文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 一种新型的微机自动准同期装置

一种新型的微机自动准同期装置

一种新型的微机自动准同期装置

粟 梅1,郭旭东2,官诗军3

(11中南工业大学,长沙410013;21长沙华能自动化研究所,长沙410013;31长阳水利电力设计院,长阳443500)

关键词:自动准同期;滑差周期;自动调压;自动调频中图分类号:TM 762

收稿日期:1999211209。

自动准同期装置是发电厂同期并列的最佳装置[1]。随着微机技术的快速发展,将微机技术引入电力系统已形成一种崭新的局面。在反复分析现有同类装置优缺点之后,我们设计了一种以80C 196作为CPU 的W ZZ Q 微机自动准同期装置。

1 准同期并列的条件

准同期并列要求在合闸前调节待并发电机或待并系统同时满足以下4个条件:

a 1应核实待并发电机和系统相序,确保相同。

b 1应使待并发电机的频率接近系统频率。一般频差最大不超过014H z ,本装置控制在0133H z 以内。

c 1应使待并发电机和系统电压接近相等,一般电压差应在10%以内。

d 1应使得在并网合闸时刻,待并发电机与系统相角差趋于零。通常此相角差不宜超过10°。

假如待并发电机和电力系统之间满足上述4个条件,则发电机投入瞬间冲击电流很小,能马上拉入同步,对系统扰动最小。

2 微机自动准同期装置的构成

W ZZ Q 微机自动准同期装置(如图1)属于恒定越前时间自动并列装置,当压差和频差在允许范围内,即在已设定的越前时刻,发出合闸信号,以保证经一个断路器合闸时间后,即发电机并网瞬间,待并发电机电压与系统电压相角差尽可能接近零,若压差或频差条件中任意一个不满足,立即闭锁同期合

闸环节。这时将通过测频环节测出待并发电机转速的快慢,相应发出减速或增速脉冲,并通过测压部分检查发电机电压高低,相应发出降压或升压脉冲。

导前时间是通过4位拨码送入微机的,每一位代表0.1s ,所以4位拨码所代表的数值变化范围是0000~1111,其相对应的导前时间为011s ~116s

一种新型的微机自动准同期装置

,

图1 自动准同期装置系统框图F ig 11 Block d i agram of auto ma tic

synchron iza tion dev ice

一旦断路器合闸时间测定,则通过拨码将该值固定。

滑差周期(发电机端电压与系统电压之差所形成的脉动电压信号周期)的选定也是通过3位拨码送入微机,每位代表1.0s ,3位拨码范围为0~7,实际代表的滑差周期为310s ~1010s 。

本装置将发电机电压互感器(TV )、系统TV 送进来的信号,经过小TV 隔离降压,分别分成2路:一路经过电压形成回路,整流滤波转换成0~5V 的标准电压信号,当TV 送来信号为100V 时,A D 输入信号取3.20V ;另一路经过方波信号形成回路转换为方波信号,经过中间环节处理后送入80C 196高速输入通道供测频采集。

自动调压部分:微机系统通过A D 通道采集发电机电压与系统电压,经电压转换回路将信号幅值变换为0~5V ,发电机电压信号进入A CH 4通道,系统电压信号进入A CH 5通道,采集周期为10m s 。当发电机电压低于系统电压时,发出连续升压信号,直至发电机电压与系统电压的偏差值小于5%。

自动调频部分:通过80C 196高速输入通道对发电机频率信号、系统频率信号依次进行采集。如果发电机电压频率低于系统电压频率,则发出升速信号,如果发电机电压频率高于系统电压频率,则发出降速信号,直至频率之差小于0133H z 。

自动同期合闸:当发电机电压与系统电压差值在10%以内,同时发电机电压频率与系统电压频率

062000年2月10日

Feb .10,2000

差值不超过0133H z ,满足滑差周期设定的要求,对发电机电压频率信号进行严密监视,如果在某段时间内(如310s ~1010s ),发电机速度平稳、频率保持相对稳定,也就是说,滑差率相对稳定。发电机电压信号与系统电压信号在一个滑差周期内必有一个同步时刻为最佳同步并列点。在下一个滑差周期内同步点到来之前准备进行同期合闸。合闸脉冲发出时刻为下一个同步时刻到来之前的一个时间提前量,该时间提前量为断路器合闸所需的时间。

