水电站微机自动准同期装置原理与设计论文
微机型自动准同期装置在电力系统中的应用
微机型自动准同期装置在电力系统中的应用[摘要][关键词]字体：[大中小] 已阅读 904 次我要打印 IE收藏文章分页：微机型自动准同期装置在电力系统中的应用[摘要]本文以SID—2C型微机同期控制器为例，通过实例分析，详细介绍了同频并网和差频并网这两种常见模式的基本概念，以及微机型自动准同期装置的基本原理及基本控制方式，为今后更好地应用该装置奠定了良好的基础。
[关键词]自动准同期同频并网差频并网系统并列操作1 概述发电机并入系统，两个不同系统并列，或一个系统分解为两部分，通过输电线路再连接等，所实施的操作称之为同步并列操作。
随着电力系统容量及发电机单机容量的不断增大，不符合同步并列条件的同步操作会带来极其严重的后果，可能引起发电机组损伤甚至系统的瓦解。
在发电厂，发电机在并入系统前与其他发电机组和电力系统是不同步的，存在着频率差、电压差和相角差。
通过同步操作，将发电机组安全、可靠、准确快速地投入，从而确保系统的可靠、经济运行和发电机组的安全。
在变电站或发电厂网控中，同步操作主要解决系统中分开运行的线路断路器正确投入的问题，实现系统并列运行，以提高系统的稳定、可靠运行及线路负荷的合理、经济分配。
2 电力系统并网的两种情况目前，电力系统的并网方式按两并列系统之间的关系可分为两种情况: 差频并网方式和同频并网方式。
2.1差频并网方式差频并网是指在发电厂中，发电机与系统并网或已解列两系统间联络线的同步并网，它们是两个电气上没有联系的电力系统并网。
其特征是在同步并列点处两侧电源的电压、频率均可能不同，且由于频率不相同，使得两电源之间的功角（电压相位差）在不断变化。
进行差频并网是要按准同期条件实现并列点两侧的电压相近、频率相近时，捕获两侧电压相位差为零的时机来完成的平滑并网操作。
2.2差频并网条件分析差频并网的电压相量分析如图1所示同步并列前的断路器两侧电压为:发电机侧电压: UG = UGmsin(ωGt+φoG )系统侧电压: US = USm sin(ωSt +φoS)上两式中:UGm——待并发电机的电压幅值；USm——运行系统的电压幅值；UG——断路器待并发电机侧的电压;US——断路器运行系统侧电压;ωG——待并发电机的角频率;ωS——运行系统的角频率;φOG——待并发电机电压的初相角;φOS——运行系统电压的初相角由图1（b）的电压相量分析知，断路器并列的理想条件为:（1）两电压幅值相等，即UGm=USm;（2）两电压角频率相等，即ωG= ωS; 或两电压频率相等，即fG=f S;（3）合闸瞬间的相角差为零，即φ=0°。
准同期装置
MAS-2型微机自动准同期装置在我厂的应用作者：曾玉章上传：water 来源：网易行业 2005-11-16 00:001 引言在电力系统中，有些被称为同期点的断路器在进行合闸操作时，断路器的两端都有可能因由不同的电系统供电而带电。
此时，就必进行一系列的操作，最终才能将断路器合闸。
这一系列的操作加上断路器合闸操作统称为并列操作。
同期点的并列操作时电力系统中一项主要的操作内容。
因为断路器的两端均有电源，若同期点断路器的合闸时机不适当，两端的电参数相差较大，就将会引起断路器爆炸甚至整个电力系统稳定破坏而导致崩溃，发生大面积停电的重大恶性事故。
我厂以前采用的手动准同期装置基本上也能将同期点断路器的合闸时间控制在一定的范围之内。
但在一下方面存在一定缺陷：a、没有自动选择时机的功能，合闸时机很难把握，所以对操作人员的要求较高，经常出现操作人员多次合闸不成功的事件。
b、合闸时机随意性大。
只要操作人员合闸瞬间在同期装置的允许范围之内，断路器就能合闸。
但断路器由于有机械和电气传动延时和断路器的固有合闸时间，很可能断路器的合闸时实际上已经不在并列操作的允许范围之内，从而造成非同期合闸，对断路器、发电机以及电系统造成冲击。
c、不能自动调节。
对于发电机的各项电参数，必须由操作人员进行手工调节。
特别是频率（转速），必须由主控室运行人员与汽轮机操作室相互联系协调好，才能进行调节。
这使得一个发电机的并网操作往往需要半个多小时才能成功。
d、原有的手动准同期装置至投运至今已经近30年，继电器已严重老化，可靠性已大大降低。
基于以上的原因，我们采用一种能自动调节各种电参数，在条件满足的情况下，自动发出合闸脉冲指令的微机智能型准同期装置已势在必行。
2 自动准同期装置的原理众所周知，电力系统中任一点的电压瞬时值可以表示为u=Umsin(t+φ)。
可以看出，同期点断路器并列的理想条件就是断路器两侧电压的三个状态量全部相等，即待并系统电压UG和大系统电压UX两个相量完全重合并且同步旋转。
自动准同期并网装置的研究与设计
自动准同期并网装置的研究与设计【摘要】本文介绍了准同期并网原理及非同期并网的危害，研究设计了一种PLC控制的自动准同期并网装置，该装置利用PLC系统实时采集差频三角波电压，以PLC的平均扫描周期作为差频电压采样周期的计时单位，根据相似三角形原理对合闸超前时间进行计算，快速、准确地捕捉合闸时机，实现发电机的自动准同期并网操作。
【关键词】自动准同期；非同期；可编程序控制器1.引言在电力系统运行操作中，发电机的并网操作是一项非常重要的工作。
随着我国电力行业的快速发展，发电机组单机容量的不断增大，机组控制系统自动化水平的日益提高，对发电机同期系统的要求也越来越高。
如果同期系统出现问题，将有可能造成机组的非同期并网，这会对价值数千万元的发电机组造成严重的损伤。
自动准同期并网装置正是为了保证安全、快速地实现同期并网操作而设计的一种电力系统自动化装置，它的首要功能是实现同期并列操作在符合同期并列条件时迅速并且准确的完成，尽量减小并网操作给电网和发电机带来的冲击。
准同期装置执行并网操作的准确性和及时性是衡量准同期装置性能的重要指标。
早在同期装置出现以前，准同期并网合闸主要是依靠操作人员借助于各种仪表手动进行。
这就要求操作人员熟练地对各种仪表配合使用，无疑对于操作人员的经验及熟练程度提出了较高的要求，更重要的是手动并网根本无法实现机组的自动启动和并列操作。
模拟式准同期装置的出现改善了手动准同期装置的缺陷，但是模拟式自动准同期装置原理粗糙，经常发生误并列根本无法满足快速、准确、稳定的要求。
伴随科学技术的进步，模拟式准同期装置逐渐被微机式准同期装置取代，微机式准同期装置与模拟准同期装置相比极大地提高了准同期装置的各项性能指标和并网的准确可靠性[1]。
准同期装置性能的提高对电网安全平稳运行和节约能源都是至关重要的，因此研究设计快速、准确、稳定的准同期并网装置具有重大的理论和现实意义。
2.非同期并网的危害在图1所示的两个独立电源组成的双电源网络中，利用联络线L的断路器2DL进行同期并网。
小型水电站综合自动化系统设计与研究模板论文实例
广东工业大学华立学院(填所在学院名)本科毕业设计（论文）[填公选课课堂论文]小型水电站综合自动化系统设计与研究论文题目小型水电站综合自动化系统设计与研究系部机械电气学部专业电气工程及其自动化班级填14标准化X班09电气5班学号填所在标准化班序号12030905035学生姓名谢晓珊指导教师丁延林摘要我国水利资源十分丰富，水电发展十分迅速，但是其中相当一部分小水电站仍然存在运行时间长、设计保守、装置落后等问题，严重影响了小水电站的运行可靠性与经济效益，进而影响小水电站建设成本的回收。
