自动装置及其数据的采集处理

第一章自动装置及其数据的采集处理一、硬件组成形式（一）微型计算机系统1、传感器2、模拟多路开关3、采样/保持器4、A/D转换器5、存储器6、通信单元7、CPU及外部设备第二章同步发电机的自动并列第一节概述

第二节自同期并列第三节准同期并列基本原理第四节恒定越前时间并列装置的合闸控制第五节频率差控制第六节数字式并列装置电路示意图GDL第一节概述

一并列操作:一台发电机组在未投入系统运行之前，它的电压与并列母线电压

的状态量往往不等，须对待并发电机组进行适当的调节，使之符合并列条件,并将断路器DL合闸作并网运行的一系列操作。二母线电压的状态量母线电压瞬时值:幅值频率相角断路器合闸时，冲击电流应尽可能小、其瞬时最大值一般不超过l一2倍的额定电流。发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态．其暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。三同步发电机组并列时应遵循的原则：GDL自同期准同期

四并列方法第二节自同期并列

一自同期并列操作是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网频率，滑差角频率不超过允许值，且机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器DL，接着立刻合上励磁开关KE，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。

KEUEDLGXxSystem引起冲击电流；发电机母线电压瞬时下降对其它用电设备的正常工作将产生影响。三缺点：控制操作非常简单，在电力系统发生事故、频率波动较大的情况下，应用自同期并列可以迅速把备用机组投入电网运行。二优点：第三节准同期并列基本原理一准同期并列O相量图电路示意图GDLDL等值电路图二发电机并列的理想条件并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。123三发电机并列时偏离理想条件所引起的后果1电压幅值差冲击电流的有效值:

冲击电流最大瞬时值:

2合闸相角差3频率不相等滑差角频率滑差频率

脉动周期

脉动电压:假定:脉动电压的幅值:UsusTst4并列的同步过程a—b,G>X,减速b点,G=Xb—a—o,G<X

,减速o—c,G<X

,加速c点,G=X发电机状态电动机状态0abcPs四脉动电压1脉动电压的幅值USTs1Ts2tUsTs1Ts2tUs电压幅值差频率差合闸相角差的控制考虑到断路器操作机构和合闸回路控制电器的固有动作时间，必须在两电压相量重合之前发出合间信号。2

US中载有的准同期并列所需检测的信息五自动准同期装置

(1)检测电压间的滑差角频率,且调节发电机的转速,使发电机的频率接近于系统频率。(2)检测电压值差,且调节发电机的电压,使两电压的差值小于规定允许值。(3)检查并列条件,条件满足时发出合闸信号。1三个控制单元电源G升速减速升压降压并列断路器合闸频率差控制单元电压差控制单元合闸信号控制单元与门提前量信号形成电压差允许频率差允许合闸信号2准同期并列装置两种原理按提前量的不同恒定越前相角恒定越前时间tUstDLtDLtDLs1

s2

s3UA恒定越前时间装置理论上可以使合闸相角差等于零。

tUstDLtDLtDLs1

s2

s3六恒定越前时间并列装置的整定计算

越前时间tYJ

允许电压差允许滑差角频率自动装置合闸信号输出回路的动作时间并列断路器的合闸时间自动并列装置的动作误差时间

断路器的动作误差时间

一般定为(0.1一0.15)Ue第四节恒定越前时间并列装置的合闸控制一并列装置控制逻辑

必须在越前时间信号到达之前完成频率差和电压差的检测任务，作出是否让越前时间信号通过与门Y1的判断。或非门提前时间信号电压差不允许频率差不允许合闸信号与门电压差频率差判别区tYJLtUs100010110001二利用正弦整步电压(脉动电压的幅值)作测量信号的并列检测方法脉动电压的幅值Us相角差电压差越前时间信号频差检测合闸误差影响线性整步电压的方法(相角差的特性)Ts1Ts2tUsTs1Ts2tUsGUsuxuG三线性整步电压的产生半波线性整步电压全波线性整步电压1

