SID2CM微机同期控制器说明书.docx
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1、SID-2CM 系列微机同期掌握器说明书深圳市智能设备开发二一O 年六月三十日SID-2CM 系列微机同期掌握器说明书目录 概述 1 主要功能 32 技术指标2二 工作原理41 电力系统并网的两种状况 42 差频并网合闸角的数学模型43 均频与均压掌握的方式 4三 构造与接线 51 外形尺寸 52 面板说明 53 后面板说明 6四 使用说明91 参数整定 92 工作 123 测试 134 测试模块的使用 15五 SID-2CM 型掌握器与上位掌握机的联机 161 硬件连接 162 掌握器设置 163 上位机监控软件 16六 SID-2CM 微机同期掌握器端子接线表 17 七 SID-2CM 微
2、机同期掌握器二次线设计例如 18 附录 参数整定范围和步长 19 附录 通讯协议见附件22 年前,世界第一台微机同期装置从这里诞生!今日,从这里发出的微机同期装置已遍布全国,并跨出了国门! 国内外有哪个微机同期装置比 SID-2 经受考验的时间更长远? 国内外有哪个微机同期装置比 SID-2 经受考验的层面更广泛?附录 同期二次接线设计要点 192003 年 12 月3一、概述SID-2C 是深圳市智能设备开发在总结前七代产品运行阅历的根底上,在硬件设计及软件设计上作了较大的改进。除了保存原有产品的准确性及快速性的优点外,还增加了全汉字显示及与上位机进展通讯的功能。这为电站分布式掌握系统DCS
3、增加了一个重要的智能终端。不仅使运行人员在同期掌握器的安装现场可以看到有关并网过程中的各种信息,还能在远方的集控站对并网过程了如指掌。SID-2C 系列微机同期掌握器有两类产品:SID-2CT 适用于 112 条线路并网用,SID-2CM 适用于 112 台、条发电机或线路并网复用。各类产品均备有内置试验检测单元,毋需借助其它仪器设备即可进展掌握器的例行试验、故障检测及外电路正确性校核等工作。SID-2C 系列微机同期掌握器的突出特点是确保以最短的时间和良好的掌握品质促成同期条件的实现,并不失时机的捕获到第一次消灭的并网时机。本使用说明书可供 8 个同期点的 SID-2CM-8 和 12 个同
4、期点的SID-2CM-12 共用。1 主要功能:1) SID-2CM 有 812 个通道可供 112 台、条发电机或线路并网复用,或多台同期装置互为备用, 具备自动识别并网对象类别及并网性质的功能。2) 设置参数有:断路器合闸时间、允许压差、过电压保护值、允许频差、均频掌握系数、均压掌握系数、允许功角、并列点两侧TV 二次电压实际额定值、系统侧TV 二次转角、同频调速脉宽、并列点两侧低压闭锁值、同频阈值、单侧无压合闸、无压空合闸、同步表功能。 3掌握器以准确严密的数学模型,确保差频并网发电机对系统或两解列系统间的线路并网时捕 捉第一次消灭的零相差,进展无冲击并网。 4掌握器在发电机并网过程中按
5、模糊掌握理论的算法,对机组频率及电压进展掌握,确保最快最平 稳地使频差及压差进入整定范围,实现更为快速的并网。5) 掌握器具备自动识别差频或同频并网功能。在进展线路同频并网合环时,如并列点两侧功角及压差小于整定值将马上实施并网操作,否则就进入等待状态,并发出遥信信号。6掌握器能适应任意 TV 二次电压,并具备自动转角功能。7) 掌握器运行过程中定时自检,如出错,将报警,并文字提示。8) 在并列点两侧TV 信号接入后而掌握器失去电源时将报警。三相 TV 二次断线时也报警,并闭锁同期操作及无压合闸。9) 发电机并网过程中消灭同频时,掌握器将自动给出加速掌握命令,消退同频状态。掌握器可确保在需要时不
6、消灭逆功率并网。10) 掌握器完成并网操作后将自动显示断路器合闸回路实测时间,并保存最近的 8 次实测值,以供校核断路器合闸时间整定值的准确性。11) 掌握器供给与上位机的通讯接口 RS-232、RS-485,并供给通讯协议,和必需的开关量应答信号,以满足将同期掌握器纳入 DCS 系统的需要。12) 掌握器承受了全封闭和严密的电磁及光电隔离措施,能适应恶劣的工作环境。13) 掌握器供电电源为交直流两用型,能自动适应 48V、110V、220V 交直流电源供电。14) 掌握器输出的调速、调压及信号继电器为小型电磁继电器,合闸继电器则有小型电磁继电器及特制高速、高抗扰光隔离无触点大功率MOSFET