随着计算机及电子信息技术的迅猛发展，技术先进、性能可靠地微机综合自动化系统开始得到了广泛的应用，因此，研制一套能满足中小型水电站计算机监控需求的系统以提高水电站技术和管理水平，具有重要的实际意义。
水电站计算机监控系统是一门设计自动控制原理、计算机网络基础、数字图像处理等学科，并能对水电站进行实时监控和管理的重要技术。
论文依据自动发电的控制要求，对典型的二级水电站计算机监控系统进行了结构的配置和方案的设计。
系统采用分层分布式的结构体系将整个监控系统分成电站层、现地控制层两层。
同时，依据小型水电站自身的特点，在设计时对电站控制层主控设备和现地设备单元之间的通讯，以及保护测控装置与机组见的通信采用CAN总线网络；其他智能设备与机组间的通信均采用RS485/RS232网络。
现地控制层的设计中采用了以EDCS-7340和PLC为核心，并辅之于各种自动化仪表，来完成对本地机组的控制和调节。
上位机的监控画面的设计选用功能强大的工控组态软件——组态王6.55通用版，完成了对水电站监控系统的各种监控界面设计等功能。
关键词：小型水电站，计算机监控，现地控制单元,可编程逻辑控制器AbstractThe water resource of China is very rich, the development of hydropower is also comparatively rapid. However, there are some problems in many small hydro-electric power stations, such as the running time is long, the design is conservative, the installation is backward. All of these problems made serious impact on economic efficiency. Besides, with the rapid development of computer and electronic information technology, advanced and reliable synthetical automation system has been applied widely. Therefore, design and research a suit of computer monitoring and control system which can meet the demand of small and medium-sized hydropower to improve the technology and management level has an important practical significance.The hydropower station computer monitoring and control system is such a kind of technology which involves automatic control theory, computer network, digital image processing etc, and which can also realize the real-time monitoring and management of hydropower station. According to the automatic generation control requirement of hydropower station, the paper finished computer supervisory control system design of a secondly small typical hydropower station .Through adopting the hierarchical and distributed control system structure, the hydropower station control system can be divided into centralize control layer and local control unit layer. According to the characteristic of small hydropower station, we adopt CAN bus network in the design of the communication between the power station control layer master equipment and the local master control unit, and in the measurement and control devices with the local control unit. While in other intelligent devices we adopt the traditional RS485/RS232 network. In the design of local control unit, we adopt EDCS-7340 and PLC, complemented by a variety of automated instrumentation to realize the local control unit control and adjusting. In the design of the supervisory computer section, we adopts the powerful industrial control configuration software-Kingview6.55 universal edition to complete hydropower station monitoring system monitoring interface design and other functions.Keywords: Small Hydropower Station, Computer Supervisory Control System, Local Control Unit, Programmable Logic Controller目录1绪论 (1)1.1水电站自动化技术发展 (1)1.2水电站综合自动化系统的意义及应用 (2)1.3水电站计算机监控系统的任务 (3)1.4本课题的目的和内容 (4)1.5 小结 (5)2小型水电站计算机监控系统总体设计 (6)2.1设计的概述 (6)2.1.1 某二级小水电站的基本情况 (6)2.1.2小型水电站自动化控制系统设计要求 (7)2.1.3 小型水电站计算机监控系统结构 (8)2.2水电站计算机监控系统的组成 (9)2.2.1 基础层 (10)2.2.2 机组现地单元（LCU）的结构和功能 (10)2.2.3 机组现地单元中PLC控制系统设计 (11)2.2.4 电站层的监控部分设计 (12)2.2.5 电站保护部分的设计 (12)2.3水电站计算机监控系统软件设计 (13)2.3.1 水电站监控系统组态软件 (13)2.3.2 计算机监控系统结构 (14)2.3.3 计算机监控系统数据流向 (14)2.4水电站计算机监控系统实现的功能 (15)2.5 小结 (16)3 机组现地控制单元的设计与研究 (17)3.1 机组LCU的功能 (17)3.2 机组PLC微机控制器的选择 (18)3.3 水电站对各LCU的功能要求 (21)3.3.1数据采集的功能 (21)3.3.2 数据处理功能 (21)3.3.3 安全运行监视 (21)3.3.4 控制与调节功能 (22)3.3.5 数据通信 (22)3.3.6 事故停机处理功能 (23)3.3.7 自诊断功能 (23)3.4 机组LCU的主要控制设备 (23)3.4.1 PLC地址分配 (23)3.4.2 PLC的选型 (24)3.4.3 现地触控屏的选择 (25)3.4.4 测速装置的选择 (25)3.4.5 测温装置的选择 (26)3.4.6 同期装置的选择 (26)3.5 EDCS-7340综合自动化系统的结构和功能配置 (26)3.5.1 EDCS-7340综合自动化系统的结构 (26)3.5.2 EDCS-7340综合自动化系统的功能配置 (26)3.6 机组控制流程 (27)3.6.1 机组开机流程 (27)3.6.2 机组停机流程 (29)3.6.3 事故停机控制 (30)3.6.4 紧急停机 (30)3.7 小结 (30)4 上位机软件的设计 (30)4.1 定义外部设备变量 (31)4.1.1 数据库的作用 (32)4.1.2 数据词典中变量的类型 (32)4.1.3 定义数据词典 (33)4.2 建立监控画面组态图 (34)参考文献 (35)1绪论为了适应自动化发展和电力体制的改革需要，水电站综合自动化系统具有越来越重要的作用。
同期装置(原理及应用)
同期装置同期装置的说明：电力系统运行过程中常需要把系统的联络线或联络变压器与电力系统进行并列，这种将小系统通过断路器等开关设备并入大系统的操作称为同期操作。
所谓同期即开关设备两侧电压大小相等、频率相等、相位相同，同期装置的作用是用来判断断路器两侧是否达到同期条件，从而决定能否执行合闸并网的专用装置。
同期装置的分类：同期装置分为自同期装置和准同期装置。
自同期并列是指将发电机升至额定转速后，在未加励磁的情况下合闸，将发电机并入系统，随即供给励磁电流，由系统将发电机拉入同步。
自同期并列有很多优点：（1）合闸迅速，自同期一般只需要几分钟就能完成，在系统急需增加功率的事故情况下，对系统稳定具有特别重要的意义；（2）操作简便，易于实现操作自动化；（3）因为在发电机未加励磁电流时合闸并网，不存在准同期条件的限制，不存在准同期法可能出现的问题，自同期并列因为电机不加励磁，所以电机电枢出口没有电压，（严格说来，有残磁感应的残压，但数值很小，一般低压小型电机残压在（2～4）%U N之内）这就消除在未同期情况下错误合闸而产生损坏发电机的危险性；（4）便于小水电站的自动化：随着自动化技术的推广，小型电站的自动化要求也日趋迫切。
小水电自动化的关键环节之一是并列自动化。
当前，准同期自动并车装置虽然日见完善，但经济性和技术要求仍未能适应当前农村小水电的技术水平和经济条件的要求，而自同期并列却易于满足。
这有利于小水电自动化程度的提高准同期装置：准同期并列是指待并发电机升至额定转速额定电压后并且满足：1发电机电压幅值与电网电压幅值相等，2发电机频率与电网频率相等，3断路器合闸瞬间发电机电压与电网电压相角差为0.时操作断路器合闸使发动机并入电网。
一、自动准同期装置1、组成：（1）频差控制单元，它的任务是检测发电机电压与电网电压间的滑差角频率且调节发电机转速，使发动机电压频率接近系统频率。
（2）电压控制单元，它用于检测发电机与电网之间的电压差，且调节发电机的电压，使它接近电网电压。
微机同期控制装置的原理与整定
微机同期控制装置的原理与整定作者：周玉彩一、SID-2C 系列微机同期控制器的工作原理1、电力系统并网的两种情况并网的确切定义：断路器联接两侧电源的合闸操作称之为并网，并网有以下两种情况：1）差频并网：发电机与系统并网和已解列两系统间联络线并网都属差频并网。
并网时需实现并列点两侧的电压相近、频率相近、在相角差为0度时完成并网操作。
2）同频并网：未解列两系统间联络线并网属同频并网（或合环）。
这是因并列点两侧频率相同，但两侧会出现一个功角δ，δ的值与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。
这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时即可实施并网操作。
并网瞬间并列点断路器两侧的功角立即消失，系统潮流将重新分布。
因此，同频并网的允许功角整定值取决于系统潮流重新分布后不致引起新投入线路的继电保护动作，或导致并列点两侧系统失步。
2、差频并网合闸角的数学模型准同期的三个条件是压差、频差在允许值范围内时应在相角差ϕ为零时完成并网。
压差和频差的存在将导致并网瞬间并列点两侧会出现一定无功功率和有功功率的交换，不论是发电机对系统，或系统对系统并网对这种功率交换都有相当承受力。
因此，并网过程中为了实现快速并网，不必对压差和频差的整定值限制太严，以免影响并网速度。
但发电机并网时角差的存在将会导致机组的损伤，甚至会诱发后果更为严重的次同步谐振（扭振）。
因此一个好的同期装置应确保在相差ϕ为零时完成并网。
在差频并网时，特别是发电机对系统并网时，发电机组的转速在调速器的作用下不断在变化，因此发电机对系统的频差不是常数，而是包含有一阶、二阶或更高阶的导数。
加之并列点断路器还有一个固有的合闸时间t k ，同期装置必须在零相差出现前的t k 时发出合闸命令，才能确保在ϕ=0︒时实现并网。
或者说同期装置应在ϕ=0︒到来前提前一个角度ϕk 发出合闸命令，ϕk 与断路器合闸时间t k 、频差ωs 、频差的一阶导数dt d s ω及频差的二阶导数2s 2dtd ω等有关。
同期装置的原理及应用
同期装置的原理及应用1. 同期装置的定义同期装置是一种用于控制电机、发电机或其他电气设备的装置，通过合理调节电源的频率和相位，使电机或发电机的运行状态与其他设备保持同步。
它能够提供稳定的电源以供设备运行，并保证设备间的协调运行，广泛应用于工业生产和电力系统中。
2. 同期装置的原理同期装置的原理基于电力系统的三个核心要素：电源、负荷和线路。
其主要原理如下：2.1 频率同步同期装置通过监测电力系统中的电压频率，调节电源的输出频率使其与系统频率保持一致。
这可以通过使用负反馈控制环路来实现。
当电源频率偏离设定值时，同期装置会通过控制电源的输出频率来使其回到设定值，从而实现频率同步。
2.2 相位同步除了频率同步外，同期装置还需要保证电源的输出相位与电力系统中的相位一致。
相位同步是通过比较电源输出的电压与系统电压的相位差，并通过控制电源的调相电路来实现。
调相电路可以改变电流的相对相位，从而使电源的输出相位与系统相位保持一致。
3. 同期装置的应用同期装置广泛应用于许多领域，以下是几个主要的应用领域：3.1 发电系统在发电系统中，同期装置用于保持发电机与电网的同步运行。
它可以控制发电机的输出频率和相位，使其与电网保持一致。
这样可以保证电网的供电稳定性，并且方便发电机的并网运行。
