电力系统自动装置第二章

此时冲击电流
I
" h
2Eq X q X x
sin e ， e 较小时，主要为有功分量。
2
概述
–频率差——脉动电压的表现形式
设 G X ，电压的幅值相等。
us
2U mG
sin
G
x
2
t
cos
G
x
2
t
脉动电压幅值 U S
us
Us
cos
G
x
2
t
滑差频率 S G X 2f S
准同期并列的基本原理
• 提示：
合闸相角差表达式为：
ee0
2f s 10
2 20
(
f1
f2)
0.2
cost
0.2
sin 2t
先不考虑提前量，则有：
e [0.2 cost 0.2 sin 2t]dt e0 0.2 sin t 0.1 cos2t 0.1 0
2sin t cos 2t 1 2sin t 1 2sin 2 t 1 sin 2 t sin t 1 0 sin t 1 5 2
1. 发电机合闸时，冲击电流应尽可能小（小于允 许值）
2. 发电机合闸后，应尽快拉入同步
概述
– 发电机的并列方法
1. 准同期并列：严格按照发电机理想并列条件进行并列。
2. 自同期并列：
SE UE
QF
G ~
XX
UX
~
发电机事先未经励磁。将转子提到接近同步转速。
此法适用于小型机。
优点：快速、方便；控制简单。
考虑时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可 为：3.6678秒，5.4769秒，等等。
• 例见书中2-1.
第三节、自动并列装置的工作原理
• 一、装置的控制逻辑
越前时间信号
电压差不允许 或
滑差不允许
非 门
US
wenku.baidu.com
与 合闸信号
门
逻辑关系满足即可以合闸。
必须在 之前判定完毕。
tYJ
电压差、频率差判别区
的值。 最佳是在 U G 与 U X 重合时合闸，即相角差为零时（相量重合）幅值差最 小，考虑动作时间，要提前。 3）根据相角差的变化规律，可求得合闸指令最佳发出时机。
可采用两种方式
恒定越前相角准同期 恒定越前时间准同期
准同期并列的基本原理
• 二、准同期并列装置
频率差控制单元
– 1、并列装置的构成
tYJ
t st
自动并列装置的工作原理
• 二、并列的检测信号
两种方法应用于模拟式 并列装置中，实现检测。
正弦整步电压法
采用UG 与 U X 直接做差，得到正 弦性的包络线来判别。误差较大。
线性整步电压法
采用三角波（线性）的整步电压。 不考虑电压差，只考虑相角差。精 度较好。
自动并列装置的工作原理
– （一）整步电压 – 1、正弦整步电压法
• 一、脉动电压分析
UG UX
US
S1
0
TS1
S2
t
TS 2
UG UX
准同期并列的基本原理
脉动电压中包括信息如下：
– 1）电压幅值差。最佳为 UmG UmX 的值最小，二电压重合时判别。
– 2）频率差，显示出相角差随时间变化的规律。
要求 S 小于某一允许的值，相当于要求脉动电压周期 TS 大于某一给定
理论上可以完全无冲击，但是动作时间存在误差，设 ey为允许合闸相角。
t tQF tC
ey S t
所以，还是要限制 S
准同期并列的基本原理
• 四、装置的整定
– 已知：两个区域电网的等值机系统如图所示，其电压幅 值相等，频率分别为：f1＝50＋0.1cost Hz， f联2=操50作+0，.1设si远n2程t H通z，讯现和准继备电进器行动恒作定时越间前之时和间为准0.1同4期秒互， 求调度中心发出合闸信号的时刻。
电压差控制单元 合闸信号控制单元
– 见图2-8.
半自动 全自动
2、自动化程度一般分为
准同期并列的基本原理
三、准同期并列合闸信号的控制逻辑
– 1、恒定越前相角准同期
提断前路量器信的号合取闸某时一间恒为定tQ相F 角。同期YJ 装。置动作时间为 tC 。
t tQF tC
YJ 常数 sy0t
最佳滑差角频率
由图可知USZ不仅是相角差 的函数，而且还与电压差值有 关。这就使得利用USZ检测并 列条件的越前时间信号和频差
检测信号受电压影响，尤其是
造成越前时间信号的时间误差，
成为合闸误差的主要原因之一。
因此，此方法被线性整步电压 的方法所代替。
自动并列装置的工作原理
2、线性整步电压法
线性整步电压只反映UG和UX间的相角差特性，而与它们 的电压幅值无关，从而使越前时间信号和频率差的检测不受 电压幅值的影响，提高了并列装置的控制性能，因而被模拟 式自动并列装置广泛使用。 1）半波线性整步电压
两者的电压差称为滑差电压 US UG U X UmG sin(Gt 1) UmX sin(X t 2 )
概述
–电压幅值差
设 U mG U mX ，频率与相角相等。
此时冲击电流
I
" h
U mG X d
U mX Xx
，主要为无功分量。
最大值 ih"m 1.8 2Ih
–相角差
设 G0 X 0 ，频率与电压相等。
第二章 同步发电机的自动并列
三峡大学 电气信息学院
主要内容
1. 同步发电机自动并列的条件和原则 2. 准同期自动并列的分析 3. 准同期自动并列装置的实现原理 4. 频差调节的方法
第一节、概 述
• 同步发电机自动并列的条件和应遵守的原则 – 理想并列条件
fG fx
UG Ux
G x
– 并列的现实情况分析 – 原则
脉动周期
TS
1 fS
2 S
概述
– 相量图
▪ 波形图
第二节、准同期并列的基本原理
• 并列断路器主触头闭合瞬间所出现的冲击 电流以及进入同步运行的暂态过程，决定 于合闸时的脉动电压US和滑差角频率ωs。 故准同期并列主要是对脉动电压和滑差角 频率进行检测和控制，并选择合适的时间 发出合闸信号。
第二节、准同期并列的基本原理
缺点：冲击电流大；
I h
UX X d X X
引起系统电压突降；应用受限。
概述
• 发电机准同期并列条件的分析
U X
B
QF A
U G ~
U G
G
U S U X
X
e
0
U G QF U X
XG E G
U S
XX
E X
发电机G电压 系统电压
UG U mG sin(Gt 1) U X U mX sin(X t 2 )
US
s1
s2 sy0
s3
UA
0
t
t
s1 s2 s3
t t
s sy0 s sy0 s sy0
过零后合闸 过零时合闸 过零前合闸
准同期并列的基本原理
– 2、恒定越前时间准同期
提前量信号取恒定时间 t tQF tC 常数
US
s1
s2 sy0
s3
0
t
t
s1 s2 s3
t t