出口执行及信号显示:出口执行部分主要由输入输出接口芯片8255、光电隔离器TL P 521-4及7路大功率反向驱动器1416和12V 松下继电器构成,共有5个继电器,分别承担增速、减速、升压、降压及同期合闸功能。其中增速与减速继电器通过各自的常闭触点互相闭锁,升压与降压继电器也以互锁处理。每个继电器通过辅助触点点亮面板上相应指示灯,作为功能指示。

本装置除具有手动投入开关外,同时也接收来自机组转速信号装置的转速接点信号或其他控制信号作为装置自动投入受控信号,直至将机组同期并列完成后,由发电机出口断路器的常开辅助触点的闭合信号关闭自动准同期装置。由此完成从自动投入,自动并列,直至自动退出的一系列自动化操作。

3 同期并列有关计算方法

假定系统电压频率为50100H z ,断路器合闸时间为013s ,设定滑差周期为310s ,发电机端电压信号周期为T (f ),发电机端电压信号频率为F (g ),当F (g )<50H z 时,系统电压信号从本次同步至下次同步需要多经历一个工频周期,方可与发电机电压信号再达同步条件;当F (g )>50H z 时,系统电压从本次同步至下次同步比发电机电压信号少经历一个工频周期,即与发电机电压信号达到同步。以F (g )<50H z 为例,进行计算。由

310T (f ) 0102=310×01020 0102+01020得T (f )=01020 13s

{F (g )}H z =1 01020 13=49167

断路器合闸时间为15个系统周期,即应在下一个同步时刻到来之前提前15个系统周期发出合闸信号,此刻系统电压与发电机端电压脉冲相与之后的正脉冲宽度T P 也作为判断条件。在前半个滑差周期内,T P 逐步减小,在后半个滑差周期内,T P 逐步增加。

同步信号发出时,在上述条件下,该脉冲宽度T P 为:

{T P }m s =10-0113×15=8100

不同滑差周期计算结果见表1。

表1 不同滑差周期对应的参数表Table 1 Electr ic param eters under d ifferen t d ifferen ti a l per iods

滑差周期 s

机端电压

周期 m s

机端电压

频率 H z

正脉冲

宽度 m s

31002011349167810041002011049175815051002010849180818061002010749185911071002010649186911581002010549187912591002010449189913410100

20103

49190

9140

4 结语

一般而言,同期并列时冲击电流越小越好,理论

上希望滑差周期尽可能长一些,这样却导致调节过程相对较长。实际操作中,在满足冲击电流要求情况下,综合考虑快速性的特点,一般建议滑差周期取310s ~810s 。从近2年几十座中小型发电厂使用情况看,在上述范围内,滑差周期相对短一些,效果更好,整个自动准同期过程,调节迅速,并列平稳,成功率达100%。该装置由长沙华能自动化控制有限公司严格遵照ISO 9001质量标准体系设计生产,性能价格比高,受到用户的一致好评。

参考文献

1 钱晟,汪福明,黄立军(Q ian Sheng ,W ang Fum ing ,

H uang L ijun ).智能双微机自动准同期装置的设计(T he D esign of In telligen t D ual 2M icrocompu ter A u tom atic Synch ron izati on D evice ).电力系统自动化(A u tom ati on of E lectric Pow er System s ),1999,23(14)

粟 梅,女,硕士,副所长,现从事电力系统自动化方面的教学及科研工作。

郭旭东,男,所长,高级工程师,长期从事电力系统综合自动化方面的科研工作。

官诗军,男,高级工程师,长期从事电力系统设计工作。

NE W T Y PE M I CROPROCESS OR -BASED AUT OM AT I C S Y NCHRON IZAT I ON D EV I CE

S u M ei ;Cen tral 2Sou th U n iversity of T echno logy ΚChangsha 410013ΚCh ina Γ

Guo X ud ong ;Changsha H ua’neng A u tom ati on R esearch In stitu te ΚChangsha 410013ΚCh ina ΓGuan S h ijun ;Changyang H ydro and E lectric Pow er D esign In stitu te ΚChangyang 443500ΚCh ina Γ

Keywords Πau tom atic synch ron izati on Μdifferen tial peri od Μau tom atic vo ltage adju stm en t Μau tom atic frequency adju stm en t

1

6?新产品? 粟 梅等 一种新型的微机自动准同期装置