1、第八講第八講 電力系統(tǒng)自動裝置電力系統(tǒng)自動裝置（一）（一）一、電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概述：一、電力系統(tǒng)自動化技術(shù)概述： 電力系統(tǒng)自動化技術(shù)分為電力系統(tǒng)自動裝置和電力系統(tǒng)調(diào)度自動化。電力系統(tǒng)自動化技術(shù)分為電力系統(tǒng)自動裝置和電力系統(tǒng)調(diào)度自動化。（一）電力系統(tǒng)自動裝置（一）電力系統(tǒng)自動裝置1、自動操作裝置：、自動操作裝置： （1）、備用電源和備用設(shè)備自動投入）、備用電源和備用設(shè)備自動投入 （2）、自動重合閘）、自動重合閘 （3）、同步發(fā)電機的自動并列）、同步發(fā)電機的自動并列 （4）、自動按頻率減負(fù)荷）、自動按頻率減負(fù)荷 （5）、同步發(fā)電機的繼電強勵）、同步發(fā)電機的繼電強勵 （6）、水輪發(fā)電機的低頻自啟動

2、）、水輪發(fā)電機的低頻自啟動 （7）、自動解列）、自動解列 （8）、電氣制動）、電氣制動 （9）、事故切機）、事故切機2、自動調(diào)節(jié)裝置、自動調(diào)節(jié)裝置 （1）、發(fā)電機自動調(diào)節(jié)勵磁裝置）、發(fā)電機自動調(diào)節(jié)勵磁裝置 （2）、發(fā)電機自動調(diào)頻）、發(fā)電機自動調(diào)頻 （二）電力系統(tǒng)調(diào)度自動化（二）電力系統(tǒng)調(diào)度自動化 1、自動監(jiān)視功能：借組遠動裝置將電力、自動監(jiān)視功能：借組遠動裝置將電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時信息傳送到調(diào)度中心系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時信息傳送到調(diào)度中心的計算機系統(tǒng)，通過人機聯(lián)系顯示出來，的計算機系統(tǒng)，通過人機聯(lián)系顯示出來，提供給調(diào)度人員以便分析判斷。提供給調(diào)度人員以便分析判斷。2、遠方控制：、遠方控制：3、實

3、時調(diào)度：根據(jù)負(fù)荷的變化，實現(xiàn)經(jīng)、實時調(diào)度：根據(jù)負(fù)荷的變化，實現(xiàn)經(jīng)濟調(diào)度，使總損耗最小。濟調(diào)度，使總損耗最小。4、電力系統(tǒng)的安全分析。、電力系統(tǒng)的安全分析。二、備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置（二、備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置（AAT）（一）概述（一）概述1、AAT：當(dāng)工作電源因故障被斷開，能：當(dāng)工作電源因故障被斷開，能迅速自動地將備用電源或備用設(shè)備投入工迅速自動地將備用電源或備用設(shè)備投入工作，使用戶不致于停電的一種裝置。作，使用戶不致于停電的一種裝置。2、明備用和暗備用明備用和暗備用明備用明備用:裝設(shè)專用的備用電源或設(shè)備裝設(shè)專用的備用電源或設(shè)備;暗備用暗備用:沒有裝設(shè)專用的備用電源或設(shè)備沒有裝

4、設(shè)專用的備用電源或設(shè)備,互為備用。互為備用。3、AAT自動投入裝置的工作原理：利用自動投入裝置的工作原理：利用工作斷路器與工作斷路器與AAT投入開關(guān)投入開關(guān)非對應(yīng)啟動非對應(yīng)啟動AAT ，自動將備用電源（或備用設(shè)備）合，自動將備用電源（或備用設(shè)備）合上。上。（二）對備用電源自動投入的基本要求（二）對備用電源自動投入的基本要求(1)只有當(dāng)工作電源斷開后只有當(dāng)工作電源斷開后,備用電源才投入備用電源才投入;(2)工作母線不論任何原因失去電壓工作母線不論任何原因失去電壓,AAT應(yīng)應(yīng)動作動作;(3)AAT只允許投一次只允許投一次;(4)一個備用電源同時作為幾個工作電源的一個備用電源同時作為幾個工作電源的備

5、用備用;(5)備用電源自動投入的時間以對電動機不備用電源自動投入的時間以對電動機不造成大的沖擊電流的情況下越快越好造成大的沖擊電流的情況下越快越好,考慮考慮到停電時間短電動機的殘壓高反應(yīng)殘壓的到停電時間短電動機的殘壓高反應(yīng)殘壓的備自投用時間為備自投用時間為11.5S(6)備用電源無電壓備用電源無電壓,AAT不動作不動作;(7)應(yīng)校驗過負(fù)荷應(yīng)校驗過負(fù)荷 和電動機的自啟動和電動機的自啟動;(8)備用設(shè)備投入故障應(yīng)加速保護動作備用設(shè)備投入故障應(yīng)加速保護動作;（三）（三） 備用電源自動投入裝置的典型接線備用電源自動投入裝置的典型接線 備用電源自動投入裝置分為電磁型和微備用電源自動投入裝置分為電磁型和微

