chapter1-3恒定越前时间并列装置

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四.
恒定越前时间并列装置
电压差检测 由于线性整步电压不载有并列电两侧电压幅值的信息, 所以就无法作为电压差的检测。电压差检测可直接用
U G 和 U X 的幅值进行比较,两电压分别经变压器、整流
桥和一个电压平衡电路后检测电压差的绝对值。当此电 压差小于允许值时发出“电压差合格允许合闸”信号。
第三节
式中
U sLm ——三角波的顶值电压
线性整步电压形成电路由电压变换、整形电路、相敏 电路、低通滤波器和射极跟随器组成。
第三节
(1)
恒定越前时间并列装置
整形电路是将 U G 和 U X 的正弦波换成与主频率和相
位相同的一系列方波,方波的幅值与 U G 、 U X 的幅值无关。
(2)
相敏电路是在两个输入信号的电平相同时输出为高电
S1
T S 2 ,恒定越前相角检测器动作时间 t A 1、 t A 2

之不断加大。 如果将图中 U SLK 按允许滑差 SY 下恒定越前时间 t 的
YJ
相角差 YJ
进行整定,则有如下关系: SY t YJ S t A ,即 t A
SY S
t YJ
第三节
恒定越前时间并列装置
R1

C
U
SL
恒定越前 时间信号

R2
检 测 器
图1-13 恒定越前时间部分
第三节
恒定越前时间并列装置
R1
C
R2
R1
C
U SL
U R2

U SL
C
R2
U R 2
U SL
R1
R2
U R2
a
b
c
图1-14 利用叠加原理求UR2示意图
第三节
U
R2
恒定越前时间并列装置
为图 1-14 输出电压 U R 2 与 U R 2 的叠加。
t
e 2
o
图1-12 全波线性整步电压
第三节
恒定越前时间并列装置
e 0 0 e
线性整步电压的数学描述可用两个直线方程表示为:
U U sL sLm e U U sL sLm e
第三节
六.
恒定越前时间并列装置
频差控制 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。 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。当频率差值较大时,发出的调节量相应大些。 当频率差值小时,发出的调节量也就小些,以配合并列操作的工作。 频率差控制单元可由频率差方向测量环节和频率调整执行环节两部 分组成。前者判别 U G 和 U X 间频率的高低,作为发升速脉冲或减速脉 冲的依据。后者按比例调节的要求,调整发电机组的转速。
当 S 当 S 当 S
SY
SY SY
时 时 时
t A t YJ
t A t YJ
t A t YJ
只有当 t A
t YJ
,即恒定越前相角电平检测器先于越
前时间动作时,才说明这时的 S 小于允许滑差的频率
SY
,从而作出频率差符合并列条件的判断。
第三节
第三节
恒定越前时间并列装置
脉动电压含有同期合闸所需要的所有信
息:电压幅值差、频率差和合闸相角差
但是,在实际装置中,不能利用它检测
并列条件。原因是,它的幅值与发电机 电压和系统电压有关。
第三节
一.
恒定越前时间并列装置
线性整步电压 U sL 指其幅值在以周期内与相角差 e 分段按比例变化的电压,一般呈
在图 1-14(b)中由于电容器 C 的容量很小,容抗很 大,其作用可以忽略,故
U R2 R2 R1 R 2 U SLm


St
R1 R 2

S t 0
在图 1-14(c)中,若 T S
U R 2 U SLm S t R1 R 2 R1 R 2 C dU SL dt
平“1” ,两者不同时则输出为低电平“0” 。
(3)
U SL
滤波电路和射极跟随器输出。为了获得线性整步电压
与相角差 e 的线性关系,采用 LC 滤波器平滑波形,为了提高
整步电压信号的负载能力,采用射极跟随器输出。
第三节
恒定越前时间并列装置

二. 恒定越前时间 恒定越前时间部分是由R、C组成的比例-微分回路和电 平检测器构成
第三节
(一)
恒定越前时间并列装置
U
X
滑差方向的检测原理
UG
S 0
U SL
当 f G f X , S 0 时,在相 角 e 自 0º运动到 180º的
过程中, U G 始终超前 U X ;
UG
e
源自文库e
S 0


0
e
a
b
相当
f G f X , S 0 时, e 在
使电压差条件符合并列的要求。

构成框图与频率差控制的相似,由电压差方向测
量环节和脉冲展宽电路组成。
SLm

R2
U R 2
R2 R1 R 2
U SLm
即:


S t YJ
U
SLm
S



R1 R 2 R1 R 2
1
C
R2 R1 R 2
U
SLm
1
S t YJ
S R 1C
S t YJ S R1C 0
t YJ R1C
第三节
UG
UX
恒定越前时间并列装置
t
t
增速
t
减速
t
U SL
0
50


t
图 1-20
频差控制波形图
第三节
2.
恒定越前时间并列装置
越前鉴别
判定 U G 和 U X 谁是越前电压。输入信号为 U G 和 U X 的方波。在
越前相角 为 0~π 区间内,当 f
e
G
fX
时,越前鉴别的增速脉冲回路
三角形波形。其特点如下: 当 e G X 在 0 ~ 区间时, 当
e
U sL 与 e 成反比
0 时, U
sL
为最大值 U sLm ,
在 ~ 0 区间时, U sL 与 e 成正比, 由此可见, U sL 与 e 之间是分段的比例关系,与 U G 和 U X 无关
输出一系列正脉冲, ,若 f
G
fX
,则越前鉴别的减速脉冲回路输出一
系列正脉冲。从而可以判别滑差的方向。
3.
比例调节
在每一个滑差周期内发一次宽度恒定的增速或减速脉冲,均频 脉冲时间的占用率与频差成正比,称为比例脉冲调节制。
第三节
七. 压差控制
恒定越前时间并列装置
在并列操作过程中,自动调节待并发电机的电压,
为恒定越前时间。图 1-15 U
表示在不同的滑差周期下,越 前时间能够恒定的示意图。
t A1
TS1
t A2
TS 2
t
图1-16 恒定越前相角电平检测器工作原理图
第三节
三.
恒定越前时间并列装置
滑差检测 利用比较恒定越前时间电平检测器和恒定越前相角电平检测器的 动作次序来实现滑差检查,如图 1-16 所示。恒定越前相角电平检 测器输入 U SL ,当 U SL 等于或大于 U SLK 时,检测器动作,输出低电 平,滑差减小,即 T
五.
恒定越前时间并列装置
合闸信号控制逻辑
并列装置的合闸控制逻辑框图可以表示为图 1-17。
U tYJ
U sLK
非门
与门
Y1
S
双稳记忆
SZ
与门
动作合闸
U U U U
U
Y2
图1-17 合闸控制逻辑框图
第三节
恒定越前时间并列装置
当并列条件检测元件测得的信号均符合允许并列时,即频率 差、电压差都在允许范围内,当越前时间信号 t YJ 测得的瞬间, 就发出合闸控制信号; 当不符合并列条件时,即频率差或电压 差两个条件中任一条件不符(超出允许值) ,它就发出闭锁信 号,阻止 tYJ 信号输出,不让发出合闸信号,即不允许并列。

R1 R 2
C
,则

S t 0


R1 R 2 R1 R 2
C
第三节
恒定越前时间并列装置
R2 R1 R 2 U SLm
在 S t 0 区间,若电平检测器翻转电平为 翻转时间为 t YJ ,则动作的临界条件为: U
R2 R1 R 2 U
第三节
恒定越前时间并列装置
t YJ
t YJ
电平检测器反转瞬间的 t YJ 值 U SL 与 S 无关, 而是仅与 R1 及 C 的 数值有关的常量,右端的负号 表示与所取时间标尺 的方向 相反,即为“越前”时间,故
t YJ
U R2
t
t
U R2
U SL
SLK
U R2
图1-15 恒定越前时间电平检测器原理示意图
图 1-18
滑差方向的检测原理图
自 0º运动到 180º的过程中, U 始终超前 U ,因此,要判断 的方向,
X
G
S
只需在 e 自 0º运动到 180º的过程中的任一时间,看 U 和 U 谁超前谁滞
G
X
后就可以了。 U SL 的下倾侧就是所要求的鉴别区间,这区间的任一点都 可用来进行越前鉴别。
第三节
(二) 1.
恒定越前时间并列装置
频差控制框图 区间鉴别
U G 、 U X 方波
减速 与门
越前鉴别
Y5
减速脉冲 增速脉冲
区间鉴别只 在
e
增速 与门
Y6
50

时发一
U
SL
个宽度恒定的脉 冲 使 与 门 Y5、 Y 6
区间鉴别
e 50

图 1-19
频差控制框图
开放一段时间, 发出调速脉冲。其余时间 Y5、 Y 6 被闭锁,不乏调速脉冲,如图 1-19 所示。
第三节
X
U
G
恒定越前时间并列装置
U
X
U U
sL
sLm
G
e

0

e
a
b
图 1-11 线性整步电压与相角差的关系
第三节
uG
o
恒定越前时间并列装置
uG
a
ux
ux
t
uG
o
b
t
ux
o
u
y
c
t
o
d
t
U
sLm
u sL
o

o

e
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