列：未投入系统的空载发电机经调发电机并列：未投入系统的空载发电机经调节满足并列条件后经断路器操作投入系统参节满足并列条件后经断路器操作投入系统参加并列运行的操作加并列运行的操作n系统并列：已解列为两部分的系统经调节满系统并列：已解列为两部分的系统经调节满足并列条件后经断路器进行的操作足并列条件后经断路器进行的操作n同步发电机并列操作的基本要求同步发电机并列操作的基本要求n并列瞬间，冲击电流不应超过规定的允许值；并列瞬间，冲击电流不应超过规定的允许值；n并列后，发电机应能迅速进入同步运行，即并列后

2、，发电机应能迅速进入同步运行，即暂态过程要短。暂态过程要短。n自动并列装置的作用自动并列装置的作用n减轻运行人员的劳动强度减轻运行人员的劳动强度n提高运行的可靠性和稳定性提高运行的可靠性和稳定性n同步发电机并列操作的方法同步发电机并列操作的方法n准同步并列准同步并列n手动准同步并列；自动准同步并列手动准同步并列；自动准同步并列n优点：冲击电流小，并网后拉入同步快，优点：冲击电流小，并网后拉入同步快，不会引起系统电压降低不会引起系统电压降低n自同步并列自同步并列n优点：并列速度快，但冲击电流大，要短优点：并列速度快，但冲击电流大，要短时从系统吸收无功，会引起系统电压短时时从系统吸收无功，会引起系

3、统电压短时下降。很少应用。下降。很少应用。n准同步并列条件准同步并列条件n准同期并列的理想条件准同期并列的理想条件n待并发电机电压与系统电压的幅值相等待并发电机电压与系统电压的幅值相等;n待并发电机频率与系统频率相等待并发电机频率与系统频率相等;n断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零，即压与系统电压间的瞬时相角差为零，即0。n实际上，同时满足三个条件几乎是不可实际上，同时满足三个条件几乎是不可能的，事实上也没有必要。能的，事实上也没有必要。n准同期并列的实际条件分析准同期并列的实际条件分析Gi c hsUGUdGXE ,ddSGch

4、jXUjXUUI/ )(产生的冲击电流为产生的冲击电流为电压差允许值电压差允许值设设f G=f s ,=0，UG US且且UG US冲击电流周期分量有效值为冲击电流周期分量有效值为IchU/Xd与与U成正比。一般冲击电流不允许超过机端短路电流的成正比。一般冲击电流不允许超过机端短路电流的1/101/20，因此，并列时要求电压差值不超过，因此，并列时要求电压差值不超过510）额定电压。）额定电压。相角差允许值相角差允许值设设f G=f s , UG USU ，0ddSGchjXUjXUUI/ )(2sin)/2(/ddchXUjXUI相角差相角差 （0180越大，冲击电流越大；越大，冲击电流越大

5、； 180时，出现最大值。为了保证发电机的安时，出现最大值。为了保证发电机的安全，应在全，应在接近接近0合闸。通常允许的合闸相角合闸。通常允许的合闸相角差不超过差不超过10 ，200MW及以上发电机不超过及以上发电机不超过2 4。频率允许差频率允许差设设UG USU ， f G f s , 以以 作参考向量，作参考向量，那么那么 绕绕 以角速度以角速度GS旋转。旋转。 GS逆时针旋转；逆时针旋转；GS顺时针旋转；顺时针旋转；从从 018 0360变化，电压差、冲击电流变化，电压差、冲击电流也从小大小变化。由于也从小大小变化。由于f G f s ，系统并，系统并列时会产生振荡。列时会产生振荡。2

6、sin)/28.12(dchXUISUSUGU计及非周期分量，冲击电流最大瞬时值为计及非周期分量，冲击电流最大瞬时值为据运行经验，频率差不宜超过据运行经验，频率差不宜超过0.20.5）额）额定频率，即定频率，即0.10.25Hz。准同期条件的实际条件为准同期条件的实际条件为待并发电机电压与系统电压的幅值接近相等，其待并发电机电压与系统电压的幅值接近相等，其电压差值不超过电压差值不超过510）额定电压；）额定电压；待并发电机电压与系统电压间的相角差在并列瞬待并发电机电压与系统电压间的相角差在并列瞬间接近于零，相角差间接近于零，相角差不应大于不应大于10；待并发电机频率与系统频率接近相等，其频率差