6、機型。不同場合的機型。不同場合的AAT裝置接線有所不同裝置接線有所不同，但其基本組成原理是相同的。為，但其基本組成原理是相同的。為滿足上滿足上述基本要求，述基本要求，AAT裝置應(yīng)由以下兩部分組裝置應(yīng)由以下兩部分組成：成：（1）低電壓起動部分低電壓起動部分。當(dāng)母線因各種原因。當(dāng)母線因各種原因失去電壓時，斷開工作電源。失去電壓時，斷開工作電源。（2 2）自動合閘部分自動合閘部分。在工作電源的斷路器。在工作電源的斷路器斷開后，將備用電源的斷路器投入。斷開后，將備用電源的斷路器投入。 目前大型發(fā)電廠多采用廠用電快速切換目前大型發(fā)電廠多采用廠用電快速切換裝置來保證供電的連續(xù)性。裝置來保證供電的連續(xù)性。

7、（四）廠用電切換簡述（四）廠用電切換簡述1、快速切換的方式快速切換的方式 快速切換的方式可按開關(guān)動作順序、起動原因和切換速度進行分類。快速切換的方式可按開關(guān)動作順序、起動原因和切換速度進行分類。（1 1）按開關(guān)動作順序分類有：）按開關(guān)動作順序分類有：（以工作電源切向備用電源為例）（以工作電源切向備用電源為例）1 1）并聯(lián)切換）并聯(lián)切換 先合上備用電源，兩電源短時并聯(lián)，再跳開工作電源先合上備用電源，兩電源短時并聯(lián)，再跳開工作電源。這種方式多。這種方式多用于用于正常切換正常切換，如起、停機。并聯(lián)方式另分為并聯(lián)自動和并聯(lián)半自動，如起、停機。并聯(lián)方式另分為并聯(lián)自動和并聯(lián)半自動兩種。兩種。2 2）串聯(lián)切

8、換）串聯(lián)切換 先跳開工作電源，在確認(rèn)工作開關(guān)跳開后，再合上備用電源先跳開工作電源，在確認(rèn)工作開關(guān)跳開后，再合上備用電源。母線。母線斷電時間至少為備用開關(guān)合閘時間。此種方式多用于斷電時間至少為備用開關(guān)合閘時間。此種方式多用于事故切換事故切換。3 3）同時切換）同時切換 這種方式介于并聯(lián)切換和串聯(lián)切換之間。這種方式介于并聯(lián)切換和串聯(lián)切換之間。合備用命令在跳開工作命合備用命令在跳開工作命令發(fā)出之后、工作開關(guān)跳開之前發(fā)出令發(fā)出之后、工作開關(guān)跳開之前發(fā)出。母線斷電時間大于。母線斷電時間大于0ms0ms而小于而小于備用開關(guān)合閘時間，可設(shè)置延時來調(diào)整。這種方式既備用開關(guān)合閘時間，可設(shè)置延時來調(diào)整。這種方式既

9、可用于正常切換，可用于正常切換，以可用于事故切換。以可用于事故切換。 （2 2）按起動原因分類有）按起動原因分類有：1 1）正常手動切換）正常手動切換 由運行人員手動操作起動由運行人員手動操作起動，快切裝置按事先設(shè)定的手，快切裝置按事先設(shè)定的手動切換方式（并聯(lián)、同時）進行分合閘操作。動切換方式（并聯(lián)、同時）進行分合閘操作。2 2）事故自動切換）事故自動切換 由保護接點起動由保護接點起動。發(fā)變組、廠變和其它保護出口跳工。發(fā)變組、廠變和其它保護出口跳工作電源開關(guān)的同時，起動快切裝置進行切換，快切裝置作電源開關(guān)的同時，起動快切裝置進行切換，快切裝置按事先設(shè)定的自動切換方式（串聯(lián)、同時）進行分合閘按事

10、先設(shè)定的自動切換方式（串聯(lián)、同時）進行分合閘操作。操作。3 3）不正常情況自動切換）不正常情況自動切換 有兩種不正常情況，一是母線失壓。母線電壓低于整有兩種不正常情況，一是母線失壓。母線電壓低于整定電壓達整定延時后，裝置自行起動，并按自動方式進定電壓達整定延時后，裝置自行起動，并按自動方式進行切換。二是工作電源開關(guān)誤跳，由工作開關(guān)輔助接點行切換。二是工作電源開關(guān)誤跳，由工作開關(guān)輔助接點起動裝置，在切換條件滿足時合上備用電源。起動裝置，在切換條件滿足時合上備用電源。 （3 3）按切換速度分類有：）按切換速度分類有：1 1）快速切換）快速切換在工作母線失去電壓后的瞬間即進行切換。快速切換的整定值有

