第三章

同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列裝置第六組、第七組概述電力系統(tǒng)并列操作的作用并列操作發(fā)電機(jī)并列：未投入系統(tǒng)的空載發(fā)電機(jī)經(jīng)調(diào)節(jié)滿足并列條件后經(jīng)斷路器操作投入系統(tǒng)參加并列運(yùn)行的操作系統(tǒng)并列：已解列為兩部分的系統(tǒng)經(jīng)調(diào)節(jié)滿足并列條件后經(jīng)斷路器進(jìn)行的操作同步發(fā)電機(jī)并列操作的基本要求并列瞬間，沖擊電流不應(yīng)超過規(guī)定的允許值；并列后，發(fā)電機(jī)應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行。

自動(dòng)并列裝置的作用減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度提高運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性同步發(fā)電機(jī)并列操作的方法準(zhǔn)同步并列手動(dòng)準(zhǔn)同步并列；自動(dòng)準(zhǔn)同步并列優(yōu)點(diǎn)：沖擊電流小，并網(wǎng)后拉入同步快，不會(huì)引起系統(tǒng)電壓降低自同步并列優(yōu)點(diǎn)：并列速度快，但沖擊電流大，要短時(shí)從系統(tǒng)吸收無功，會(huì)引起系統(tǒng)電壓短時(shí)下降。很少應(yīng)用。（用于事故并列）準(zhǔn)同步并列條件準(zhǔn)同期并列的理想條件待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的幅值相等;待并發(fā)電機(jī)頻率與系統(tǒng)頻率相等;斷路器主觸頭閉合瞬間，待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓間的瞬時(shí)相角差為零，即δ＝0°。準(zhǔn)同期條件的實(shí)際條件為·待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的幅值接近相等，其電壓差值不超過（5～10）％額定電壓；待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓間的相角差在并列瞬間接近于零，相角差δ不應(yīng)大于10°；待并發(fā)電機(jī)頻率與系統(tǒng)頻率接近相等，其頻率差不宜超過（0.2～0.5）％額定頻率。ZZQ-5裝置整體介紹裝置組成線性整步電壓的獲得單元

導(dǎo)前時(shí)間脈沖的獲得單元

頻差檢測單元壓差檢測單元得到一個(gè)恒定的導(dǎo)前時(shí)間脈沖，用以保證并列斷路器主觸頭閉合瞬間的相角差δ在0°附近。合閘邏輯單元得到線性整步電壓，便于檢測準(zhǔn)同期條件。檢查待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的頻率差是否在規(guī)定范圍內(nèi)，在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，允許發(fā)合閘脈沖，否則閉鎖合閘脈沖。檢查待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的電壓差是否在規(guī)定范圍內(nèi)，在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，允許發(fā)合閘脈沖，否則閉鎖合閘脈沖。對(duì)上面幾個(gè)單元的輸出結(jié)果進(jìn)行邏輯判斷，滿足準(zhǔn)同期條件時(shí)，發(fā)出合閘脈沖。實(shí)際上，合閘脈沖是與在導(dǎo)前時(shí)間脈沖同時(shí)發(fā)出的。線性整步電壓δ＝0°時(shí)，usy出現(xiàn)最大值；δ＝180°整步電壓出現(xiàn)最小值，uzb的大小反映了相角差大小。uzb的斜率與頻差絕對(duì)值成正比，反映了頻差的大小。線性整步電壓的電壓波形、頂值電壓與us、uG幅值無關(guān)，不包含電壓差信息。導(dǎo)前時(shí)間獲得單元當(dāng)Uout≥Uopt時(shí)，電平檢測電路動(dòng)作，輸出電壓Utdq由高電位翻轉(zhuǎn)到低電位0V；當(dāng)Uout＜Uopt時(shí)，電平檢測電路不動(dòng)作，輸出Utdq保持高電位。導(dǎo)前時(shí)間的調(diào)整導(dǎo)前時(shí)間不隨頻差變化，僅與電路參數(shù)RC值和n值有關(guān)。頻差檢測單元方法：利用比較恒定導(dǎo)前時(shí)間脈沖和恒定導(dǎo)前相角脈沖出現(xiàn)的先后次序來實(shí)現(xiàn)頻差檢測。（180°<δ<360°）檢測原理：恒定導(dǎo)前時(shí)間

：所對(duì)應(yīng)的相角為δt；恒定導(dǎo)前相角所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為tδ；當(dāng)即恒定導(dǎo)前相角比恒定導(dǎo)前時(shí)間后出現(xiàn)時(shí)，有|ωS|>|ωs.set|；頻差不滿足要求；當(dāng)當(dāng)即恒定導(dǎo)前相角比恒定導(dǎo)前時(shí)間先出現(xiàn)時(shí)，有|ωS|<|ωs.set|；頻差滿足要求；即恒定導(dǎo)前相角比恒定導(dǎo)前時(shí)間同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，有|ωS|=|ωs.set|；頻差剛好滿足要求

所以，通過比較

與

出現(xiàn)的先后次序，可以檢查頻差大小調(diào)頻部分調(diào)頻的作用(1)鑒別頻差方向：

當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率高于系統(tǒng)頻率時(shí)，應(yīng)發(fā)減速脈沖；