7、待并发电机频率与系统频率接近相等，其频率差不宜超过不宜超过0.20.5）额定频率。）额定频率。合闸脉冲命令的发出合闸脉冲命令的发出发电机电压和频率与系统接近相等时，尽量使并发电机电压和频率与系统接近相等时，尽量使并列合列合闸时即断路器主触头闭合瞬间相角差为闸时即断路器主触头闭合瞬间相角差为0。由于从合闸脉冲发出，到断路器主触头闭合，要由于从合闸脉冲发出，到断路器主触头闭合，要经历一段时间，所以要求提前发出合闸脉冲，这经历一段时间，所以要求提前发出合闸脉冲，这一提前的时间叫一提前的时间叫“导前时间导前时间，用，用l e表示，应表示，应为发出合闸脉冲到断路器主触头闭合时中间所有为发出合闸脉冲到断路

8、器主触头闭合时中间所有元件的动作之和。为使元件的动作之和。为使l e不随压差、频差变化，不随压差、频差变化，为固定数值，也就是说为固定数值，也就是说“恒定导前时间恒定导前时间。自动准同步装置的功能自动准同步装置的功能自动检测待并发电机与系统之间的压差、频差，满自动检测待并发电机与系统之间的压差、频差，满足准同步要求时，自动发出合闸脉冲，使断路器足准同步要求时，自动发出合闸脉冲，使断路器主触头闭合瞬间相角差为主触头闭合瞬间相角差为0。n压差或频差不满足要求时，能自动闭锁合闸脉冲，压差或频差不满足要求时，能自动闭锁合闸脉冲，同时检测压差和频差的方向进行调整，加快并列同时检测压差和频差的方向进行调整

9、，加快并列过程。过程。n整步电压整步电压n包含同步条件信息的电压包含同步条件信息的电压n正弦整步电压正弦整步电压n设设u G U G ms i n G t， u s U s ms i n s tn则滑差电压发电机并列前，并列断路器两端电则滑差电压发电机并列前，并列断路器两端电压）压）n u du Gu s U G ms i n G t U s ms i n s tn若若U G mU s m U m ，那么，那么u dU m （s i n G t s i n s t ）=2U m s i n ( G s ) t /2 c o s ( G s ) t /2是一个幅值随是一个幅值随s i n ( G

10、 s ) t /2变化，变化，频率为频率为 G s ) /2的交变电压。的交变电压。正弦整步电压正弦整步电压u s y：滑差电压的正半包络线：滑差电压的正半包络线 u s y =2U m |s i n ( G s ) t /2 |= 2U m |s i n ( d t /2 ) |= 2U m |s i n /2 |滑差周期滑差周期T d =2/| d |=1/| f G f s |=1/| f d |特点：特点：整步电压周期与频差绝对值成反比，反映频差大整步电压周期与频差绝对值成反比，反映频差大小；小；n整步电压最低点反映电压差的大小；整步电压最低点反映电压差的大小；n 0时，整步电压出现最

11、小值；时，整步电压出现最小值； 180整整步电压出现最大值，整步电压的大小反映了相角步电压出现最大值，整步电压的大小反映了相角差大小。差大小。线性整步电压特点：特点： 0时，时，u s y出现最大值；出现最大值； 180整步电压出现最整步电压出现最小值，小值， u s y的大小反映了的大小反映了相角差大小。相角差大小。u s y的斜率与频差绝对值成正的斜率与频差绝对值成正比，反映了频差的大小。比，反映了频差的大小。线性整步电压的电压波形、顶线性整步电压的电压波形、顶值电压与值电压与u s 、u G幅值无幅值无关，不包含电压差信息。关，不包含电压差信息。)2/(|2/2)2/0(|2/2)2/(

12、)/1 (2)2/0()/2(.dddmsydmsyddmsydmsydddmsysyddmsysyTtTfUTUTtfUTUTtTTtUuTttTUu斜率分别为上升部分和下降部分的ZZQ-5装置整体介绍微机自动并列装置n概述概述n模拟型缺点：模拟型缺点：n一个滑差周期检测一次，有时并列过程太长一个滑差周期检测一次，有时并列过程太长n恒定导前时间内滑差是不变的常数，即匀速恒定导前时间内滑差是不变的常数，即匀速准则，可能引起较大的冲击电流。准则，可能引起较大的冲击电流。n参数保护导致误差大，影响系统运行的可靠参数保护导致误差大，影响系统运行的可靠性性n微机型：微机型：n高速运算和逻辑判断能力，可