11、兩個，即頻在工作母線失去電壓后的瞬間即進行切換。快速切換的整定值有兩個，即頻差和相角差，在裝置發(fā)出合閘命令前瞬間將實測值與整定值進行比較，判斷差和相角差，在裝置發(fā)出合閘命令前瞬間將實測值與整定值進行比較，判斷是否滿足合閘條件。是否滿足合閘條件。2 2）短延時切換）短延時切換 在工作母線失去電壓后經(jīng)過一短的延時后進行切換。在工作母線失去電壓后經(jīng)過一短的延時后進行切換。 3 3）同期捕捉切換）同期捕捉切換 實時跟蹤殘壓的頻差和角差變化，盡量做到在反饋電壓與備用電源電壓向?qū)崟r跟蹤殘壓的頻差和角差變化，盡量做到在反饋電壓與備用電源電壓向量第一次相位重合時合閘。（當(dāng)量第一次相位重合時合閘。（當(dāng)采用發(fā)一變

12、一線路組接線方式，而起動采用發(fā)一變一線路組接線方式，而起動( (備備用用) )電源則由附近電源則由附近220220或或110KV110KV變電站變電站） 4 4）殘壓切換）殘壓切換當(dāng)殘壓衰減到當(dāng)殘壓衰減到20%40%20%40%額定電壓后實現(xiàn)的切換。殘壓切換雖能保證電動機安額定電壓后實現(xiàn)的切換。殘壓切換雖能保證電動機安全，但由于停電時間過長，電動機自起動成功與否、自起動時間等都將受到全，但由于停電時間過長，電動機自起動成功與否、自起動時間等都將受到較大限制。較大限制。5 5）長延時切換）長延時切換在以上切換方式均無法實現(xiàn)時或由于系統(tǒng)或輔機原因而不能采用以上方式時在以上切換方式均無法實現(xiàn)時或由于

13、系統(tǒng)或輔機原因而不能采用以上方式時進行的切換，即在跳開工作電源開關(guān)足夠長的時間后再合上備用電源。進行的切換，即在跳開工作電源開關(guān)足夠長的時間后再合上備用電源。 2、MFC2000-2型快切裝置簡介型快切裝置簡介 （1 1）硬件組成）硬件組成目前廣泛目前廣泛采用的采用的MFC2000-2MFC2000-2型快切裝置硬件型快切裝置硬件系統(tǒng)構(gòu)成如系統(tǒng)構(gòu)成如下下圖所示。采用雙圖所示。采用雙CPUCPU系統(tǒng)，其系統(tǒng)，其中中主主CPUCPU完成測量、邏輯和切換等主要功能；完成測量、邏輯和切換等主要功能；從從CPUCPU完成顯示、通信、打印等輔助功能完成顯示、通信、打印等輔助功能；主從主從CPUCPU間通過

14、雙口間通過雙口RAMRAM進行數(shù)據(jù)交換。進行數(shù)據(jù)交換。1）MFC-2000型微機廠用電快速切換裝置，型微機廠用電快速切換裝置，模擬量為工作電源單相電壓，備用電源單模擬量為工作電源單相電壓，備用電源單相電壓，廠用母線三相電壓。相電壓，廠用母線三相電壓。2）外部電流和電壓輸入經(jīng)變換器隔離變）外部電流和電壓輸入經(jīng)變換器隔離變換后，由低通濾波器輸入至換后，由低通濾波器輸入至AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過器，經(jīng)過CPU采樣和數(shù)據(jù)處理后，由邏輯采樣和數(shù)據(jù)處理后，由邏輯程序完成各種預(yù)定的功能。程序完成各種預(yù)定的功能。3）由于廠用母線在失壓后其電壓幅值、）由于廠用母線在失壓后其電壓幅值、頻率都將下降，本裝置采用

15、了頻率跟蹤技頻率都將下降，本裝置采用了頻率跟蹤技術(shù)，保證了計算精度。開關(guān)量輸入輸出仍術(shù)，保證了計算精度。開關(guān)量輸入輸出仍要求經(jīng)光隔處理，以提高抗干擾能力。要求經(jīng)光隔處理，以提高抗干擾能力。圖1-2 微機備用電源自投裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖4）MFC-2000型同步捕捉切換同時采用型同步捕捉切換同時采用恒定導(dǎo)前角和恒定導(dǎo)前時間的方法，且合恒定導(dǎo)前角和恒定導(dǎo)前時間的方法，且合閘脈沖以兩者中的優(yōu)先時刻。閘脈沖以兩者中的優(yōu)先時刻。 5）300MW機組試驗表明，若工作電源斷機組試驗表明，若工作電源斷開前廠用母線電壓與備用電源電壓同相，開前廠用母線電壓與備用電源電壓同相，則斷開后經(jīng)則斷開后經(jīng)045065s，殘壓與

