《电力系统自动化》第二章.ppt

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1、电力系统自动装置原理,上海交通大学 电气工程系,第二章 同步发电机的自动并列,主要内容,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 并列的现实情况分析原则发电机合闸时，冲击电流应尽可能小（小于允许值）发电机合闸后，应尽快拉入同步,概 述,概 述,发电机的并列方法准同期并列：严格按照发电机理想并列条件进行并列。自同期并列：,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。缺点：冲击电流大；引起系统电压突降；应用受限。,发电机G电压系统电压两者的电压差称为滑差电压,概 述,发电机准同期并列条件的分析,电压幅值差 设，频率与相角相等。回忆冲击电流的定

2、义。此时冲击电流，主要为无功分量。最大值相角差 设，频率与电压相等。此时冲击电流，较小时，主要为有功分量。,概 述,频率差脉动电压的表现形式 设，电压的幅值相等。设初相角为零。,概 述,脉动电压幅值,滑差频率脉动周期,概 述,相量图,波形图,准同期并列的基本原理,脉动电压分析（为了方便，往往只考虑脉动电压绝对值）,准同期并列的基本原理,脉动电压中包括信息如下：电压幅值差。最佳为 的值最小，二电压重合时判别。频率差，显示出相角差随时间变化的规律。提问：如果能保证电压等、脉动电压过零处合闸，还考虑频率差吗？要求 小于某一允许的值，相当于要求脉动电压周期 大于某一给定的值。最佳是在 与 重合时合闸，

3、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。简述高压开关的控制过程（知识拓展，不要求同学掌握):开关量输出-开关继电器闭合，交流回路接通-操动机构受电磁力启动，带动断路器动触头移动,准同期并列的基本原理,恒定越前相角准同期恒定越前时间准同期,根据相角差的变化规律，可求得合闸指令最佳发出时机。(好比追人）从指令发出，到合闸结束，需要经历两个过程：1）合闸信号输出回路的动作时间2）断路器合闸时间,可采用两种方式,准同期并列的基本原理,准同期并列装置的原理并列装置的构成自动化程度一般分为,频率差控制单元,电压差控制单元,合闸信号控制单元,半自动全自动,准同期并列的基本原理,恒定越前相

4、角准同期 提前量信号取某一恒定相角。断路器的合闸时间为。同期装置动作时间为。,最佳滑差角频率,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,恒定越前时间准同期 提前量信号取恒定时间,理论上可以完全无冲击，但是动作时间存在误差，设 为允许合闸相角。,所以，还是要限制,准同期并列的基本原理,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：f1500.1cost Hz，f2=50+0.1sin2t Hz，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。,分析讲解：,合闸相角差满足关系式：,先不考虑提

5、前量，对式(1)积分得到合闸相角差表达式，并令其为0，则有：,整理后有：,注：由式(2)得到式(4)也是本习题巧妙设计之处。,准同期并列的基本原理,同步发电机的自动并列 例题精讲,分析讲解：,考虑时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻为：3.376秒，,用作图法解方程(4)：t=3.516秒，,逻辑关系满足即可以合闸。必须在 之前判定完毕。,自动并列装置的工作原理,装置的控制逻辑,电压差、频率差判别区,正弦整步电压法,采用 与 直接做差，得到正弦性的包络线来判别。误差较大。,自动并列装置的工作原理,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。,线性整步电压法,采用三角

6、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,正弦整步电压法,线性整步电压法,板书图示半波线性整步电压法的逻辑：正方波+负方波进行与门(or 同或门）逻辑，获得矩形波再滤波成为三角波,自动并列装置的工作原理,相角差 原理：矩形波的宽度（变化）与 相对应。在数字式准同期装置中采用。分析：假设系统频率为额定值50Hz，待并发电机频率低于50Hz。(方波+异或电路),计算公式：,角度增大时角度减小时,准同期并列的基本原理,装置内部控制和算法最佳合闸相角,发出合闸信号的条件：有可能错过合闸时刻。,恒定,等速变化,这个“2”有点忽悠人！你不妨忘记它！符号用得也跟前

7、面重复了！,准同期并列的基本原理,频差检测 都要受到限制。可采用电压频率测量法（）求得:整形、二分频、定时/计数电压差检测 a、直接读入法：采用交流采样 A/D CPU b、直接比较法：例图2-25（b），电路图不要求掌握,频率差与电压差控制,频率差控制频率差检测,发调速脉冲，不进行越前时间合闸控制计算。,不发调速脉冲，进行越前时间合闸控制计算。,输出减速脉冲信号输出加速脉冲信号,调节量控制：脉冲长度与f成正比电压差调整（与频率差控制类似）,微机型并列装置的组成,概述硬件电路软件,主机 输入/输出 过程通道 人机,内容回顾,同步发电机自动并列操作过程及遵循原则；准同期并列条件分析；准同期并列的基本原理；并列信号检测及并列合闸控制；数字型并列装置的组成。参考教材：杨冠城.电力系统自动装置原理第四版.第二章.,Thank You!,