當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率低于系統(tǒng)頻率時(shí)，應(yīng)發(fā)增速脈沖。(2)頻差過小時(shí)，自動(dòng)發(fā)出合閘脈沖調(diào)頻的要求：1.正確鑒別頻差方向。2.按比例調(diào)節(jié)。3.調(diào)頻脈沖寬度可調(diào)。4.當(dāng)頻差過小（小于0.05Hz）時(shí)自動(dòng)發(fā)加速命令。調(diào)頻部分的組成1.頻差方向鑒別單元。2.調(diào)速脈沖形成單元。0o<δ<180o高低電位電壓差檢測單元設(shè)合閘邏輯單元邏輯電路邏輯框圖及工作原理頻差大于整定值時(shí)頻差小于整定值時(shí)合閘部分整體框圖微機(jī)自動(dòng)并列裝置概述模擬型：一個(gè)滑差周期檢測一次，有時(shí)并列過程太長恒定導(dǎo)前時(shí)間內(nèi)滑差是不變的常數(shù)，即勻速準(zhǔn)則，可能引起較大的沖擊電流。參數(shù)保護(hù)導(dǎo)致誤差大，影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性微機(jī)型：高速運(yùn)算和邏輯判斷能力，可以每周（0.02s)計(jì)算一次；可以采用較為精確的計(jì)算公式，考慮δ加速運(yùn)動(dòng)；并列速度快，裝置技術(shù)性能好。實(shí)現(xiàn)自檢功能，提高裝置的可靠性。微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置同步條件的檢測原理電壓檢測 交流電壓變送器把交流電壓u變成直流U，經(jīng)A/D送入cpu變?yōu)閷?duì)應(yīng)的數(shù)字量DG、DS。設(shè)允許電壓偏差ΔUSET對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為DΔU,當(dāng)|DS－DG|>DΔU時(shí)，不允許合閘信號(hào)輸出；否則允許合閘信號(hào)輸出。DS>

DG輸出升壓信號(hào)，DS<DG輸出降壓信號(hào)。頻率測量 交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波，經(jīng)二分頻后進(jìn)入可編程定時(shí)器計(jì)數(shù)，交流信號(hào)頻率為f=fc/N。把頻率差的絕對(duì)值和允許的頻差進(jìn)行比較，作出是否允許并列的判斷。按發(fā)電機(jī)頻率高于或低于系統(tǒng)頻率輸出減速或增速信號(hào)（在δ[0～180°]區(qū)間內(nèi)按頻差大小調(diào)節(jié)）。導(dǎo)前時(shí)間檢測相角差測量 矩形波的寬度τi與相角差δi對(duì)應(yīng)。（系統(tǒng)電壓方波的寬度τs為已知）δi=(τi/τs)π（τi≥τi－1，0<δ≤π）δi=【2π－(τi/τs)π】＝（2－τi/τs)π(τi≤τi－1，π≤δ≤2π）Cpu從定時(shí)器讀入τi和τs的值，每一工頻周期計(jì)算一次，記錄δi的軌跡。計(jì)及加速度時(shí)導(dǎo)前時(shí)間相角計(jì)算δle=ωditle+(1/2)(Δωdi/Δt)tle

2ωdi=Δδi/Δt=(δi－δi-1)/(2τs)tle=ton.QF+tcΔωdi/Δt=(ωdi－ωdi-n)/(2nτs)（式中因兩計(jì)算點(diǎn)間ωd變化很小）比較|2π－δi－δle|≤ε是否成立，若成立，則給出合閘信號(hào)。若|2π－δi－δle|>ε且2π－δi>δle,則繼續(xù)進(jìn)行下一點(diǎn)運(yùn)算，直到滿足條件為止。微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng) 包括微處理器cpu、EPROM、E2PROM、RAM、定時(shí)器及輸入輸出接口（可編程并行接口）。整定值存放在E2PROM中。Cpu執(zhí)行EPROM中的程序，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至RAM的原始數(shù)據(jù)分析處理，完成各種保護(hù)功能。頻差、相角差鑒別電路鑒別頻差是否符合準(zhǔn)同步并列條件，并作為發(fā)電機(jī)調(diào)速的依據(jù)；計(jì)算理想導(dǎo)前合閘角，不斷搜索相角差等于合閘角的時(shí)機(jī)，發(fā)出合閘命令，使待并發(fā)電機(jī)正好在δ＝0°時(shí)并入系統(tǒng)。電壓差鑒別電路 整定壓差和鑒別電壓差的大小、極性，對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行均壓控制。輸入電路 并列點(diǎn)兩側(cè)的電壓和開關(guān)量信號(hào)（并列點(diǎn)選擇、斷路器輔助觸點(diǎn)（實(shí)測斷路器合閘時(shí)間）、遠(yuǎn)方復(fù)位信號(hào)、面板的按鍵和撥輪開關(guān)）。輸出電路控制類：均頻、均壓、合閘。信號(hào)類：指示裝置異常及電源消失報(bào)警。錄波類：對(duì)反映同步過程的電量如脈動(dòng)電壓和合閘接觸器觸點(diǎn)進(jìn)行錄波。顯示