半波线性整步电压VT1基极VT2基极a++-+---+---+****uxuGVT3VT2VT1abdux2uG2ux2uuG2t半波线性整步采用滤波器，把高次谐波滤掉，获得较为平滑的特性。但滤波器的时间常数将会影响其相移。全波线性整步电压线路可以提高矩形的密度，从而减小滤波器的时间常数，进一步改善它的性能。

udt02ubt02e:0,矩形e

:

2,矩形uat022

全波线性整步电压uG正VT1导通A低ux正VT2导通B低A高B高Y高A低B低*uG*uxVT1VT2VT3VT4VT5ABY整形电路相敏电路滤波电路和射极跟随器输出uGuAtuxuBtuAuBtuYtt-02usL四利用线性整步电压作测量信号的并列检测方法1恒定越前时间信号RsLR1R2CiciRVT5在一个周期内s1s2

s3tuRuCtuR+uCtt2频率差检测A相位角比较

线性整步电压的特性：与某一相角差相对应的整步电压是一定值。usLt02t-02usL因此恒定越前相角的检测就可用电平检测器来完成。电平检测器翻转电平电平检测器三角波整步电压输出usLKtAK-02

(t)(t)uK恒定，tA

与s成反比。令允许最大滑差角频率为sy，并使K=sytYJtYJ恒定，YJ与s成正比。比较越前时间信号与恒定越前相角信号间的相位关系，即它们间先、后顺序关系，就可作出频率差是否符合并列条件的判断。

tAtAtAttYJtYJtYJutYJUR2tts1s2

s3KKKusLKtUSSRQ0001110011NochangeutYJusLKA

BC1001001101非门A与门B双稳记忆CutYJusLKSRQB检测相角差变化率

由于线性整步电压反映了两电压间相角差的关系，它的斜率代表了相角差的变化率,也就是滑差角频率。

当频率差大于允许值时，放大器输出电压在e期间将出现负值，逻辑控制则根据放大器输出负值作出频率差大于允许值的判断,闭锁合闸信号的输出，不允许并列。反之，当频率小于允许值时，放大器输出始终为正值，控制逻辑就允许发合闸信号并列。s>sYs>sYusLt-Uzdt放大器输入电压t放大器输出电压tuht由于线性整步电压中不载有并列点两侧电压幅值的信息，所以它就无法作为电压差的检测。3电压差检测D点电位为正,发闭锁信号D点电位为负,发合闸信号电平检测uxuGDUABUzdUxUGAB+4并列装置合闸信号控制逻辑非门与门双稳记忆与门UtYJUsLKUUUU动作合闸频率差控制单元的任务是将待并发电机的频率调整到接近于电网频率，使频率差趋向并列条件允许的范围，以促成并列的实现。如果待并发电机的频率低于电网频率，则要求发电机升速，发升速脉冲。反之，应发减速脉冲。第五节频率差控制频率差控制单元频率差方向测量环节频率调整执行环节相位差鉴别法逻辑判别法1相位差鉴别法fG<fxfG>fxuGuxuGux2ux1一频率差方向测量环节S1S2D2D1与门A1与门A2usL1usL2降速升速SG1SG2usL2usL1tD2

andSG1能同时出现高电平A2发出升速脉冲fG<fXD1tD2tSG2tSG1t2逻辑判别法UxUGUGs>0s<0eeUGUXttU’GUGU’XUXtttt倒相微分与门双稳倒相微分与门UXUGU’GU’X降速升速U’GUGU’XUXtttt二频率调整执行环节倒相微分与门电平检测脉冲形成与门双稳与门倒相微分与门UXUGU’GU’X降速脉冲升速脉冲脉冲展宽减速继电器脉冲展宽升速继电器USLUsL-0tt输入输出接口电路主机第六节数字式并列装置CPURAM定时/计数A/DROM接口I/O并行接口显示键盘调速调压合闸电压变换uxuG/输入通道输出通道一硬件电路交流电压幅值测量频率测量相角差测量主机输入输出接口电路输出通道输入通道A/D交流电压变送器CPUu交流电压幅值测量A/D交流电压变送器CPUu交流电压幅值测量降压滤波整型二分频定时记数CPU频率测量UtUt异或门电压变换整形方波电压变换整形方波定时/计数