16、備用，殘壓與備用電源電壓再次同相，電源電壓再次同相，這意味著若實現(xiàn)同步這意味著若實現(xiàn)同步捕捉切換，廠用電斷電時間為捕捉切換，廠用電斷電時間為045065s，比快速切換，比快速切換(0.1s)要長，但比殘要長，但比殘壓切換壓切換(0.62s)要短。要短。 （2）備用電源快速自投的基本要求）備用電源快速自投的基本要求1)備用電源斷路器必須為快速合閘斷路器，備用電源斷路器必須為快速合閘斷路器，其合閘時間一般應(yīng)其合閘時間一般應(yīng)lOOms，或工作母線電壓和備用電源電壓之間相差或工作母線電壓和備用電源電壓之間相差(或電壓差或電壓差)大于整定值時，備用電源自動大于整定值時，備用電源自動投入裝置應(yīng)進入捕同期或

17、殘壓閉鎖自動投投入裝置應(yīng)進入捕同期或殘壓閉鎖自動投入。入。 （3 3）軟件組成）軟件組成 快切裝置軟件有兩大部分，分別由主快切裝置軟件有兩大部分，分別由主CPUCPU和從和從CPUCPU完成。如下圖所示。主完成。如下圖所示。主CPUCPU的軟的軟件包括開關(guān)量輸入檢測、電流電壓計算、件包括開關(guān)量輸入檢測、電流電壓計算、切換動作、試驗、信號、自檢等模塊，以切換動作、試驗、信號、自檢等模塊，以及采樣、頻率相角計算的中斷服務(wù)程序。及采樣、頻率相角計算的中斷服務(wù)程序。從從CPUCPU軟件包括液晶顯示、打印、通信、軟件包括液晶顯示、打印、通信、GPS對時等模塊。對時等模塊。 MFC-2000備用電源自投裝

18、置備用電源自投裝置的程序邏輯框圖如下圖所示。的程序邏輯框圖如下圖所示。（4）主要功能主要功能1 1）監(jiān)測、顯示功能）監(jiān)測、顯示功能 2 2）切換功能）切換功能 3 3）低壓減載功能）低壓減載功能 4 4）閉鎖報警、故障處理功能）閉鎖報警、故障處理功能 5 5）起動后加速保護功能）起動后加速保護功能 6 6）事件追憶、錄波、打印、通信、）事件追憶、錄波、打印、通信、GPSGPS對對時功能時功能 三、輸電線路三相自動重合閘三、輸電線路三相自動重合閘（ ARC）1 1、自動重合閘的作用自動重合閘的作用 電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗證明，架空線路的電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗證明，架空線路的故障大都是暫性的，約占總故障次

19、數(shù)的故障大都是暫性的，約占總故障次數(shù)的80%90%80%90%以上。以上。當(dāng)故障線路被繼電保護動作當(dāng)故障線路被繼電保護動作迅速斷開之后，故障即自行消除。這時，迅速斷開之后，故障即自行消除。這時，如果把斷開的線路再重新投入，就能夠恢如果把斷開的線路再重新投入，就能夠恢復(fù)正常的供電，從而減少停電時間，提高復(fù)正常的供電，從而減少停電時間，提高供電可靠性。供電可靠性。在電力系統(tǒng)中廣泛采用了自在電力系統(tǒng)中廣泛采用了自動重合閘裝置，動重合閘裝置，即當(dāng)線路斷路器跳閘之后，即當(dāng)線路斷路器跳閘之后，它能夠自動地將斷路器重新合上。它能夠自動地將斷路器重新合上。 2、對自動重合閘裝置的基本要求、對自動重合閘裝置的基

20、本要求 自動重合閘裝置應(yīng)滿足下列基本要求：自動重合閘裝置應(yīng)滿足下列基本要求： (1)用控制開關(guān)手動操作或通過遙控裝置將斷路器斷開，用控制開關(guān)手動操作或通過遙控裝置將斷路器斷開，或?qū)嗦菲魍队诠收暇€路后隨即由繼電保護裝置動作將其或?qū)嗦菲魍队诠收暇€路后隨即由繼電保護裝置動作將其斷開時，斷開時， 自動重合閘裝置都不應(yīng)該動作。自動重合閘裝置都不應(yīng)該動作。 (2)當(dāng)斷路器處于不允許實現(xiàn)自動重合閘的不正常狀態(tài)當(dāng)斷路器處于不允許實現(xiàn)自動重合閘的不正常狀態(tài)(例如氣壓、液壓降低例如氣壓、液壓降低)時，或當(dāng)系統(tǒng)頻率降低到按頻率自時，或當(dāng)系統(tǒng)頻率降低到按頻率自動減負(fù)：荷裝置動作將斷路器跳閘時，動減負(fù)：荷裝置動作將

