电力系统自动化装置原理第二章精选文档.ppt

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1、电力系统自动化装置原理第二章本讲稿第一页，共二十页一、频率差调整一、频率差调整频率差调整的任务：频率差调整的任务：将发电机的频率调整到接近于电网频将发电机的频率调整到接近于电网频率，使频率差趋向于并列条件允许的范围。率，使频率差趋向于并列条件允许的范围。频率差控制任务频率差控制任务由频率差测量和频率差控制两部分组成。由频率差测量和频率差控制两部分组成。频率差测量判别频率差测量判别UG和和Ux电压频率的差值大小。电压频率的差值大小。频率差控制按照比例调节参照机组的转速调节特性，控制输频率差控制按照比例调节参照机组的转速调节特性，控制输出脉冲时间的长短。出脉冲时间的长短。本讲稿第二页，共二十页1

2、频率差测量频率差测量参照数字式频率测量的方法，自动并列装置可直接测参照数字式频率测量的方法，自动并列装置可直接测量量UG和和Ux两并列电压的频率两并列电压的频率fG、fx。本讲稿第三页，共二十页2 调节量控制调节量控制 发电机的转速按照比例调节准则，要求输出的脉冲时间发电机的转速按照比例调节准则，要求输出的脉冲时间的长短与频率差值的长短与频率差值 成比例。成比例。各个发电机组转速调整特性并不一致，因此调节量与各个发电机组转速调整特性并不一致，因此调节量与被调量的关系，即调节系数随机组而异。被调量的关系，即调节系数随机组而异。频率差调整输出的过程通道为执行继电器，继电器控制频率差调整输出的过程通

3、道为执行继电器，继电器控制调速机工作，继电器工作时间与输出调节脉冲时间长短有调速机工作，继电器工作时间与输出调节脉冲时间长短有关。关。本讲稿第四页，共二十页二、电压差调整二、电压差调整电压差调整的任务：电压差调整的任务：将发电机的电压调整到趋向于并列条将发电机的电压调整到趋向于并列条件允许的范围。件允许的范围。电压差的实施原理和频率差极其类似。电压差的实施原理和频率差极其类似。可间接测量电压幅值，再进行比较。可间接测量电压幅值，再进行比较。也可以直接测量电压差值，控制并列条件。也可以直接测量电压差值，控制并列条件。实施原则可参考频率差控制。实施原则可参考频率差控制。本讲稿第五页，共二十页第一节

4、第一节 概述概述第二节第二节 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理第三节第三节 自动并列装置的工作原理自动并列装置的工作原理第四节第四节 频率差与电压差的调整频率差与电压差的调整第五节第五节 数字型并列装置的组成数字型并列装置的组成本讲稿第六页，共二十页一、概述一、概述模拟式并列装置存在的主要问题：模拟式并列装置存在的主要问题：1.模拟式并列装置是认为模拟式并列装置是认为s是匀速的，但实际上是多变的，是匀速的，但实际上是多变的，如系统频率不很稳定或发电机转速是变化的，都会有不如系统频率不很稳定或发电机转速是变化的，都会有不同程度的加速度。同程度的加速度。2.特别是对合闸时间较长的断路器，合

5、闸瞬间相角差会很大，特别是对合闸时间较长的断路器，合闸瞬间相角差会很大，引起很大的冲击电流。为了获得稳定的引起很大的冲击电流。为了获得稳定的s，把并列过程拉得，把并列过程拉得很长。很长。3.另外，由于装置元件老化或因温度变化引起的参数变化，另外，由于装置元件老化或因温度变化引起的参数变化，也将使导前时间产生误差。也将使导前时间产生误差。本讲稿第七页，共二十页数字式并列装置定义及主要特点数字式并列装置定义及主要特点 定义：定义：借助于大规模集成电路中央处理单元（借助于大规模集成电路中央处理单元（CPU）的高速处理信）的高速处理信息能力，利用编制的程序，在硬件配下实现发电机并列操作。息能力，利用编

6、制的程序，在硬件配下实现发电机并列操作。主要特点：主要特点：由于利用微处理器具有高速运算功能和逻辑判断能力，由于利用微处理器具有高速运算功能和逻辑判断能力，使对机组的调节更加快速，更加精确，在频差满足要求使对机组的调节更加快速，更加精确，在频差满足要求后，随时确定理想导前相角，使合闸瞬间冲击电流更小，后，随时确定理想导前相角，使合闸瞬间冲击电流更小，同期过程缩短。同期过程缩短。本讲稿第八页，共二十页数字式并列装置定义及主要特点数字式并列装置定义及主要特点 优势：优势：CPU的指令周期以微秒计，这对于发电机频率为的指令周期以微秒计，这对于发电机频率为50hz，每周期每周期20ms的信号来说，可以

7、具有足够充裕的时间进行的信号来说，可以具有足够充裕的时间进行相角差和滑差角频率近乎瞬时值的计算。相角差和滑差角频率近乎瞬时值的计算。组成：组成：数字式由硬件和软件组成，两者协调配合完成同步发电数字式由硬件和软件组成，两者协调配合完成同步发电机组的并列控制任务。机组的并列控制任务。本讲稿第九页，共二十页二、硬件电路二、硬件电路本讲稿第十页，共二十页（一）主机（一）主机 CPU和存贮器（和存贮器（RAM、ROM）一起称为主机。）一起称为主机。变量存放在变量存放在RAM内，固定的参数和设定值确定理想导前相角，内，固定的参数和设定值确定理想导前相角，使合闸瞬间冲击电流最小。编制的程序，则固化存放在使合