3.2 电动机控制同期装置在电动机控制中起着重要作用。
它可以控制电动机的旋转速度和相位，使其与其他设备同步工作。
这对于需要精密协同控制的工业生产过程非常重要，可以提高生产效率和产品质量。
3.3 照明系统同期装置也可以用于照明系统，特别是对于需要高亮度和稳定性的场所。
通过同期装置的控制，可以实现多个灯具之间的亮度和颜色的均衡，提供舒适的照明环境。
3.4 电力调度在电力系统的调度中，同期装置被广泛应用于协调不同发电机组的运行。
它可以控制发电机组的输出频率和相位，使其与其他发电机组同步运行，从而保持整个电网的平衡。
这对于提高电网的稳定性和可靠性非常关键。
电力系统同期装置
I(·)ch=(U(·)G-U(·)S)/jX?d=ΔU/jX?d （1）
从上式可以得知
1） 如果待并侧与系统侧的频率差、
电力系统同期原理及同期装置的应用
作者:胡东旭 永安电厂
摘要:电力系统对同期并列操作有很高的要求, 如果操作不当或者误操作，将产生很大的冲击电流，轻则引起系统电压波动，重则导致系统震荡，损坏电力设备，危及电力系统的稳定运行。为此,本文将对同期原理和同期装置应用作一阐述。
2）半自动准同期。
该方式是由运行人员手动对电压和频率进行调节，当符合并列条件时，同期装置自动进行检查并发出合闸脉冲的一种同期方式。
3）自动准同期。
对电压，频率进行自动跟踪，并由同期装置自动进行分析计算，并且发出调节指令给控制设备，当满足合闸条件时自动发出合闸脉冲，自动完成同期并列操作。
永安电厂是一个运行了几十年的老厂，修建时自动化技术还比较落后，采用了手动准同期的并列方式。其手动准同期靠ＤＴ－１３型电磁式同期继电器和组合式同期表实现。
DT-13型同期继电器具有两组电压线圈，待并侧与系统侧的采样电压分别各接一组线圈。线圈共用一个铁心，且铁心中的磁通与断路器两侧的电压差ΔU成正比。如果ΔU不符合并列条件，ΔU达到继电器的动作电压UOP时，继电器常闭触点断开，闭锁合闸回路。当ΔU达到返回电压URE时，继电器常闭触点闭合，接通合闸回路。当频率差越大时，相位差的变化越快，继电器常闭触点闭合的时间越短。只有频率差小到一定程度，相位差变化才会足够慢，继电器常闭触点闭合时间才能足够长，才能保证合闸成功。这种继电器能检测电压差、频率差和相位差，是简单有效的同期检查装置，在小型发电厂有广泛的应用。
自动准同期装置原理
自动准同期装置原理自动准同期装置（Automatic Time and Frequency System）是一种用于电子设备的时钟同步和频率校准的系统。
它在许多应用中起着至关重要的作用，包括通信、计算机网络、卫星导航等。
本文将介绍自动准同期装置的原理和工作方式。
一、引言自动准同期装置是一种采用高精度的时钟信号来确保不同设备运行的时间和频率一致的系统。
它通过精确测量和比较信号的延迟时间和频率偏差来实现。
二、原理自动准同期装置的原理基于两个关键概念：时钟同步和频率校准。
1. 时钟同步时钟同步是指不同设备的时间保持一致。
自动准同期装置通过分析各个设备发送的时间标记信号，测量不同设备之间的延迟，并进行必要的调整来实现时钟同步。
自动准同期装置通常使用GPS（全球定位系统）或其他高精度时间源作为参考。
它接收到参考时间源的信号后，通过内部时钟来产生一个准确的时钟信号，并将该信号分发到各个设备。
每个设备在接收到准确的时钟信号后，将其应用于本地时钟，使得各个设备的时间保持一致。
2. 频率校准频率校准是指不同设备的频率保持一致。
自动准同期装置利用参考信号的频率信息和接收设备的频率进行比较，测量频率的偏差，并进行必要的校准。
自动准同期装置通常使用高精度的原子钟或其他精密的频率源作为参考。
它接收到参考频率源的信号后，通过内部频率源来产生一个准确的频率信号，并将该信号分发到各个设备。
每个设备在接收到准确的频率信号后，将其应用于本地时钟，使得各个设备的频率保持一致。
三、工作方式自动准同期装置的工作方式可以简单概括为以下几个步骤：1. 接收参考信号：自动准同期装置通过接收参考时间源或参考频率源的信号来确定参考值。
2. 产生准确时钟信号：自动准同期装置使用内部的时钟和频率源来产生一个准确的时钟信号。
3. 分发信号：自动准同期装置将产生的准确时钟信号分发到各个设备。
4. 同步和校准：每个设备接收到准确时钟信号后，在自动准同期装置的控制下，进行时钟同步和频率校准。
水电站微机自动准同期装置的原理与设计
119科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 动力与电气工程电力系统由发电、用电和输电等主要部分组成,其中发电机组向系统提供基本电源是发电。
需要进行一系列的操作才能把发电机投入到电力系统中并列运行,称为同期操作或并列操作,使这一操作得以实现的装置被称为同期装置。
它是一个非常重要的操作,机组没有它就不能稳妥地并入系统,同时必须满足一定的条件机组才能并网,否则就会造成很严重的后果。
随着对水电站综合自动化程度要求的提高,设计、改造更多水电站按“无人值班,少人值守”进行,这样对水电站综合自动化的要求也就更高,其中水电站中同步发电机快速并网的实现采用的主要控制手段为微机自动准同期装置,是保证系统安全稳定运行、机组故障时快速投入备用机组、节约机组并网前空载能耗的重要保障。
1 手动准同期与自动准同期装置对比同期点断路器的合闸时间能被手动准同期装置控制在一定的范围之内,但在以下三个方面还存在一定缺陷。
一是选择时机时不能自动完成,因操作人员很难把握合闸时机,所以对工作技能有较高要求,但是在操作人员在合闸时仍会有多次不成功的现象经常出现。
二是具有随意性大的合闸时机,断路器不超过同期装置的允许范围。
但由于断路器的固有合闸时间无法与电气和机械传动的延时配合,实际上断路器的合闸时间很可能已经超过了并列操作的允许范围,从而造成非同期合闸,对电系统、断路器以及发电机造成冲击。
三是自动调节不能实现。
操作人员必须手动调节各项参数,尤其是频率(转速)只有在机电人员联系协调好主控室人员的情况下才能调节。
这使得发电机往往需要较长时间才可以完成并网操作。
综上所述,为自动调节各种电参数,合闸脉冲指令在条件满足的情况下可自动发出,通常在与系统进行并网操作时采用微机自动准同期装置。
2 自动准同期装置的基本条件和设计原则在电力系统的二次回路中应用自动准同期装置,可实现待并发电机组投入到电网后成功运行。
燕子桥水电站微机自动准同期装置及其应用
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２ Ｓ 一 １Ｃ型 双微 机 自动准 同期 装置 Ｊ ２ 的 主要 性 能
本 站 Ｓ 一 １Ｃ型 双 微 机 自动 准 同期 装 置 除 具 有 Ｊ ２
击 电流应尽可能小 ， 其瞬时最大值不超过 １ ２倍额定 ～ 电流 ； 电机组 并入 电网后 ， 能 迅速 进入 同步 运行 状 发 应 态 ， 暂态 过程 要短 ， 其 以减小 对 电力 系统 的扰 动 。因此 准同期并列要求在合闸前 应同时满足 以下 四个条件 ： ①确保待并发电机和系统 的相序相 同； ②发 电机和系 统的频率差小 于允许值 ， 一般最大不超过 ± ． ｚ③ ０２Ｈ ； 电压 幅 值 差 小 于 允 许 值 ， 般 应 在 １％ 额 定 电压 以 一 ０ 内； ④并列断路器合 闸时 ， 相角差趋于零 ， 通常不宜超 过 １。 ０ 。若待并发电机满足上述 四个 要求 ， 可以实 则 现合 闸时冲击电流很小 ， 迅速进入 同步状态。装置在