21、斷路器跳閘時， 能自動地將能自動地將ARC閉鎖。閉鎖。（3）采用控制開關(guān)位置與斷路器不對應(yīng)原理起動自動重采用控制開關(guān)位置與斷路器不對應(yīng)原理起動自動重合閘。合閘。 (4)在任何情況下，在任何情況下， 自動重合閘的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先自動重合閘的動作次數(shù)應(yīng)符合預(yù)先的規(guī)定。如一次重合閘只應(yīng)該動作一次，當(dāng)重合于，永久的規(guī)定。如一次重合閘只應(yīng)該動作一次，當(dāng)重合于，永久性故障而再次跳閘后，不允許再自動重合閘。性故障而再次跳閘后，不允許再自動重合閘。 (5)自動重合閘裝置在動作以后應(yīng)能自動復(fù)歸，自動重合閘裝置在動作以后應(yīng)能自動復(fù)歸， 準(zhǔn)備好下次再動作，準(zhǔn)備好下次再動作，但對但對10kV及以下的線路，及以下的線

22、路，如經(jīng)常有人值班時，也可采用手動復(fù)歸的方式。如經(jīng)常有人值班時，也可采用手動復(fù)歸的方式。 (6)自動重合閘裝置應(yīng)與繼電保護配合，以實現(xiàn)自動重合閘裝置應(yīng)與繼電保護配合，以實現(xiàn)在重合閘之前或重合閘之后加速保護的動作回路。在重合閘之前或重合閘之后加速保護的動作回路。當(dāng)用控制開關(guān)手動合閘時，也應(yīng)采用加速繼電保當(dāng)用控制開關(guān)手動合閘時，也應(yīng)采用加速繼電保護動作的措施。當(dāng)采用后加速保護時，如果沖擊護動作的措施。當(dāng)采用后加速保護時，如果沖擊電流或斷路器三相不同步合閘所產(chǎn)生的零序電流電流或斷路器三相不同步合閘所產(chǎn)生的零序電流有可能引起繼電保護誤動作時，則應(yīng)采取防止誤有可能引起繼電保護誤動作時，則應(yīng)采取防止誤動的

23、措施。動的措施。 (7)在兩側(cè)電源供電線路上采用自動重合閘，應(yīng)在兩側(cè)電源供電線路上采用自動重合閘，應(yīng)考慮合閘時的同步問題考慮合閘時的同步問題。3、自動重合閘自動重合閘 裝置的基本類型裝置的基本類型（1）單電源線路：）單電源線路： 一般采用三相一次自動重合閘。一般采用三相一次自動重合閘。接線的特點：接線的特點： 1）三相重合閘采用控制開關(guān)）三相重合閘采用控制開關(guān)KK與被控斷路器非與被控斷路器非對應(yīng)方式起動；對應(yīng)方式起動； 2）合閘脈沖采用電容放電原理；）合閘脈沖采用電容放電原理； 3）合閘可靠；）合閘可靠； 4）手動合閘或重合閘動作均起動后加速繼電器）手動合閘或重合閘動作均起動后加速繼電器JSJ

24、； 5）重合閘回路接線考慮了斷路器氣（液）壓降）重合閘回路接線考慮了斷路器氣（液）壓降低的閉鎖問題；低的閉鎖問題；（2 2）雙電源線路三相自動重合閘）雙電源線路三相自動重合閘 在兩側(cè)電源供電線路上采用自動重合閘，應(yīng)考在兩側(cè)電源供電線路上采用自動重合閘，應(yīng)考慮斷電時間及合閘時的同步問題。為此，根據(jù)具慮斷電時間及合閘時的同步問題。為此，根據(jù)具體情況有以下類型：體情況有以下類型：1）三相快速自動重合閘；三相快速自動重合閘；2 2）三相非同期自動重合閘；）三相非同期自動重合閘；3 3）無壓檢定和同步鑒定無壓檢定和同步鑒定三相自動重合閘；三相自動重合閘；4 4）檢測另一回線路電流的三相自動重合閘；）檢測

25、另一回線路電流的三相自動重合閘；5 5）解列三相自動重合閘；）解列三相自動重合閘；6 6）自同期三相自動重合閘。）自同期三相自動重合閘。4、無壓檢定和同步鑒定自動重合閘基本、無壓檢定和同步鑒定自動重合閘基本原理原理（1）檢無壓側(cè)投入檢無壓和檢同期；）檢無壓側(cè)投入檢無壓和檢同期；（2）檢同期側(cè)只投入檢同期。）檢同期側(cè)只投入檢同期。5、綜合重合閘、綜合重合閘 自動重合閘按動作性能可分為單相重合閘，自動重合閘按動作性能可分為單相重合閘，三相重合閘、綜合重合閘及停用重合閘。三相重合閘、綜合重合閘及停用重合閘。 1）單相重合閘單相重合閘：單相故障跳單相合單相；相間：單相故障跳單相合單相；相間故障跳三相不