13、以每周高速运算和逻辑判断能力，可以每周0.02s)计算一次；计算一次；n可以采用较为精确的计算公式，考虑可以采用较为精确的计算公式，考虑加速运加速运动；动；n并列速度快，装置技术性能好。并列速度快，装置技术性能好。n实现自检功能，提高装置的可靠性。实现自检功能，提高装置的可靠性。n微机自动准同步装置同步条件的检测原理微机自动准同步装置同步条件的检测原理n电压检测电压检测n交流电压变送器把交流电压交流电压变送器把交流电压u变成直流变成直流U，经经A/D送入送入c p u变为对应的数字量变为对应的数字量DG、DS。设允许电压偏差设允许电压偏差USET对应的数字量为对应的数字量为DU,当当|DSDG

14、| DU时，不允许合闸信号输出；时，不允许合闸信号输出；否则允许合闸信号输出。否则允许合闸信号输出。 DS DG输出升压输出升压信号，信号，DS DG输出降压信号。输出降压信号。n频率测量频率测量n交流信号转换成方波，经二分频后进交流信号转换成方波，经二分频后进入可编程定时器计数，交流信号频率为入可编程定时器计数，交流信号频率为f=f c/ N 。把频率差的绝对值和允许的频差进。把频率差的绝对值和允许的频差进行比较，作出是否允许并列的判断。按发行比较，作出是否允许并列的判断。按发电机频率高于或低于系统频率输出减速或电机频率高于或低于系统频率输出减速或增速信号在增速信号在0180区间内按频差大区

15、间内按频差大小调节）。小调节）。n导前时间检测导前时间检测n相角差测量相角差测量矩形波的宽度矩形波的宽度i与相与相角差角差i对应。（系统对应。（系统电压方波的宽度电压方波的宽度s为为已知）已知）i =(i / s) （i i 1 ，0 且且2i l e ,则继续则继续进行下一点运算，直到满足条件为止。进行下一点运算，直到满足条件为止。n微机自动准同步装置的构成微机自动准同步装置的构成n单片机系统单片机系统n包括微处理器包括微处理器c p u、EPROM、 E2PROM、RAM、定时器及输入输出接、定时器及输入输出接口可编程并行接口）。整定值存放在口可编程并行接口）。整定值存放在E2PROM中。

16、中。 C p u 执行执行EPROM中的程中的程序，对数据采集系统输入至序，对数据采集系统输入至RAM的原始的原始数据分析处理，完成各种保护功能。数据分析处理，完成各种保护功能。n频差、相角差鉴别电路频差、相角差鉴别电路n鉴别频差是否符合准同步并列条件，并作鉴别频差是否符合准同步并列条件，并作为发电机调速的依据；为发电机调速的依据；n计算理想导前合闸角，不断搜索相角差等计算理想导前合闸角，不断搜索相角差等于合闸角的时机，发出合闸命令，使待并于合闸角的时机，发出合闸命令，使待并发电机正好在发电机正好在 0时并入系统。时并入系统。n电压差鉴别电路电压差鉴别电路n整定压差和鉴别电压差的大小、极性，整

17、定压差和鉴别电压差的大小、极性，对励磁调节器进行均压控制。对励磁调节器进行均压控制。n输入电路输入电路n并列点两侧的电压和开关量信号并并列点两侧的电压和开关量信号并列点选择、断路器辅助触点实测断路器列点选择、断路器辅助触点实测断路器合闸时间）、远方复位信号、面板的按键合闸时间）、远方复位信号、面板的按键和拨轮开关）。和拨轮开关）。n输出电路输出电路n控制类：均频、均压、合闸。控制类：均频、均压、合闸。n信号类：指示装置异常及电源消失报警。信号类：指示装置异常及电源消失报警。n录波类：对反映同步过程的电量如脉动电压和录波类：对反映同步过程的电量如脉动电压和合闸接触器触点进行录波。合闸接触器触点进行录波。n显示类：监视装置工况、实时参数、整定值及显示类：监视装置工况、实时参数、整定值及异常情况等提示信息如整步表。异常情况等提示信息