燕 子 桥 水 电站 微 机 自动 准 同期装 置 及 其 应 用
刘 新 火
（ 湖北芭蕉河（ 团） 集 鹤峰县燕子桥水 电开发 有限公司 ， 湖北 鹤峰 ４５０ ） ４ ８０
摘要： 介绍了燕子桥水电站微机自动准同期装置的性能、 硬件系统结构及软件框图， 装置 自投运以来， 运行稳定、 可靠，
浅谈SJ-12D自动准同期装置的原理及在漫湾电厂的应用
【 关键词 】 自 动准 同期 ； Ｓ Ｊ 一 １ ２ Ｄ ； 同期合 闸； 无压合 闸； 应用
【 中图分类号 】 Ｔ Ｍ７ ６ ２
【 文献标识 码 】 Ａ
【 文章编号 】 １ ０ ０ ６ — ４ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ 一 Ｏ ｌ １ ５ 一 Ｏ ２
ห้องสมุดไป่ตู้
ｔ ｙ ｐ ｅ ２ ， 此 时 为 防止 对 机 组 倒 送 电 ， ３ － ＇ Ｕ ｓ大 于 等 于 ５ ０ Ｖ且 Ｕ ｇ 小于等于 ５ ０ Ｖ禁止机组无压舍。
时， 为加 速 并 网过 程 ， 没有 必要 对 压 差 和 频 差 的 整 定 限 制 太 严 格。 因此 ， 在 实 际并 列 操 作 中 ， 并 列条 件 允 许 有 一 定 的偏 差 ， 只
３ ． １ 硬 件框 图
ｊ‘ 拿 业 ＂ Ｗｔ ａ ｒ ‘ ｝ ‘ ‘ 拿 ‘ ｝ 逝 Ｉ 业 窖 章业 啦
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机 组侧 断路 器 均 选择 为机 组 型 ， 机 组 型 断路 器存 在 调 频 、 调 压
一
相等 ； 待 并侧 电压 与 系统 侧 电压 幅值 相 等 ； 待 并侧 与 系统侧 相
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定 的 无功 功 率和 有 功 功 率 的 交换 。 电 网 和发 电设 备 。 一 般 都 具 有 承 受一 定功 率 交换 的 能 力 。 相比而言， 相 角差 的 存 在 会 给
微机自动准同期装置的研究与设计
Ｖｏ．６Ｎｏ２ １１ ． Ｊｎ ２０ ．０ ２ ｕ
输 出单 元经 “ 后 由继 电器输 出 。硬件 上每 个 Ｃ Ｕ 板上 调频 、 压 、 与” Ｐ 调 闭锁 、 报警 信号 闭锁 合 阐
信号。
收稿 日期 ：０ ２—０ ２０ ２—０ １ 作者 简介 ： 世 军 （９ ０一） 男 ， 东 省 济南 市 人 ， 许 １７ ， 山 大学 本 科 ， 程 师 ， 工 主要 从 事 自动 化 设 备 研 究 。
２
山 东
轻
工
业
学
院
学பைடு நூலகம்
报
第 １ ６卷
１ ４ 软件 中装 置采 用压 差 、 差 、 ． 频 频率 变化 率 ， 大相 角 、 小 相角 同时 闭锁 合 阐 回路 。 最 最
１ ５ 装置 具有 检 、 ． 断线监 视 、 障报警 的功 能 。 故 １６ 并 网过程 除本地 和 上微 机操作 外 ， 可 由开 关量 操作 。 ． 也 １７ 通过装 置 的工作 方式 选择 可使 发 电机 工作 于准 同步方 式 也可 以工 作 于 自同步方 式 。 ． １ ８ 各种控 制 参数均 可 独立设 置 ， ． 参数 可就 地或 远程 修改 。 １９ 调频 、 ． 调压 均可单 独 设置 为投 入和退 出状 态 ， 频 退 出 并不 表 示 并 风时 装 置 发 出合 阐脉 调 冲不受 频差 限制 ， 而是 不 由本装 置发 出调 频脉 冲 ； 同理 调压退 出也是 如此 。 １ １ 调频 、 ．０ 调压 采用模 糊 控制尽 快促 成 同期 条件 的到 来 ， 糊控 制系 统 通 过 设 置调 频 、 压 模 调 系数来 完成 。 １ １ 并 网后 显 示“ ．１ 断路 器 操作 回路 实际合 阐时 间” １ １ 装 置 能 向上 微机 适 时传送 并 网过程 中 的信息 。 ．２
微机自动准同期装置在石家庄市农村水电站的推广应用
小水电2017年第2期（总第194期）河北省水力发电工程学会2017年学术交流论文微机自动准同期装置在石家庄市农村水电站的推广应用辛鲁，李广晶(石家庄市水电及农村电气化发展处，河北石家庄050021)摘要：河北省石家庄市有相当数量的农村水电站的设备陈旧，仍沿用20世纪七八十年代的产品，自动化水平低，采 用人工并网，能耗大且存在较大的隐患。
采用在电站现场安装自动化准同期装置与原设备对接并针对性进行调测的手段可 提升原设备的自动化水平，实现小型水电站自动并网。
关键词：农村水电站；微机自动准同期装置；应用1概述河北省石家庄市当前农村水电站大多建于20 世纪七八十年代，设备老化、技术陈旧、自动化水 平低、运行工况差、效率低，电站安全隐患突出。
按照水利部《农村水电技术现代化指导意见》，石家庄市对全市水电并网设备进行自动化升级改造，单台机组的改造费用平均只需5 000元，即可将原 来的手工操作升级为微机自动准同期并网。
石家庄市现有农村水电站49处，总装机容量 33 488 kW，年设计发电量10 441.8万kW h。
分布 于石家庄市西部7个山区县中，采用传统灯光法或 整步表监测法并网，操作开关部分为手（电）动开 关；设备老化，技术陈旧，运行工况差，尤其在枯 水季节发电，各电站采用蓄水发电的形式，并网操 作次数频繁。
由于水头变化幅度大，并网不仅造成 水量的损失，而且极易造成并网事故，使得电站安 全隐患突出。
由于技术、经济条件限制，农村水电 站设施和技术始终没有大的改变，严重影响生产力 的发展和新农村建设形象。
2微机自动准同期装置的引入自动准同期并网装置分为两代产品。
第一代自收稿日期：2017-01-06作者简介：辛鲁（1962-)，男，高级工程师，主要从事水利水电工程运行与管理工作。
动准同期装置是以许昌继电器厂生产的模拟式自动 准同期装置，它是非数字的拟合，导前时间不稳 定，频率、压差等数据显示滞后，操作精度低。
自动准同期装置的工作原理
自动准同期装置的工作原理自动准同期装置（Automatic Synchronization Device）是一种用于电力系统中的设备，其工作原理是通过同步机制来确保不同发电机之间的输出频率和相位足够接近，以便实现平稳、可靠的电力传输和供应。
下面将详细介绍自动准同期装置的工作原理。
一、引言在电力系统中，存在多个发电机同时运行的情况。
为了确保这些发电机间的电能能够有效地同步并传输到负载中，必须保证它们的频率和相位同步。
这就需要通过自动准同期装置来控制和调节发电机的输出。
二、频率同步频率同步是指多个发电机输出的电压频率相同。
在实际运行中，各个发电机受到负载变化的影响会导致频率的波动。
自动准同期装置通过感知差异频率之间的变化，并向对应的发电机发送调节信号，使其频率趋于一致。
具体来说，自动准同期装置通过监测发电机输出的电压频率，并将其与设定的标准频率进行比较。
如果某个发电机的频率偏离标准频率，自动准同期装置会输出调节信号，进而调节发电机的机械负荷，使其频率趋于标准频率。
这就保证了频率同步，在电力系统中实现了稳定的供电。
三、相位同步相位同步是指多个发电机输出的电压相位一致。