26、重合；永久性故障，跳三相不重合。故障跳三相不重合；永久性故障，跳三相不重合。 2 2）三相重合閘三相重合閘：在線路上發(fā)生任何類型的故障：在線路上發(fā)生任何類型的故障時，均跳三相合三相；永久性故障，跳三相不重時，均跳三相合三相；永久性故障，跳三相不重合。合。 3 3）綜合重合閘綜合重合閘：單相故障跳單相合單相；相間：單相故障跳單相合單相；相間故障跳三相合三相；永久性故障，跳三相不重合。故障跳三相合三相；永久性故障，跳三相不重合。 4 4）停用重合閘方式停用重合閘方式：即線路上發(fā)生任何類型的：即線路上發(fā)生任何類型的故障時，均斷開三相不再進行重合。故障時，均斷開三相不再進行重合。 6、微機自動重合閘、

27、微機自動重合閘 在在PSL 602G 系列數(shù)字式超高壓線路保護裝置中，系列數(shù)字式超高壓線路保護裝置中，對于單斷路器接對于單斷路器接線的線路線的線路，專門，專門增加了實現(xiàn)重合閘功能的增加了實現(xiàn)重合閘功能的CPU3 CPU3 模件，可根據(jù)需要模件，可根據(jù)需要實實現(xiàn)單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘或者退出現(xiàn)單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘或者退出。 本裝置重合閘為一次重合閘方式。重合閘起動方式由本保護及其本裝置重合閘為一次重合閘方式。重合閘起動方式由本保護及其它保護跳閘起動或斷路器位置不對應(yīng)起動方式它保護跳閘起動或斷路器位置不對應(yīng)起動方式，當(dāng)與本公司其它產(chǎn)品，當(dāng)與本公司其它產(chǎn)品一起使用有二套重合

28、閘時，二套裝置的重合閘可以同時投一起使用有二套重合閘時，二套裝置的重合閘可以同時投入，不會出入，不會出現(xiàn)二次重合。現(xiàn)二次重合。 重合閘方式可以由開入量中的重合閘方式可以由開入量中的“重合閘方式重合閘方式1”1”和和“重合閘方式重合閘方式2”2”選擇選擇 。 為了避免多次重合，必須在為了避免多次重合，必須在“充電充電”準(zhǔn)備完成后才能起動合閘回準(zhǔn)備完成后才能起動合閘回路。本裝置重合閘邏輯中設(shè)有一軟件計數(shù)器，模擬重合閘的充放電功路。本裝置重合閘邏輯中設(shè)有一軟件計數(shù)器，模擬重合閘的充放電功能。能。 本裝置重合閘同期本裝置重合閘同期/ /無壓鑒定有以下四種方式無壓鑒定有以下四種方式：檢無壓、檢同期、：檢

29、無壓、檢同期、檢無壓方式在有壓時自動轉(zhuǎn)檢同期、非同期檢無壓方式在有壓時自動轉(zhuǎn)檢同期、非同期( (不檢同期也不檢無壓不檢同期也不檢無壓) )。以上四種方式通過控制字的第以上四種方式通過控制字的第1 1 位和第位和第2 2 位選擇位選擇。 四、四、同步發(fā)電機自動并列同步發(fā)電機自動并列1 1、含義、含義 將同步電機投入電力系統(tǒng)并列運行的操作稱將同步電機投入電力系統(tǒng)并列運行的操作稱為并列操作或稱同期操作，進行并列操作所需為并列操作或稱同期操作，進行并列操作所需要的裝置稱為同期裝置。要的裝置稱為同期裝置。2 2、對、對同步發(fā)電機并列操作的基本要求同步發(fā)電機并列操作的基本要求（1）并列瞬間，發(fā)電機的沖擊電

30、流不應(yīng)超過規(guī)）并列瞬間，發(fā)電機的沖擊電流不應(yīng)超過規(guī)定的允許值。定的允許值。（2）并列后，發(fā)電機應(yīng)能迅速進入同步運行。）并列后，發(fā)電機應(yīng)能迅速進入同步運行。3、同步發(fā)電機并列操作的方法、同步發(fā)電機并列操作的方法（1）并列方法）并列方法1）準(zhǔn)同步方法：當(dāng)發(fā)電機的頻率、電壓、相位分別與并）準(zhǔn)同步方法：當(dāng)發(fā)電機的頻率、電壓、相位分別與并列點處的頻率、電壓、列點處的頻率、電壓、 相位接近時將發(fā)電機斷路器合閘，相位接近時將發(fā)電機斷路器合閘，完成并列操作。完成并列操作。 特點：并列時產(chǎn)生的沖擊電流較小，不會使系統(tǒng)電壓特點：并列時產(chǎn)生的沖擊電流較小，不會使系統(tǒng)電壓降低，并列后容易拉入同步，在電力系統(tǒng)中廣泛采用