7、 继电器两类供选择,后者动作时间不大于2 毫秒,长期工作电压直流 250V,接点容量直流 5 安。在接点容量许可的状况下,可直接驱动断路器,消退了外加电磁型中间继电器的反电势干扰。(该继电器为选购件)。15) 掌握器内置完全独立的调试、检测、校验用试验装置,不需任何仪器设备即可在现场进展检测与试验。16) 可承受上位机指令实施并列点单侧无压合闸或无压空合闸。17) 在需要时可作为智能同步表使用。2 技术指标1) 输入待并断路器两侧的 TV 二次电压为 100 伏或 100/ 3 伏,或一侧为线电压,另一侧为相电压。各并列点均可分别对系统侧 TV 二次电压进展转角设置,故不需隔离变压器和转角变压
8、器。2) 全部输入开关量并列点选择、远方复位、起动同期工作、单侧无压合闸确认、无压空合闸确认、断路器关心接点等均为常开空接点。 3输出开关量加速、减速、升压、降压、合闸、功角越限、报警、失电等掌握信号使用小型电磁继电器常开空接点“失电”为常闭,接点容量 220VAC,5A 或 220V DC,0.5A。在合闸回路使用光隔离无触点 MOS 继电器时为 250VDC.5A选件。4) RS-232 及 RS-485 通讯接口各一个。5) 工作电源 48220 伏交直流电源均可,功耗不大于 20 伏安。6) 绝缘强度:弱电回路对地:500 伏 50 赫 1 分钟强电回路对地:2000 伏 50 赫 1
9、 分钟强弱电回路间:1000 伏 50 赫 1 分钟7) 工作环境:工作温度:0C50C、贮存温度:-2070 相对湿度:不大于 90%1 电力系统并网的两种状况二 工作原理并网的精准定义:断路器两侧都存在电源的合闸操作称之为并网,并网有以下两种状况: 1 差频并网:发电机与系统并网和已解列两系统间联络线并网都属差频并网。按准同期条件并网时需实现并列点两侧的电压相近、频率相近在相角差为 0 度时完成并网操作。2) 同频并网:未解列两系统间联络线并网属同频并网或合环。这是因并列点两侧频率一样,但两侧会消灭一个功角d,d的值与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比例。 这种状况的并
10、网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时即可实施并网操作。并 网瞬间并列点断路器两侧的功角马上消逝,系统潮流将重分布。因此,同频并网的允许功角整定 值取决于系统潮流重分布后不致引起投入线路的继电保护误动,或导致并列点两侧系统失步。2 差频并网合闸角的数学模型准同期的三个条件是压差、频差在允许值范围内时应在相角差j为零时完成并网。压差和频差的 存在将导致并网瞬间并列点两侧会消灭肯定无功功率和有功功率的交换,不管是发电机对系统,或 系统对系统并网对这种功率交换都有相当承受力。因此,并网过程中为了实现快速并网,不必对压 差和频差的整定值限制太严,以免影响并网速度。但发电机并网时角差的存
11、在将会导致机组的损伤, 甚至会诱发后果更为严峻的次同步谐振扭振。因此一个好的同期装置应确保在相差j为零时完成 并网。在差频并网时,特别是发电机对系统并网时,发电机组的转速在调速器的作用下不断在变化, 因此发电机对系统的频差不是常数, 而是包含有一阶、二阶或更高阶的导数。加之并列点断路器还有一个固有的合闸时间 tk,同期装置必需在零相差消灭前的 tk时发出合闸命令,才能确保在j=0时实现并网。或者说同期装置应在j=0到来前提前一个角度j发出合闸命令,j与断路器合闸时间t 、频差w 、频差的一阶导数及频kdskksd2sdt差的二阶导数 dt2等有关。其数学表达式为:j=+1 d s2 +1 d
12、2 s3+ k s t ktk2dttk6dt 2同期装置在并网过程中需不断快速求解该微分方程,猎取当前的抱负提前合闸角 jk。并不断快速测量当前并列点断路器两侧的实际相差j,当j=jk时装置发出合闸命令,实现准确的零相差并网。不难看出获得准确的断路器合闸时间 t 含中间继电器是格外重要的,因此SID-2C 系列准同k期掌握器具有实测 tk的功能。同时也不难看出计算机对jk的计算和对j的测量都不是连续进展的,而是离散进展的。从而使得我们不肯定能恰好捕获jk=j的时机。这就会导致并网的快速性受到极大的影响。本掌握器用另一微分方程实现对合闸时机的推测,牢靠实现了到达极值的并网速度。3均频与均压掌握
13、的方式实现快速并网对满足系统负荷供需平衡及削减机组空转能耗有重要意义。捕获第一次消灭的并网时机是实现快速并网的一项有效措施,而用良好掌握品质的算法实施均频与均压掌握,促成频差与压差尽快到达给定值也是一项重要措施。SID-2CM 掌握器使用了模糊掌握算法,其表达式为:U=gE,CSID-2CM 系列微机同期掌握器说明书式中 U掌握量,E被控量对给定值的偏差,C被控量偏差的变化率,g模糊掌握算法。模糊掌握理论是依据模糊数学将猎取的被控量偏差及其变化率作出模糊掌握决策。下面的模糊掌握推理规章表可描述其本质。表中将偏差 E 的模糊值分成正大到负大共八档,将偏差变化率 C 的模糊值分成正大到负大共七档,