相位同步的实现需要考虑发电机输出的相位差异，并通过自动准同期装置进行调节。
在自动准同期装置中，通常会使用相位锁定环路（Phase Lock Loop，PLL）来实现相位同步。
首先，自动准同期装置会通过信号处理技术，提取并监测与标准相位信号之间的差异。
然后，通过对控制系统的信号加工和输出，使发电机的相位趋于与标准相位信号一致。
四、控制策略自动准同期装置的工作原理涉及到复杂的控制策略。
其中，最常用的控制策略包括频率滞后和相位查锁。
频率滞后是指通过控制发电机的机械负荷复位器来调整发电机的输出频率，使其与标准频率相匹配。
这种控制策略能够有效地减小频率的偏差，实现频率同步。
相位查锁是指通过对发电机输出信号的检测和比较，调整发电机的励磁电流或机械负荷，使其与标准相位信号保持一致。
微机自动准同期装置的开发与研究
和 逻辑判 断 功能 ， 能调节 发 电机 电压和 频率来 快速 、
平 稳地 达到 并 网条件 ，能捕捉 到第 一次 出现 的零 相 角 差 时机 并将 发 电机准 确 、 快速 、 可靠地 并入 电 。
微机 自动准同期装置的开发与研 究
电工 电气 （０ 自动准 同期装置 的开发与研 究
黄春 一Ｈ
（ 阿城继 电器股份有 限公 司，黑龙江 哈 尔滨 １ ０ ０） ３２ ５ 摘 要 ： 介绍 了装置 的硬件 结构、软件设计和保护 方案 ，研究 了电网系统 发 电机 和待并 网发 电机在
（ ｈｎ Ａｃ ｅ ｇＲｅａ ｌｙＳｈ ｒ ｓＣｏ ｄ Ｈａ ｂ ｎ１ ０ ０ ． ｉａ） ａ ｅ ． ｒ ｉ ３ ２ Ｃｈｎ Ｌｌ ５
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｉ ｔｏ ｕ ｔｏ ｓ ｍａ ｅ ｔ ａ ｄ ｒ ｔｕ ｔ ｒ ， ｏ ｔ ｒ ｎ ｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｐｌｎ ｏ ｅ ａ ｔ ｍ ａｉ ｕ ｓ —ｙｎ ｈ ｏ ｉ ｅ ｅ ｉ ｅ Ｓ ｕ ｙ ｔ ａ ｔ ｎ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ｗａ ｄ ｏ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｓ ｆｗａ ｅ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｔ ａ ｆｔ ｕ ｏ ｔｃ ｑ ａ ｉｓ ｃ ｒ ｎ ｚ ｄ ｄ ｖ ｃ ． ｔ ｄ ｏ ｈ ｗａ ｄ ｎ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｄｉ ｅ ｅ ｃ ｄ ｌ ｎ ｒ ｌｖ ｎ ｐ ａ ｅ ａ ｇ ｅ ｄ ｆｅ ｅ ｃ ｌ ｏ ｉｈ ｆ ｒｐｏ ｒ ｇ ｒ ｙ ｔ ｍ ｅ ｅ ａ ｏ ｓａ ｄ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｓ ｍａ ｅ ｏ ｒ ｑ ｅ ｃ ｆ ｒ ｎ ｅ ｍｏ ｅ ｄ ｅ ｅ ａ ｔ ｈ ｓ ｎ ｌ ｉ ｒ ｎ ｅ ａｇ ｒｔ ｍ ｏ ｗｅ ｉ ｓ ｓ ｅ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｎ ｅ ｅ ａ ｏ ｓ ｆ ａ ｆ ｄ ｒ ａ ｙ ｔ ｅ ｐ ｔｉ ａ ａ ｌｌｏ ｅ ａ ｉ ｎ ｉ ｐｅ ａ ｉ ｎ ｓ ａｅ ｕ ｉ ｇ ３ ｂ ｔｍｉ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｉ ｈ ｅ ｃ ｅ ｃ ｎ ｉｋ ｃ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ａ ｉ ｅ ｄ ｏ ｂ ｕ ｐ ｒ ｌ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｏ ｒ ｔｏ ｔ ｔ ， ｓｎ ２一 ｉ ｎ ｅ ｃ ｏ ｒ ｃ ｓ ｏｒ ｇ ｆ ｉ ｎ ｙ ａ ｄ ｑｕ ｃ ａ ｃ ｌｔｏ ｎ ｏ ｅ ｓｎ ｂ ｌ ｈ ｉ — ｉ ｅ ｌ ｅ ｎ ｅ ｌｇ ｎ ｏ ｔｏ ｒｍｉ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒｑ ａ ｉｓ ｎ ｈ ｏ ｉ ｅ ａ ａ ｌ ｌ ｅ ． ｅ ｐ ｏ ｅ ｔｏ ｅ ｃ ｓｌ ｗ ｎ ｃ ｓ， ｏ ｄ ｉ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｔ ｒ ａ ｉ ｓｉ ｔ ｌｉ ｅ ｔｃ ｎ ｒ ｌｆ ｃ ０ ｒ ｃ ｓ ｏ ｕ ｓ— ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｄ ｐ ｒ ｌ ｔ Ｔｈ ｒ ｔｃ ｉ ｎ ｄ ｖｉｅ ｉ ｏ ｉ ｏ ｔ ｇ ｏ ｎ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ， ｙ ｚ ｏ ｅｎ ｈｉｈ ｉ ｃ ｕ ａ ｙ ｓ ａ ｌ ｎｄｒ ｌ ｂ ｅ ｉ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｏ ｖ ｎ ｅ ｔ ｉ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ ｇ ｎ ａ ｃ ｒ ｃ ， ｔ ｂ ｅ ａ ｅ ｉ ｌ ｎ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｃ ｎ ｅ ｉｎ ｎ ｍａ ｎ ｅ ａ ｃ ． ａ Ｋｅ ｒ ｓ ｍ ｉｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ｑ ａ ｉ ｙ ｃ ｒ ｎｉａ ｉ ｎ； ｆｅ ｅ ｃ ｒ ｑ ｅ ｃ ａ ａ ｌ ｌ ｅ ； ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｒ ｑ ｅ ｃ ａ ａ ｌｌ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃ ｏ ｒ ｃ ｓ ｏ ； ｕ ｓ ｓ ｎ ｈ ｏ ｚ ｔ ｏ ｄｉ ｒ ｎ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｐ ｒ ｌ ｔ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｆｅ ｕ ｎ ｙ ｐ ｒ ｌｅ ｔ ｅｎ ｎ
水电站综合自动化装置原理及应用
组态、调试模块介绍
◆ 装置组态与调试软件，编程支持梯形图和流程 图。可实时监视运行状况。
保护监控一体化应用案例
◆ 电站主接线
◆ 配置分析
◆ I/O模块 I/O模块包括开关量输入模块、开关量 输出模块、模拟量输入模块、温度量输入模 块等。完成系统调度、I/O数据采集控制、数 据预处理和模块自诊断等功能；并通过CAN现 场总线完成与控制(CPU)模块的数据及信息交 换。其指示灯能显示模块运行、模块故障、 CAN网运行状态等。
◆ 通讯模块
水电厂自动化系统的演变2
集调速、励磁、保护、监控于一体的自 动化系统，实现单元控制模式。
该结构的特点
