微机电力自动装置原理完整 第2章 同发机的自并列PPT

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B、如何进行控制? 其方法有(1)恒定越前相角法,即在离δe=0前δyj角度处进行程控 合闸。合闸完成恰好δe=0;采用的控制装置称为恒定越前相角并列装 置。(2)恒定越前时间法,在UG=Ux前tyj发出合闸信号。采用的控 制装置称为恒定越前时间并列装置。合闸完成恰好UG=Ux。
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第2章 微型计算机概述 二、准同期并列装置 1、准同期并列装置组成 如图2-8:它由(1)频率差检测控制单元
示:
sy *
sy 2 fN
1 . 33 2 50
0 . 42 10 2
( 3 ) 脉动电压周期
TS ?
2 2
T S SY
1 . 33
4 .7 (s )
.
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第2章 微型计算机概述
第三节 自动并列装置的工作原理 序:自动并列装置的组成: 其结构有两类:1类是逻辑 电路组成如图2-8所示。另1类是由微机组成如图2-26所 示。 一、恒定越前时间并列装置的工作原理(逻辑电 路式自动并列装置)
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第2章 微型计算机概述 三、准同期并列合闸信号和控制逻辑(的形成)
(一)恒定越前相角法准同期并列合闸信号参数的计算
1、合闸断路器QF的合闸时间参数为tQF, 2、如果UG和UX相等,且ωs很小,合闸断路器QF的合闸时 间参数为tQF,其主触头闭合瞬间的相角差近似认为接近δyj值。 3、最佳滑差角可以由下式计算
(1)当发电机与电网进行有功功率交换时:如果发电机的电压UG超 前电网电压Ux,发电机发出 功率,则发电机制动而减速。反之,当 UG低于Ux时,发电机吸收功率,发电机将加速。
(2)交换功率的方向与合闸相角差δe的正负有关。
(3)发电机组进入同步运行的过程:如图2-4:
当 G X
合闸相角差为δe0,图2-4中a点,发电机处于发电状态,而受到制动, 其发出的功率沿功角特性曲线达到b点,此时δe=0,这时发电机依然 处于发电状态,而使得δe逐渐减小..
.
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第2章 微型计算机概述
G X时:
合闸相角差为δe变负。发电机处于电动机状态。又处于加速状态,交换 功率沿特性曲线移动到图中C点。
这样来回摆动,由于阻呢因素最后进入同步状态。
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第2章 微型计算机概述
三、自同步 1、自同步操作是将 一台未加励磁电流的发电机升速到
接近电网频率,滑差角频率不超过允许值.且在发电机组 的加速速度小于某一给定值的条件下,首先合上并列断 路器QF ,接着立即合上励磁开关SE,给转子加上励磁电 流,在发电机电动势逐渐增长的过程中由电力系统将并 列的发电机组拉入同步运行. 2、特点:不要专门的合闸机构;但是冲击电流大,只实 用于紧急情况下的操作。 3、引起的冲击电流Ih=Ux/(Xd+Xx)
(2)电压差检测控制单元 (3)合闸信号控制单元 执行合闸单元是合闸断路器QF 2、准同期并列装置按自动化程度的分类 (1)半自动准同期并列装置。该装置没有频率差检测控制单 元和电压检测控制单元,只有合闸信号控制单元。并列时由人工 依据经验操作 (2)自动准同期并列装置:由频率差检测控制单元; 电压检测控制单元;合闸信号控制单元等组成。由计算机进行自 动检测和控制。不要人工操作。
s sy 0
yj t QF
02
yj t sy 0 QF S t QF
恒定越前相角法合参数原理图2-10
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第2章 微型计算机概述
合闸信号控制情况:左边提前角度太小;中间提前角度恰好;右边提 前量太大。
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第2章 微型计算机概述
(二)恒定越前时间法准同期并列合闸信号参数的计 算
(1)电压幅度差:
电压幅度差US的大小与合闸冲击电流Ih大小成正比.。所以电压幅度 差US的大小受到冲击电流Ih大小的限制。应该小一点好。
(2)频率差: ωω
UG与UX的频率差就是US的频率fs, 滑差角ωs与其成正比,其倒数就 是脉动电压的周期Ts,合闸过程中要求滑差角ωs和脉动电压的周期Ts限制 在一定范围内。
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要求:
第2章 微型计算机概述
设滑差角频率的允许值sy 0.2%N , fN 50HZ即:
s
y
0.2
2fN
100
0.2
而:TS
2 SY
10(s)
.