8、闸瞬间冲击电流最小。编制的程序，则固化存放在ROM内。内。自动并列装置的重要参数：断路器合闸时间、频率差和电自动并列装置的重要参数：断路器合闸时间、频率差和电压差允许值、转差角加速度计算系数、频率和电压控制调压差允许值、转差角加速度计算系数、频率和电压控制调节的脉冲宽度等，存放在节的脉冲宽度等，存放在EPROM中。中。本讲稿第十一页，共二十页（二）输入输出接口电路（二）输入输出接口电路 在计算机控制系统中，输入、输出过程通道的在计算机控制系统中，输入、输出过程通道的信息不能直接与主机的总线相接，它必须由接信息不能直接与主机的总线相接，它必须由接口电路来完成信息传递任务。口电路来完成信息传递任务

9、。现在各种型号的现在各种型号的CPU芯片都有相应的通用接口芯芯片都有相应的通用接口芯片供选用。它们有串行接口、并行接口、管理接片供选用。它们有串行接口、并行接口、管理接口（计数口（计数/定时、中断管理等）、模拟量数字量定时、中断管理等）、模拟量数字量间转换（间转换（A/D、D/A）等电路。）等电路。本讲稿第十二页，共二十页（三）输入输出过程通道（三）输入输出过程通道A、输入通道、输入通道 并列装置在现场工作输入信息有：并列装置在现场工作输入信息有：1）状态量输入。并列点两侧电压互感器二次）状态量输入。并列点两侧电压互感器二次侧交流电压信号中提取电压幅值、频率和相侧交流电压信号中提取电压幅值、频

10、率和相角差等三种信息，作为并列操作的依据。角差等三种信息，作为并列操作的依据。2）并列点数字量。如）并列点数字量。如越前时间越前时间，允许滑差，允，允许滑差，允许电压差许电压差 等，用于调用与并列点对应的一套参等，用于调用与并列点对应的一套参数数 3）工作状态及复位按钮。）工作状态及复位按钮。本讲稿第十三页，共二十页（三）输入输出过程通道（三）输入输出过程通道B、输出通道、输出通道 发电机转速调节的增速、减速信号；发电机转速调节的增速、减速信号；调节发电机电压的升压、降压信号；调节发电机电压的升压、降压信号；并列断路器合闸脉冲控制信号。并列断路器合闸脉冲控制信号。这些控制信号可由并行接口电路输

11、出，经放大后这些控制信号可由并行接口电路输出，经放大后驱动继电器用触点控制相应的电路。驱动继电器用触点控制相应的电路。本讲稿第十四页，共二十页（四）人机联系（四）人机联系这这是是计计算算机机控控制制系系统统必必备备的的设设施施，属属常常规规外外部部设设备备。用用于于程程序序调调试试、设设置置或或修修改改参参数数。显显示示并并列列过过程程主主要要变量。变量。常用的设备有：常用的设备有：键盘键盘用于输入程序、数据和命令。用于输入程序、数据和命令。按钮按钮供运行人员操作。供运行人员操作。CRT、LCD显显示示器器生生产产厂厂家家及及现现场场应应用用人人员员调试程序或定值输入及相操作的显示调试程序或定

12、值输入及相操作的显示 数数码码和和发发光光二二极极管管显显示示指指示示为为操操作作人人员员提提供供直直观的显示方式，以利于对并列过程的监控。观的显示方式，以利于对并列过程的监控。本讲稿第十五页，共二十页三、并列装置的软件三、并列装置的软件1 主主程程序序本讲稿第十六页，共二十页2 并并列列条条件件检检测测程程序序本讲稿第十七页，共二十页 本章小结本章小结 1.1.基本内容：基本内容：基本内容：基本内容：自动并列装置的基本原理自动并列装置的基本原理自动并列装置的基本原理自动并列装置的基本原理 自动装并列装置的工作原理自动装并列装置的工作原理自动装并列装置的工作原理自动装并列装置的工作原理 微机型

13、并列装置的组成微机型并列装置的组成微机型并列装置的组成微机型并列装置的组成 2.2.本章难点：本章难点：本章难点：本章难点：准同期并列装置的脉动电压准同期并列装置的脉动电压准同期并列装置的脉动电压准同期并列装置的脉动电压 自动并列原理中的整步电压自动并列原理中的整步电压自动并列原理中的整步电压自动并列原理中的整步电压 本讲稿第十八页，共二十页作业：1.已知发电机准同步并列允许电压差为额定电压的5%，允许频率差为额定频率的0.2%，并列断路器合闸时间为0.2s。问：图中正弦整步电压波形是否满足电压差和频率差条件？并画出合闸脉冲（低电平有效）。本讲稿第十九页，共二十页2.利用线性整步电压如何检测发电机是否满足准同期并列条件？本讲稿第二十页，共二十页