电力系统自动控制理论chapter1-3恒定越前时间并列装置.ppt

相角差 YJ进行整定，则有如下关系：SYtYJ StA ,即
tA
SY S
tYJ
第三节 恒定越前时间并列装置
当 S SY 时 tA tYJ 当 S SY 时 tA tYJ
当 S SY 时 tA tYJ
只有当 tA tYJ ，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
U R2
t
与所取时间标尺的方 向相反，即为“越前” 时间，故为恒定越前
t
U R2
U R2
图1-15 恒定越前时间电平检测器原理示意图
时间。
U SL
图1-15表示在不同 的滑差周期下，越 前时间能够恒定的 示意图。
U SLK
t A1
tA2
t
TS1
TS 2
图1-16 恒定越前相角电平检测器工作原理图
第三节 恒定越前时间并列装置
一、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 USLK 时，检测器动作，输出低电平，滑差减小，
即
TS1
TS
，恒定越前相角检测器动作时间
2
t
A1、t
A2
随之
不断加大。
如果将图中 USLK 按允许滑差 SY 下恒定越前时间 tYJ的
a
U sL U sLm
0
e
b
图 1-11 线性整步电压与相角差的关系
第三节
uG u x
o
uG o
ux
o
uy
恒定越前时间并列装置
uG
ux
t
a
b
t
c
t
o
u sL
o
d
t
U sLm
t
o
o
e
e 2
图1-12 全波线性整步电压
第三节 恒定越前时间并列装置
线性整步电压的数学描述可用两个直线方程表示为：
即：
R2 U SLm
R1 R2
S tYJ
U SLm S
R1 R2 R1 R2
C
R2 R1 R2
U SLm
1 StYJ S R1C 1
StYJ S R1C 0
tYJ R1C
第三节 恒定越前时间并列装置
电平检测器反转瞬间
U SL
tYJ
tYJ
的值与无关，而是仅
与及的数值有关的常 量，右端的负号表示
U R2
USLm St
R1R2 R1 R2
C
dU SL dt
R1R2 R1 R2
C
S t 0
第三节 恒定越前时间并列装置
在 S t 0 区间，若电平检测器翻转电平
为
R2 R1 R2
U SLm
，翻转时间为
tYJ
，则动作的
临界条件为： Leabharlann BaiduR 2
U R2
R1
R2
R2
U
SLm
一、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 行作环 为节发两升部速分脉组冲成或。减前速者脉判冲别的依U•G据和。U后•X 者间按频比率例的调高节低的， 要求，调整发电机组的转速。
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 恒定越前时间并列装置
七． 压差控制 在并列操作过程中，自动调节待并发电机的电压，
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。
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 恒定越前时间并列装置
五. 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
非门
U sLK
与门 Y1
S 双稳记忆
SZ
U U
U U
U
图1-17 合闸控制逻辑框图
动作合闸
与门 Y2
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 tYJ 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。
第三节 恒定越前时间并列装置
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 为高电平“1”，两者不同时则输出为低电平“0”。
(3)滤波电路和射极跟随器输出。为了获得线性整
步电压U SL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
第三节 恒定越前时间并列装置
(一)滑差方向的检测原理
当始终fG 超U• G前f X , S
0 时，在相角
；
•
UX
e
自0º运动到180º的过程中，
当 •
U
fG fX ,S X 始终超前
0 时，在 •
UG
e 自0º运动到180º的过程中，
因过此 程，中要的判任断一时间S 的，方看向U• ，G 和只U需• X在谁超e前自谁0º滞运后动就到可18以0º了的。
一般呈三角形波形。其特点如下：
当 e G X 在0 ~ 区间时，UsL 与 e成反比
当 e 0 时，UsL为最大值U sLm
在 ~ 0 区间时，UsL与 e 成正比
g
g
由此可见，UsL与 e之间是分段的比例关系，UG 与U X和
无关
第三节 恒定越前时间并列装置
UG G
UX X
e
第三节 恒定越前时间并列装置
2.越前鉴别
•
•
•
•
判定UG和U X 谁是越前电压。输入信号为UG和U X 的方波。
在增越速前脉相冲角回路 e输为出0~一π系区列间正内脉，冲当；fG
f
时，越前鉴别的
X
若 fG 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
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 恒定越前时间并列装置
一、线性整步电压 UsL
指其幅值在以周期内与相角差 e分段按比例变化的电压，
调速脉冲。
其余时间被闭锁，不乏
Y5、Y6 调速脉冲，如图119所示。
UG、U X 方波
越前鉴别
减速 增速
U SL
区间鉴别 e 50o
图1-19 频图差1-19控频制差控框制框图图
与门 Y5 减速脉冲
与门
增速脉冲
Y6
第三节 恒定越前时间并列装置
UG t
UX
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 恒定越前时间并列装置
U R2为图1-14输出电压 U R 2 与 U R2 的叠加。
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
UR 2
R2 U SLm
R1 R2
St
S t 0
在图1-14（c）中，若
TS
R1R2 R1 R2
C ，则
U sL
U sLm
e
U sL
U sLm
e
e 0 0 e
式中 UsLm ——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 恒定越前时间并列装置
g
g
(1)整形电路是将UG 和 UX 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UG、U X
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
R1
U SL
C R2
电 恒定越前
平
时间信号
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
U SL
U
R2
R1
U SL
C R2 U R 2
C
U SL R1 R2 U R2
a
b
c
图1-14 利用叠加原理求UR2示意图
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。 U&X
U SL
U&G
U&G
S 0
e e
S 0
a
0
b
图1-18 滑差方向的检测原理图
e
第三节 恒定越前时间并列装置
(一) 频差控制框图
2.区间鉴别
区间鉴别只在e 50时
发一个宽度恒定的脉冲使
与门开放一段时间，发出
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 恒定越前时间并列装置
一、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。
g
g
电压差检测可直接用UG 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。