31、。降低，并列后容易拉入同步，在電力系統(tǒng)中廣泛采用。2）自同步方法：將未加勵磁接近同步速的發(fā)電機投入系）自同步方法：將未加勵磁接近同步速的發(fā)電機投入系統(tǒng)并同時給發(fā)電機加上勵磁，在原動力矩、同步力矩的作統(tǒng)并同時給發(fā)電機加上勵磁，在原動力矩、同步力矩的作用下拖入同步。用下拖入同步。 特點：并列速度快，并列時產(chǎn)生的沖擊電流較大，同特點：并列速度快，并列時產(chǎn)生的沖擊電流較大，同時發(fā)電機要從系統(tǒng)中吸收無功，會引起系統(tǒng)電壓下降。時發(fā)電機要從系統(tǒng)中吸收無功，會引起系統(tǒng)電壓下降。（2）并列操作方法（以準(zhǔn)同步為例）并列操作方法（以準(zhǔn)同步為例）1）手動操作：電壓、頻率調(diào)整、合閘均手動；）手動操作：電壓、頻率調(diào)整、合

32、閘均手動；2）自動操作：電壓、頻率調(diào)整、合閘均自動；）自動操作：電壓、頻率調(diào)整、合閘均自動；3）半自動操作：電壓、頻率調(diào)整自動、合閘自）半自動操作：電壓、頻率調(diào)整自動、合閘自動。動。4、同步點：可進行并列操作的斷路器為同步點。、同步點：可進行并列操作的斷路器為同步點。如下圖所示。如下圖所示。5、準(zhǔn)同步并列裝置、準(zhǔn)同步并列裝置（1）準(zhǔn)同步并列的理想條件）準(zhǔn)同步并列的理想條件 同步發(fā)電機準(zhǔn)同期并列時，即觸頭閉合瞬間必須滿足同步發(fā)電機準(zhǔn)同期并列時，即觸頭閉合瞬間必須滿足以下三個條件：以下三個條件： 1) 發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓相等。發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓相等。 2) 發(fā)電機頻率和系統(tǒng)頻率相等。發(fā)電機頻率

33、和系統(tǒng)頻率相等。 3) 發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓相角應(yīng)相同。發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓相角應(yīng)相同。 （2）準(zhǔn)同步并列的實際條件：）準(zhǔn)同步并列的實際條件： 1）壓差限制在（）壓差限制在（510）%額定電壓；額定電壓； 2）頻差整定在（）頻差整定在（0.10.25)HZ； 3）合閘后相角差接近）合閘后相角差接近0（一般不應(yīng)超過一般不應(yīng)超過 10 ）（3）準(zhǔn)同步并列裝置的基本構(gòu)成原理）準(zhǔn)同步并列裝置的基本構(gòu)成原理 根據(jù)準(zhǔn)同期并列的條件可見，任何自動準(zhǔn)同期裝置都根據(jù)準(zhǔn)同期并列的條件可見，任何自動準(zhǔn)同期裝置都應(yīng)完成兩個基本任務(wù)：應(yīng)完成兩個基本任務(wù)： 一是一是自動檢測待并發(fā)電機與系統(tǒng)間電壓幅值差和頻率自動檢測待并發(fā)

34、電機與系統(tǒng)間電壓幅值差和頻率差是否滿足并列條件，若滿足條件則自動控制發(fā)出合閘脈差是否滿足并列條件，若滿足條件則自動控制發(fā)出合閘脈沖，保證合閘相角差在允許范圍之內(nèi)。沖，保證合閘相角差在允許范圍之內(nèi)。 二是二是當(dāng)電壓幅值差和頻率差不滿足要求時，閉鎖合閘控當(dāng)電壓幅值差和頻率差不滿足要求時，閉鎖合閘控制回路，并迅速對待并發(fā)電機發(fā)出調(diào)節(jié)電壓和頻率的控制制回路，并迅速對待并發(fā)電機發(fā)出調(diào)節(jié)電壓和頻率的控制脈沖信號。脈沖信號。 為完成基本任務(wù)，自動準(zhǔn)同期并列裝置一般由四個單為完成基本任務(wù)，自動準(zhǔn)同期并列裝置一般由四個單元構(gòu)成：元構(gòu)成：整步電壓信號發(fā)生器單元，電壓差控制單元，頻整步電壓信號發(fā)生器單元，電壓差控制

