第2讲同步发电机的自动并列

第二讲同步发电机的自动并列第二章同步发电机的自动并列

重点讲解发电机同步准同期并列的自动化原理.这是将同步发电机投入电网进行并列运行以组成电力系统的基本步骤.5/21/20242二、准同期并列的基本原理并列断路器QF主触头闭合瞬间所出现的冲击电流值以及进入同步运行的暂态过程，取决于合闸时的脉动电压和滑差角频率。准同期并列主要对脉动电压和滑差角频率进行检测和控制，并且选择合适的时间发出合闸信号，使得合闸瞬间的脉动电压在于允许值之内。检测的信息主要取自并列断路器QF两侧的电压，而且主要是对脉动电压进行检测并提取信息。5/21/202431脉动电压—QF两侧电压相量幅值相等（1）QF两侧电压相量幅值相等可以得到脉动电压：5/21/202441脉动电压—QF两侧电压相量幅值不相等（2）QF两侧电压相量幅值不相等应用三角函数可以得到脉动电压：5/21/202451脉动电压—利用脉动电压检测准同期并列条件（3）利用脉动电压检测准同期并列条件在脉动电压波形中，载有准同期并列所需检测的信息——电压幅值差（随时间变化的规律）频率差（随时间变化的规律）相角差（随时间变化的规律）

利用脉动电压可以为自动并列装置提供鉴别并列条件的信息和选择合适的合闸信号发出时间。5/21/202462脉动电压—并列检测电压幅值差1、并列检测条件之一——电压幅值差：电压幅值差对应于脉动电压波形的最小幅值通过对的测量就可以判断QF两端电压幅值差是否超出允许值。为了限制并网合闸时的冲击电流，设定电压幅值差限制，作为并列条件之一。5/21/202472脉动电压—并列检测频率差与之间的频率差就是脉动电压的频率，他与滑差角频率存在关系：反映了频率差的大小，要求小于允许值，就相当于要求脉动电压周期大于一个给定值。例如：设滑差角频率测量的值可以检测出发电机组与电网之间滑差角频率的大小，即频率差的大小。5/21/202482脉动电压—并列检测合闸相角差最理想的合闸瞬间是在与两相量重合的瞬间。考虑到断路器操动机构和合闸回路控制电器的固有时间，必须在两电压相量重合之前发出合闸信号，即需要有一个提前量，这一段时间称为“越前时间”提前量恒定越前相角恒定越前时间在两相量重合之前恒定角度发出合闸信号在两相量重合之前恒定时间发出合闸信号广泛应用合闸回路具有固定动作时间5/21/202492恒定越前时间准同期并列在理论上，按照恒定越前时间进行并列合闸，可以使合闸相角差为零由于装置的越前信号时间、出口继电器动作时间、断路器的合闸时间都存在分散性，故而并列时会有合闸相角误差。5/21/2024103恒定越前时间并列装置的整定计算1、越前时间：2、允许电压差：3、允许滑差角频率：5/21/202411

某发电厂采用自动准同期并列方式与系统进行并列，系统的参数已经归算到以发电机额定容量为基准的标幺值。一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗为0.125，系统的等值机组的交轴次暂态电抗与线路电抗为0.25，断路器合闸时间为0.5s，他的最大可能误差时间为，自动并列装置最大误差时间为±0.05s，待并发电机允许的冲击电流为

试计算允许合闸误差角允许滑差角频率相应的脉动电压周期4例题5/21/202412三、自动并列装置的工作原理5/21/2024131并列的检测信号—1

整步电压正旋型整步电压正旋型整步电压是相角差和电压差值有关线性整步电压5/21/2024141并列的检测信号—1整步电压射极跟随器半波线性整步电压5/21/2024151并列的检测信号—1

整步电压半波线性整步电压5/21/2024161并列的检测信号—1

整步电压半波线性整步电压理想波形线性整步电压只反映发电机和系统电压间的相角差特性，与他们的电压幅值无关。滤波器时间常数影响相移5/21/2024171并列的检测信号—1

整步电压全波线性整步电压射极跟随器5/21/2024181并列的检测信号—1

整步电压全波线性整步电压比较半波线性整步电压，全波线性整步电压多了一倍矩形脉冲，从而可以减少滤波器时间常数5/21/2024191并列的检测信号—2

相角差在整步电压的产生电路中，矩形波的宽度与并列电源波形的相角差相对应。把矩形宽度实时记录，就是相角差的运动轨迹。5/21/2024201并列的检测信号—3

恒定越前时间模拟式自动并列装置恒定越前时间部分由RC组成的比例—微分回路和电平检测电路构成在一定匀速滑差范围内，误差是比较小的，但是不能用于有加速度滑差的情况。主要是存在微分环节，会使加速度中的噪声放大，使信号变差而影响正常工作。5/21/2024211并列的检测信号—3

恒定越前时间数字式自动并列装置数字式自动并列装置利用严密的数学模型，计算出恒定越前时间，具有相当的准确性。很方便地计及了加速度的情况为计算点的滑差角速度分别为本计算点和上一次计算点的角度值两计算点间的时间CPU发出合闸信号到断路器主触头闭合时需经历的时间5/21/2024221并列的检测信号—3

恒定越前时间计算最佳的合闸越前相角是发出合闸信号对下一个计算点的相角值进行预测，推算出否是否5/21/2024231并列的检测信号—4

频率差相角差的运动轨迹中含有滑差角频率的信息频率差检测可以直接测量两个并列电压频率频率差检测5/21/2024241并列的检测信号—5

电压差电压差检测直接通过计算机接口读入两个电压值后进行计算通过电路比较两个电压值的大小后读入计算机5/21/2024252控制逻辑5/21/2024263频率差/电压差调整频率差调节的任务：将待并发电机频率调整到接近于电网频率，使频率差满足并列允许条件，促成并列的实现。频率差调节频率差测量调节量控制升速减速发电机转速以比例调节准则进行调整，输出的调节脉冲时间与频率差成比例5/21/2024273频率差/电压差调整电压差调节的任务：将待并发电机电压值自动调整到接近于电网电压，使电压差满足并列允许条件，促成并列的实现。电压差调节电压差测量调节量控制不调节调节5/21/202428四、微机型并列装置数字型自动并列装置可以进行电压差、相角差和滑差角频率的准瞬时值计算，在计算相角差时可以方便的计及具有加速度的情况。具有模拟式并列装置无法比拟的优点。数字型自动装置由硬件和软件组成，两者协调配合来完成同步发电机的并列控任务。5/21/2024291硬件电路5/21/2024302软件流程——装置主程序启动自检出错读取工作状态指令转调试程序转参数设置转并列操作并列地址确认?调用设定参数开中断出错标志YN5/2