chapter1-3恒定越前时间并列装置

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。XGUU若：若XGUU：KZ——整流系数tYJwSUS第三节恒定越前时间并列装置oUS1s2stTs1Ts2txGUU1s2sUSo图1-6UG=Ux时Us的波形Ts1Ts2图1-7UG与Ux不等时Us的波形xGUU特点：正弦型整步电压不仅是相角差的函数，还与电压差有关。此并列条件检测引入误差成为合闸误差的原因之一。应用：早期曾采用，现已被“线性整步电压”替代。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.线性整步电压sLU线性整步电压：指其幅值在一周期内与相角差e分段按比例变化的电压，一般呈三角形波形。其特点如下：当XGe在0~区间时，sLU与e成反比当0e时，sLU为最大值sLmU，在~0区间时，sLU与e成正比，由此可见，sLU与e之间是分段的比例关系，与GU和XU幅值无关XsLUsLmUGUXU0eeGab图1-11线性整步电压与相角差的关系因此：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。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：式中sLmU——三角波的顶值电压0ee0esLmsLesLmsLUUUUXsLUsLmUGUXU0eeGab图1-11线性整步电压与相角差的关系第三节恒定越前时间并列装置ttteGuxuGuxuGuxuoooyusLusLmUtabcde2o图1-12全波线性整步电压tooo整形电路：形成方波相敏电路滤波电路线性整步电压电路组成：整形电路、相敏电路、滤波电路。第三节恒定越前时间并列装置（1）整形电路是将GU和XU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GU、XU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）滤波电路由低通滤波器和射极跟随器组成，是为了获得线性整步电压SLU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二．恒定越前时间发电机与系统电压在频率和相角基本相同的情况下（不能完全相同），在发电机电压与系统电压的相角差为零之前一个恒定时间，向发电机断路器发出闭合信号，将发电机并入电力系统。这个越前时间等于发电机断路器的标称合闸时间。0恒定越前一个恒定时间的目的：使合闸瞬间第三节恒定越前时间并列装置二．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SLU1RC2R器测检平电时间信号恒定越前图1-13恒定越前时间部分第三节恒定越前时间并列装置c2RUSLU1R2RCSLU1R2RCSLU1R2RC2RU2RUab图1-14利用叠加原理求UR2示意图UR2为图1-14输出电压U’R2与U’’R2的叠加。由于电容器的容量很小，容抗很大，其作用可以忽略，故tURRRUSSLmR2122若,则CRRRRTS2121CRRRRUCRRRRdtdUUSSLmSLR2121212120tS第三节恒定越前时间并列装置在0tS区间，若电平检测器翻转电平为SLmURRR212，翻转时间为YJt，则动作的临界条件为：SLmRRURRRUU21222即：SLmSSLmYJSSLmURRRCRRRRUtURRR2122121212111CRtSYJS01CRtSYJSCRtYJ1第三节恒定越前时间并列装置电平检测器翻转瞬间的YJt值与S无关，而是仅与1R及C的数值有关的常量，右端的负号表示与所取时间标尺的方向相反，即为“越前”时间，故YJt为恒定越前时间。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。1SYJtSLU2RU2RU2RUttYJt图1-15恒定越前时间电平检测器原理示意图2AtSLUSLKU1ST2STt1At图1-16恒定越前相角电平检测器工作原理图2SYJtU第三节恒定越前时间并列装置三.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。恒定越前相角电平检测器输入SLU，当SLU等于或大于整定电平SLKU时，检测器动作，输出低电平。如果将SLKU按允许滑差SY下恒定越前时间YJt的相角差YJ进行整定，则有如下关系：ASYJSYttYJSSYAtt第三节恒定越前时间并列装置当SYS时YJAtt当SYS时YJAtt当SYS时YJAtt只有当YJAtt，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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。SSYYJAttSLU1RC2R器测检平电时间信号恒定越前图1-13恒定越前时间部分第三节恒定越前时间并列装置四.电压差检测由于线性整步电压不载有并列点两侧电压幅值的信息，所以就无法作为电压差的检测。电压差检测可直接用GU和XU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。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YJt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YJt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。StYJUsLKUUUUU1Y2YUSZ非门与门与门双稳记忆动作合闸图1-17合闸控制逻辑框图第三节恒定越前时间并列装置六.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。如果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。发出的调节量大小与频率差值大小对应。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环节两部分组成。前者判别GU和XU间频率的高低，作为发升速脉冲或减速脉冲的依据。后者按比例调节的要求，调整发电机组的转速。第三节恒定越前时间并列装置（一）滑差方向的检测原理当0,SXGff时，在相角e自0º运动到180º的过程中，GU始终超前XU；当0,SXGff时，在e自0º运动到180º的过程中，XU始终超前GU，因此，要判断S的方向，可通过越前鉴别和区间鉴别来实现。GUGUXU0S0SeeaSLUb0e图1-18滑差方向的检测原理图第三节恒定越前时间并列装置（二）频差控制框图1.区间鉴别区间鉴别只在50e时发一个宽度恒定的脉冲使与门65YY、开放一段时间，发出调速脉冲。其余时间65YY、被闭锁，不乏调速脉冲，如图1-19所示。方波、XGUUSLU5Y6Y50e越前鉴别区间鉴别减速增速增速脉冲减速脉冲与门与门图1-19频差控制框图第三节恒定越前时间并列装置图1-20频差控制波形图GUXUSLUttttt050增速减速2.越前鉴别判定和谁是越前电压。输入信号为和的方波。在越前相角为0~π区间内，当fGfX时，越前鉴别的增速脉冲回路输出一系列正脉冲；若fGfX，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。GUXUGUXUe第三节恒定越前时间并列装置3.比例调节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。构成框图由电压差方向测量环节和脉冲展宽电路组成。复习与思考1.何谓整步电压？2.如何利用线性整步电压来实现对频差大小的检查？并说明其工作原理3.同步发电机以自动准同期方式并列时，说明产生冲击电流的原因。又为何要检查并列合闸时的滑差？