14、与它们对应的掌握器发出的掌握量U 的模糊值就有 56 个,从正大到负大共七类值。以调频掌握为例,如掌握器测量的频差w = w- w w 、w分别为待并发电机及系统的角频率为负大,而频sFXFX差变化率也是负大,则掌握量 U 为零表中右下角的值。这说明尽管发电机较之系统频率很低,ds但当前发电机频d率t正以很高的速度向上升方向变化,因此无需掌握发电机频率就能恢复到正常值。正大零零负中负中负大负大负大负大正中正小零负小负小负中负中负大负大正小正中正小零零负小负小负中负大零正中正中正小零零负小负中负中负小正大正中正小正小零零负小负中负中正大正大正中正中正小正小零负小负大正大正大正大正大正中正中零零U
15、E正大正中正小正零负零负小负中负大C人们很自然的会想到这些模糊掌握量的值具体在掌握过程中到底是多少呢?应当有个量化的环节,例如变成掌握器发出掌握信号的脉冲宽度和脉冲间隔。SID-2CM 掌握器正是通过均频掌握系数K 和均压掌握系数 Kv 两个整定值来对掌握量进展量化的,Kff及 Kv 的选取是在发电机运行过程中人工手动将频差或压差掌握超出频差及压差定值的工况下进展,依据 SID-2CM 掌握器在订正频差及压差的过程中所表现的掌握质量来修改 Kf及 Kv,当觉察订正偏差的过程太慢,则应加大 Kf或 K ,反之,V如订正偏差过快并消灭反复过调,则应减小 Kf或 K ,直到找到最正确值。我们不难看到
16、 SID-2CM 掌握V器实际上是针对发电机组调速系统及励磁调整系统的具体特性来整定掌握系数的。三 构造与接线1 外形尺寸SID-2CM 型掌握器承受仪表盘嵌装式构造,安装尺寸见附录2 面板说明面板如以下图SID-2CM 型微机同期掌握器液晶显示器复位 降压 升压 减速 加速 合闸 报警 闭锁 功角大确认远方复位关心接点ES SNP PPPP PPP P P P PUU1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 CMTVSUUSL GLS0Fo电源 工作测试设置方式选择退出TV二次电压选择 并列点选择 TV 二次断线试验开关SF SA SB SC GF GA GB GC-90功角频差
17、合闸压差90VSVGRS-232VSVOG 测试电源D180深圳市智能设备开发5SID-2CM 系列微机同期掌握器说明书面板的左上方为一个128 64 点阵带背光的液晶显示器,用于显示菜单及设置参数,显示并列点代号、系统频率、系统电压、发电机频率、发电机电压、断路器合闸时间及其它信息。左下方为发光管构成的同步指示器,指示待并侧与系统侧电压在并网过程中的相位差。“频差/功角”及“压差”指示灯在差频并网时越上限为绿色,越下限为红色,同频时频差灯也为红色,不越限时熄灭。同频并网时假设功角或压差越限,指示灯为橙色。“合闸”指示灯在掌握器发出合闸命令期间点亮红色。面板右方有一向下可翻开的盖板,翻开盖板后
18、可见到左面有工作方式选择开关及工作方式指示灯,用于设置掌握器的三种工作方式,即“工作”、“测试”及“设置”方式。工作方式选择开关上方的工作红色、测试绿色、设置黄色指示灯分别与之对应。“工作”方式用于发电机或线路并网;“测试”方式用于现场试验或对掌握器本身的硬件测试; “设置”方式用于整定参数和数据查询。在工作方式选择开关上方有 7 个按键,左键w、右键8、上键t、下键u、确认键、退出键、复位键。左、右键用于选择待设置参数,上、下键用于选择菜单项或转变参数值,“确认”键用于选择功能或存贮参数,“退出”键用于退出目前操作程序,“复位”键用于使程序复位。面板右方为测试模块的操作及指示部件,测试模块用
19、于产生待并点两侧的 TV 电压,模拟有关的输入开关量信号,和指示掌握器输出有关掌握信号的状态。“远方复位”键用于模拟来自掌握台的远方复位命令,引起掌握器程序复位。“关心接点”键用于模拟并列点断路器的关心接点,反映断路器是否已合上,及实测断路器合闸回路时间。面板中部的 12 个并列点选择开关 P -P ,用以模拟 12 个并列点的同期开关状态,开关拨向上方112说明该并列点选中。EC、SM、ST、NV 分别为无压空合闸确认、同步表功能选择、起动同期工作、单侧无压合闸确认信号输入,拨向上方为有效。面板下方的 8 个开关用以模拟待并点断路器两侧 TV 二次断线,S 、S 、S 、S 、为系统侧熔丝空
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