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第2章 微型计算机概述
(3) 合闸相角差δe的控制 A、合闸相角差δe的控制 的含义:相角差δe是时间的函数,它的
大小影响合闸电流的大小,如如果没有其他因素的影响,可以考虑在 相角差δe=0时合闸最好,可以使合闸电流=0,但是合闸断路器QF的吸 合需要时间,还有其他控制电路动作也需要时间,若还在相角差δe=0 时合闸,等合闸断路器QF吸合时,相角差δe≠0,合闸的冲击电流会很 大。达不到减小冲击电流的目的。必须对合闸相角差δe进行控制。
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第2章 微型计算机概述
2、同步发电机组并列时 应该遵守的原则 (1)并列断路器合闸时,冲击电流<(1--2) 倍额定电流 (2)发电机组并入电网后应能迅速进入同步状态..过程要短、 对电网扰动要小。
二、准同期并列
1、同期并列的条件:
(1)ωG=ωx,或fG=fx (频率相等)
(2)UG=Ux (电压相等)
1、它是采用提前时间量 信号即在脉动电压US达 到两相电压UG、Ux重合(δe=0)之前tyj发出合闸信 号。
2、一般取tyj等于并列装置合闸出口继电器动作时 间tc和断路器的合闸时间tQF之和。 因此采用恒定越前 时间的并列装置在理论上可以使合闸相位差δe=0,
3、在δe=0之前的恒定越前时间tyj发出合闸信号, 他对应的恒定越前相角δyj的值是随ωs变化的。其变 化规律如下图。
第2章 微型计算机概述
第2章 同步发电机的自动并列
2.1 概述 2.2 准同期并列的基本原理 2.3自动并列装置的工作原理 2.4频率差与电压差的调整 2.5微机型(数字型)并列装置的组成
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第2章 微型计算机概述
2.1 概述
2.1.1并列操作的意义
1、什么并列操作?
一台发电机组在投入电网运行之前,必须的 发电机输出的电压UG、频率fG、初相角φG等 参数进行适当的调整, 使其与母线电压Ux 频 率 fx、初相角φx等参数基本一致。这一系列 操作过程称为并列操作。
1、 (此条件下虽然UG=Ux (电压幅价相等),但是合闸断路器两 边的瞬态电压Us差并不相等:
us
US
cos( G
X
2
t)
其中:US
2UmGsin2st
e
2Umxsin 2
e st,s G X
S 称为滑差角频率或滑差频率fs。他们之间有如下关系:
.
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第2章 微型计算机概述
2、滑差角频率或滑差频率fs的关系
(3)δe=δG- δx =0(相位差相等) 发电机频率和电压参数:ωG、 fG、UG。 电网频率和电压参数:ωx、fx 、Ux 。 δe=δG- δx
.
3
第2章 微型计算机概述 2、 准同步并列。 同期并列的条件中间有一项不能满足的情况称为准同步并列: 如情况 A:(1)ωG=ωx,或fG=fx (频率相等)
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第二节 准同期并列的基本原理 序1、准同期并列等效电路图
第2章 微型计算机概述
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第2章 微型计算机概述
序2、准同期并列原理 由上图。设断路器QF两边电压分别为UG和UX,并
列断路器QF主触头闭合瞬间所出现的冲击电流值 、和 进入同步运行的过渡过程。都与合闸的脉动电压US值 滑差角频率有关。因此准同期并列主要操作原理是: (1)测量出脉动电压US值滑差角频率。 (2) 依据 测量出脉动电压US值滑差角频率和断路器QF 的动作时间,计算出合适的合闸闭合时刻。 (3)使并列断路器QF主触头闭合瞬间所出现的冲击电流 值维持允许的范围内 。
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第2章 微型计算机概述
3、准同步并列条件下冲击电流的计算
(一) UG≠Ux (电压不相等)时,准同步并列,产生的过电流:
I“ h
UG U X
X
" d
X
X
I
" hm
1 .8
2
I
" h
UG、Ux为发电机电压和电网电压有效值,Xd为发电机次瞬态电 抗。 Xx是电力系统等值电抗。 I hm 为冲击电流最大瞬态值
.
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第2章 微型计算机概述
4、总结:合闸冲击电流与什么有关? (1) UG、Ux为发电机电压和电网电压差越大冲击电流
越大。 (2)合闸相角差越大冲击电流越大。 (3)发电机电压和电网电压频率差越大冲击电流越大。 (4)滑差角频率或滑差频率fs越大,冲击电流越大。
.