大大增强了各个子系统间的信息共享和交 换功能，可以获得更为丰富的现场信息； 减少了大量子系统间电缆，有效降低了成 本； 对各个设备配置单元式的测控装置，维护 更为方便（变电站综合自动化模式）； 对于有功无功调节由调速和励磁单独完成， 调节效果更为出色； 对通信的要求非常高。
水电站综合自动化装置
总
论
水电厂自动化系统在国内应用已经有 20多年。在这20多年里，随着微机硬件功 能的不断强大、通信技术的不断进步、软 件思想的不断发展，水电厂的综合自动化 技术也开始向着运行更为可靠、功能更为 完善的方向发展，系统的开放型、扩展性 也得到了很大的提高。
总
论
随着电力系统的进一步发展，尤其是大量的 中小型水电厂的出现，对于水电厂自动化的模式 提出了新的要求。传统的水电厂自动化系统虽然 完全能够满足中小型水电厂的自动化需求，但成 本过高；并且系统结构复杂，对于技术水平相对 比较薄弱的中小型水电厂的运行维护人员而言， 掌握起来难度较大。因此逐渐提出了一种新的自 动化系统模式：利用先进的通讯技术，将传统水 电厂自动化系统中的监控、保护、调速、励磁等 独立的部分整合在一起，形成水电厂综合自动化 系统，其成本更低，配置更加简单，网络更加清 晰，更适用于中小型水电厂的自动化系统。
微机自动准同期装置的原理及应用
微机自动准同期装置的原理及应用作者：李文通来源：《硅谷》2009年第02期[摘要]阐述微机自动准同期装置的功能，基本原理，硬件设计及主要技术数据。
[关键词]准同期并网压差频差导前时间中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0120113－01一、概述电力系统中微机式产品以其精度高、通讯方便、体积小、耗电少等优点备受用户青睐，就准同期装置而言，从性能方面来看，微机式准同期较以前集成电路式准同期产品在可靠性、测量精度和并网速度等方有较大程度改善，且其能够通讯优点更是集成电路所无法比拟的，而电力系统少人值守和无人值守的发展趋势要求准同期必须具有通讯功能。
因此我们开发了RAS-100微机自动准同期装置（以下简称装置），该装置是为实现水、火电厂发电机快速并网而设计的智能控制器，可用于一至十六台机组的场合，装置对输入、输出、通讯信号均采用了光电隔离技术增强抗干扰能力。
采用均频均压控制快速促成并网条件到来。
装置采用双机并行运行系统合闸脉冲经“与”输出，此外对于合闸脉冲的发出在硬件和软件上加入多种闭锁增加并网的可靠性。
在发合闸脉冲时考虑到了频差变化率的影响，保证并网质量，除本地操作外装置还可由上微机直接完成各种操作，或由开关量实现远方操作。
调频、调压可单独设置为投入或退出状态，各种实验证明该装置技术先进，可靠运行。
二、主要特点1．一台发电机可专用一台装置并网，也可16台发电机公用一台装置并网；2．现场各输入、输出信号与装置内部隔离，输入电源隔离，通讯隔离；3．装置为双机系统（两个CPU），并网过程中两个CPU并行工作，他们发出的合闸信号在输出单元经“与”后由继电器输出，硬件上每个CPU板上调频、调压、闭锁、报警信号闭锁合闸信号；4．软件中装置采用压差、频差、频率变化率、最大相角、最小相角同时闭锁合闸回路；5．装置具有自检，断线监视，故障报警的功能；6．并网过程除本地和上微机操作外，也可由开关量操作（此种工作方式不能修改参数）；7．通过装置的工作方式选择可使发电机工作于准同步方式也可以工作于自同步方式；8．各种控制参数均可独立设置，参数可就地或远方修改；9．调频、调压均可单独设置为投入和退出状态，调频退出并不表示并网时装置发出合闸脉冲不受频差限制，而是不由本装置发出调频脉冲，同理调压退出也是如此；10．调频、调压采用模糊控制尽快促成同期条件到来，模糊控制系数通过设置调频、调压系数完成；11．并网后显示“断路器操作回路实际合闸时间”；12．装置能向上微机适时传送并网过程中的信息；13．液晶显示；14．通讯接口RS485、RS232或以太网接口，通信规约采用IEC60870-5-103、MODBUS 等通信规约；15．当发电机和系统出现同频不同相时会导致并网时间过长，此时装置能自动发出冲击脉冲。
水电站微机自动准同期装置的原理与设计
水电站微机自动准同期装置的原理与设计作者：张春来源：《科技资讯》2012年第19期摘要:以其安全可靠、稳定、快速、精度高等诸多特点,微机式自动准同期装置在水电站发电机组应用中逐渐占据主导地位。
本文主要介绍微机自动准同期装置的设计原则,并对该装置的软硬件实现过程做了详细的描述。
关键词:水电站微机自动准同期装置设计原则中图分类号:TP393.11 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0119-01电力系统由发电、用电和输电等主要部分组成,其中发电机组向系统提供基本电源是发电。
需要进行一系列的操作才能把发电机投入到电力系统中并列运行,称为同期操作或并列操作,使这一操作得以实现的装置被称为同期装置。
它是一个非常重要的操作,机组没有它就不能稳妥地并入系统,同时必须满足一定的条件机组才能并网,否则就会造成很严重的后果。
随着对水电站综合自动化程度要求的提高,设计、改造更多水电站按“无人值班,少人值守”进行,这样对水电站综合自动化的要求也就更高,其中水电站中同步发电机快速并网的实现采用的主要控制手段为微机自动准同期装置,是保证系统安全稳定运行、机组故障时快速投入备用机组、节约机组并网前空载能耗的重要保障。
1 手动准同期与自动准同期装置对比同期点断路器的合闸时间能被手动准同期装置控制在一定的范围之内,但在以下三个方面还存在一定缺陷。
一是选择时机时不能自动完成,因操作人员很难把握合闸时机,所以对工作技能有较高要求,但是在操作人员在合闸时仍会有多次不成功的现象经常出现。
二是具有随意性大的合闸时机,断路器不超过同期装置的允许范围。
但由于断路器的固有合闸时间无法与电气和机械传动的延时配合,实际上断路器的合闸时间很可能已经超过了并列操作的允许范围,从而造成非同期合闸,对电系统、断路器以及发电机造成冲击。
三是自动调节不能实现。
操作人员必须手动调节各项参数,尤其是频率(转速)只有在机电人员联系协调好主控室人员的情况下才能调节。
自动准同期装置的工作原理
t2
lead
1 d 2D
6 dt2
t3
lead
由于两相邻计算点间的ωD变化很小，因此△ωD一 般可经若干计算点后才计算一次，所以有：
d D D Di D(in)
dt t
2 s n
将取得的实时的相角差与式计算出的导前合闸角 φlead进行比较
2 i lead 计算允许误差
2、导前时间脉冲Ulead.t（合闸命令）的形成条件 （1）不论频差方向如何，导前时间脉冲Ulead.t应 在180°＜φ＜360°区间内形成。
图2-9 频率调节程序示意框图
二、 压差大小及压差方向测量
1、交流电压幅值测量 交流电压幅值的测量有两种方法：一种是电 量变送器法，另一种是交流采样法。
图2-10 电压幅值测量
1）电量变送器法：通过交流电压变送器把交 流电压信号转换成直流电压信号，输出的直流 量经A/D转换接口送入CPU， CPU得到的数据 反映了发电机侧电压和系统侧电压的有效值。
（2）在相角差φ的限值区间内形成，即φ≤φset ； （3）压差满足要求； （4）频差满足要求；
3、断路器合闸时间测量
测量并列断路器合闸时间的方法： 1、并列断路器在停电检修状态下测量总的合闸时 间。 2、带电测量并列断路器总的合闸时间。
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。20.1 2.1420. 12.14M onday, December 14, 2020
当 fG f S f set 时 说明频率差不满足要求，从而检 查出频率差大小。
3、频率差的方向测量
4、关于调速脉冲
自动准同期装置发调速脉冲时，脉冲宽度应与频 差成正比。为了适应不同机组的调速器特性，比 例系数可设定，或者直接设定调速脉冲宽度和周 期。
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水电站微机自动准同期装置的原理与设计摘要:以其安全可靠、稳定、快速、精度高等诸多特点,微机式自动准同期装置在水电站发电机组应用中逐渐占据主导地位。
本文主要介绍微机自动准同期装置的设计原则,并对该装置的软硬件实现过程做了详细的描述。
关键词:水电站微机自动准同期装置设计原则
中图分类号:tp393.11 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0119-01
电力系统由发电、用电和输电等主要部分组成,其中发电机组向系统提供基本电源是发电。
需要进行一系列的操作才能把发电机投入到电力系统中并列运行,称为同期操作或并列操作,使这一操作得以实现的装置被称为同期装置。
它是一个非常重要的操作,机组没有它就不能稳妥地并入系统,同时必须满足一定的条件机组才能并网,否则就会造成很严重的后果。
随着对水电站综合自动化程度要求的提高,设计、改造更多水电站按“无人值班,少人值守”进行,这样对水电站综合自动化的要求也就更高,其中水电站中同步发电机快速并网的实现采用的主要控制手段为微机自动准同期装置,是保证系统安全稳定运行、机组故障时快速投入备用机组、节约机组并网前空载能耗的重要保障。
1 手动准同期与自动准同期装置对比
同期点断路器的合闸时间能被手动准同期装置控制在一定的范围之内,但在以下三个方面还存在一定缺陷。
一是选择时机时不能自动完成,因操作人员很难把握合闸时机,所以对工作技能有较高要求,但是在操作人员在合闸时仍会有多次不成功的现象经常出现。
二是具有随意性大的合闸时机,断路器不超过同期装置的允许范围。
但由于断路器的固有合闸时间无法与电气和机械传动的延时配合,实际上断路器的合闸时间很可能已经超过了并列操作的允许范围,从而造成非同期合闸,对电系统、断路器以及发电机造成冲击。
三是自动调节不能实现。
操作人员必须手动调节各项参数,尤其是频率(转速)只有在机电人员联系协调好主控室人员的情况下才能调节。
这使得发电机往往需要较长时间才可以完成并网操作。
综上所述,为自动调节各种电参数,合闸脉冲指令在条件满足的情况下可自动发出,通常在与系统进行并网操作时采用微机自动准同期装置。
2 自动准同期装置的基本条件和设计原则
在电力系统的二次回路中应用自动准同期装置,可实现待并发电机组投入到电网后成功运行。
同步发电机组并列时需遵循两个原则:冲击电流在并列断路器合闸时应尽可能小,其瞬时最大值不超过额定电流的1～2倍;并入电网后发电机组暂态过程要短,应能迅速进入同步运行状态,以减小对电力系统的扰动。
因此在合闸前准同期并列要求以下四个条件应同时满足:(1)确保待并发电机和系统有相同的相序;(2)电压幅值差一般应在10%额定电压以内,并小
于允许值;(3)系统和发电机的频率差小于允许值,最大一般不超过±0.2hz;(4)相角差在并列断路器合闸时趋于零,通常不宜超过10°。
若上述四个要求待并发电机都可以满足,则可以实现冲击电流在合闸时会很小,能迅速进入同步状态。
在每个脉动电压周期之内,装置发一个恒定越前时间信号,当压差和频差有一个不满足条件时,出口合闸回路就会闭锁。
此时,自动调节部分仍将继续对发电机转速和电压调节,当通过这些调节频差和压差满足要求时,就闭锁压差和撤销频差,越前时间信号被允许通过,起动出口合闸继电器并使之接通,以实现两者的并列。
3 详细的自动准同期装置设计
3.1 装置的硬件设计
intel公司16位高性能单片机被用来构成本自动准同期装置,两个cpu的运行完全独立,但是两者的作用相互补充相互备用,这两个cpu存储同期参数时采用串行e2prom,并且写入功能被某些参数禁止,以确保同期参数的可靠性及安全性。
各种抗干扰和隔离措施均存在于cpu的外部信号输入及输出回路。
该装置采用薄膜键盘与大屏幕点阵式液晶显示器(128×128点),所有人机界面与菜单操作时均采用汉字显示,运行人员设置及更改同期参数时可根据需要。
本在装置里多对象可进行相互独立控制,最多可进行多达16个在一台装置的不同对象的同期。
3.2 装置的软件设计
cpu在装置接入后(或者在带电状态时装置接到复位命令后)工
作,首先是装置的主要部件自检的进行,如出错,将出错部位信息显示在液晶显示屏上,报警继电器启动并报警。
各部件若均正常,则应该对工作/设置开关w/t的状态进行检测,如工作状态检测为w,则对并列点选择信号进行检测,可用上位机控制的继电器传递这信号,或者也可使用外部并列点的同步开关;如选择信号多于一个或无并列点选择信号则错误信息显示出来并报警,此时系统侧频率值和并列点出错信息会交替显示出来。
若将一个特定的并列点信号检测出来,则定时中断程序打开,装置进入同步状态。
最多可达16个并列点,所以共16×4=64个整定的参数。
使用4个多圈精密电位器整定允许压差,一组允许压差定值可被16个并列点共用。
进入“工作”方式之后主程序立刻打开定时的中断子程序。
通过记录外部输入的变化的tv信号提取相角差、压差及频差的信息作为程序的起始部分,然后把△δ、△u及△f计算出来,若整定的低压闭锁值高于系统侧或发电机侧的tv二次电压,那么可能tv一次电压本身就很低这都不适于发电机并网,或是熔丝熔断或tv二次断线,这样装置会报警并且并网程序停止执行。
若整定的低压闭锁值低于并列点两侧的tv二次电压,那么程序会进入检查△u和△f 有没有越限程序段,并且在装置面板上有按滑差角频率旋转的软件驱动的相位表。
依据原整定的均压控制系数装置将按pid算法进行调频和调压,这是在任一项或两项都越限,并且需要同步装置的整定时具备自动调频和自动调压功能的情况下。
装置在没有选择自动调频和调压的时候不进行调频和调压,只显示频差和压差的越限提
示符。
程序下一步在△u和△f均在允许范围内检查断路器的两侧同频(△f≤0.05hz)与否,若同频,装置将自动发出使待并的发电机加速得加速命令,破坏处于僵持状态的同频,促成出现同步的条件,选择自动调频与加速控制如由同频引起则无关。
程序在△u和△f 都满足相应要求后准备进入并网阶段,先把当前的相角差δ测量出来,若δ在0°～180°之间,是没有并网机会的,此时开始检查d△f/dt是否越限,若δ=δdq,即△δ=δ－δdq=0时合闸命令发出,确保断路器主触头在δ=0°时闭合。
合闸时机预测在△δ不等于0时进行,并网命令在预测的时刻来到时即实行是为了确保可以把首次出现的合闸机会捕捉到,让并网的速度达到极值。
装置在发出合闸脉冲后会计算并显示回路动作时间。
4 结语
微机自动准同期装置各项的技术性能指标都优于国家标准,是根据以上的基本原理开发并研制的,合闸的瞬间相角与理论值偏差小于2°,有望推广于未来工程应用中。