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第2章 微型计算机概述
5、待并列发电机组进入同步运行的过程
s 2fs 所以脉动周期为:
TS
1 fs
2 s
用标麽值表示:
s*
s 2 f N
fN
50
H
为额定频率。
Z
.
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第2章 微型计算机概述
3、频率不相等时冲击电流计算 (与情况2相同)
Ih"
2Eq"
X
" q
Xx
sin e
2
X
" q
发电机交轴次瞬态电抗
Eq" 发电机交轴次瞬态电动势
滑差角频率或滑差频率fs越大,冲击电流越大,
.
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整定参数举例例继续
第2章 微型计算机概述
( 2)允许滑差角
ey ?
断路器合闸的误差时间
t QF 0 . 5 0 . 2 0 . 1 ( s )
自动装置的误差时间
t c 0 . 05 ( s )
所以:
sy
0 . 199 0 . 15
Hale Waihona Puke Baidu
1 . 33 ( rad
/ s)
滑差角频率用标么值表
sy
ey
tc tQF
tc和 tQF 为自动装置、断路器的 动作误差时间
由允许的最大冲击电流
ey
决定
ey 2 arcsin
ih"m ( X
" q
X
x)
( rad
)
2 1.8
2
E
" q
.
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第2章 微型计算机概述
恒定越前时间并列装置的整定参数举例
[例题2。1]
已知
X
" q
0.125 , X X
.
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第2章 微型计算机概述
4、 yj s t yj
.
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第2章 微型计算机概述
四、恒定越前时间并列装置合闸参数的整定计算
1、恒定越前时间并列装置的整定参数有: (1)越前时间tyj tyj=tc+tQF tc为自动装置合闸信号回路的动作时间; tQF为并列断路器的合闸时间。
(2)允许电压差Us=0.1----0.15UN(额定电压) (3)允许滑差角频率ωsy
0.25, tQF
0.5s,
它的最大可能误差时间 为20 %,
自动并列装置最大误差 时间为 0.05 s,
发电机允许的最大冲击
电流为
I
" hm
2IGN ,
试计算允许合闸误差角 ey ?,允许滑差角 sy ?
与相应的脉动电压周期 TS ?
ey 2 arcsin
2 1 (0.125 0.25) 2 arcsin 0.0992 0,199 (rad ) 2 1.8 2 1.05
(2)UG≠Ux (电压不相等) (3)δe=δG- δx =0 (相位差等于0) 情况B:(1)ωG=ωx,或fG=fx (频率相等) (2)UG=Ux (电压相等) (3)δe=δG- δx≠0 (相位差不等于0) 情况C: (1)ωG≠ωx,或fG≠fx (频率不相等) (2)UG=Ux (电压相等) (3)δe=δG- δx=0 (相位差等于0)
us
US
cosG
X
2
t
US
2Um
X
sinst
2
2. US
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第2章 微型计算机概述
3、脉动电压的表达式2
当UG
U
X而 G
这时
X
U S 表达式:
us
US
cos
G
2
X
t
US
U
2 mX
U
2 mG
2U mX U mG
cos s t
当 s t 0时, U S U mG U mx
当 s t 时, U S U mG U mx
.
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第2章 微型计算机概述
(二) δe=δG-δx≠0 (相位差不等于0)时冲击电流 计算
(合闸相角有差)
I
" h
2Eq"
X
" q
Xx
sin e
2
X
" q
发电机交轴次瞬态电抗
Eq" 发电机交轴次瞬态电动势
.
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第2章 微型计算机概述
(三) 频率不相等时冲击电流计算 (ωG≠ωx,或fG≠fx (频率不相等)
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第2章 微型计算机概述
一、脉动电压(及其特性)
一、脉动电压(及其特性)
1、脉动电压是什么电压?
它是 :断路器QF两边电压UG和UX之差,是进入同步运行的过渡过程 中,合闸时断路器QF两边电压的脉动电压US值,与UG和UX的幅度 有关,和他们的初始相位差有关。
2、脉动电压的表达式1
当UG UX而G X这时US表达式:
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4、US电压波形图
第2章 微型计算机概述
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第2章 微型计算机概述
5、 图形说明了什么 在US的脉动电压波形中载有准同期并列所需要的信息===电压幅度 差、频率差、以及相角差以及相角差随着时间的变化规律。 为自动并列装置提供了并列条件信息和合适的合闸信号以及信号发 出的时机。
6、电压幅度差、频率差、以及相角差等参数的范围和要求:
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