35、單元，頻率差控制單元以及合閘相角差控制單元。如下圖所示。率差控制單元以及合閘相角差控制單元。如下圖所示。 壓差判別環(huán)節(jié)頻率差判別環(huán)節(jié)調(diào)頻控制執(zhí)行環(huán)節(jié)合閘執(zhí)行環(huán)節(jié)調(diào)壓控制執(zhí)行環(huán)節(jié)恒定導(dǎo)前時間環(huán)節(jié)頻率差閉鎖環(huán)節(jié)整步電壓信號發(fā)生器單元閉鎖1) 整步電壓信號發(fā)生器單元整步電壓信號發(fā)生器單元 其任務(wù)是為并列條件的分析、判斷和控制提供檢測信息。（其任務(wù)是為并列條件的分析、判斷和控制提供檢測信息。（整步整步電壓電壓：包含有并列條件信息，便于準(zhǔn)同期并列分析用的信號電壓包含有并列條件信息，便于準(zhǔn)同期并列分析用的信號電壓 ） 2) 電壓差控制單元電壓差控制單元 其功能是檢查發(fā)電機電壓與系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值差，若超出允

36、許偏差其功能是檢查發(fā)電機電壓與系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值差，若超出允許偏差時，閉鎖合閘脈沖輸出，判別壓差方向，調(diào)節(jié)待并發(fā)電機勵磁控制系時，閉鎖合閘脈沖輸出，判別壓差方向，調(diào)節(jié)待并發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的給定值，升壓或降壓，使發(fā)電機和系統(tǒng)電壓的幅值差在允許范圍統(tǒng)的給定值，升壓或降壓，使發(fā)電機和系統(tǒng)電壓的幅值差在允許范圍之內(nèi)。之內(nèi)。 3) 頻率差控制單元頻率差控制單元 其功能是檢測滑差角頻率其功能是檢測滑差角頻率(兩個電壓相量相對旋轉(zhuǎn)角速度兩個電壓相量相對旋轉(zhuǎn)角速度),，若超出，若超出允許偏差時，閉鎖合閘脈沖輸出，判別頻差方向，調(diào)節(jié)待并發(fā)電機組允許偏差時，閉鎖合閘脈沖輸出，判別頻差方向，調(diào)節(jié)待并發(fā)電機組轉(zhuǎn)速控制

37、系統(tǒng)的給定值，升速或減速，使滑差角頻率在允許偏差范圍轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的給定值，升速或減速，使滑差角頻率在允許偏差范圍內(nèi)。內(nèi)。 4) 合閘相角差控制單元合閘相角差控制單元 其任務(wù)是當(dāng)電壓差和頻率差符合允許偏差時，允許輸出恒定導(dǎo)前其任務(wù)是當(dāng)電壓差和頻率差符合允許偏差時，允許輸出恒定導(dǎo)前時間的合閘脈沖。它不僅控制發(fā)出合閘脈沖的導(dǎo)前時間時間的合閘脈沖。它不僅控制發(fā)出合閘脈沖的導(dǎo)前時間( (以斷路器主以斷路器主觸頭接通觸頭接通 =0=0時作為時間參考點，合閘脈沖須提前于它發(fā)出，所提前時作為時間參考點，合閘脈沖須提前于它發(fā)出，所提前的時間稱為導(dǎo)前時間的時間稱為導(dǎo)前時間) )，而且控制合閘脈沖是否發(fā)出。，而且控

38、制合閘脈沖是否發(fā)出。 (4)自動準(zhǔn)同期并列裝置的類型自動準(zhǔn)同期并列裝置的類型1）恒定越前時間自動準(zhǔn)同期并列）恒定越前時間自動準(zhǔn)同期并列 準(zhǔn)同期并列時，調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的頻率基本相等準(zhǔn)同期并列時，調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的頻率基本相等(注意，注意，不能完全相等不能完全相等)，在發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的相角差，在發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的相角差為零之前一為零之前一個恒定時間向發(fā)電機斷路器發(fā)出閉合信號，將發(fā)電機并入電力系統(tǒng)。個恒定時間向發(fā)電機斷路器發(fā)出閉合信號，將發(fā)電機并入電力系統(tǒng)。 下圖是恒定越前時間自動準(zhǔn)同期并列的基本構(gòu)成圖。下圖是恒定越前時間自動準(zhǔn)同期并列的基本構(gòu)成圖。 2 2）自動）自動跟

39、蹤同期并列跟蹤同期并列 下圖是跟蹤同期并列原理框圖，分為跟蹤同期控制和下圖是跟蹤同期并列原理框圖，分為跟蹤同期控制和斷路器合閘控制兩部分。斷路器合閘控制兩部分。 跟蹤同期控制跟蹤同期控制 跟蹤同期控制是一個閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。調(diào)速同期裝置跟蹤同期控制是一個閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。調(diào)速同期裝置的輸入為發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓。它自動檢測的輸入為發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓。它自動檢測U、f和和的大小，實時控制輸入原動機的動力元素的大小，實時控制輸入原動機的動力元素(汽輪機汽輪機的進汽量或水輪機的進水量的進汽量或水輪機的進水量)和發(fā)電機的勵磁電流，使發(fā)和發(fā)電機的勵磁電流，使發(fā)電機電壓的幅值、頻率和相角分別跟蹤電力系統(tǒng)

40、電壓的幅電機電壓的幅值、頻率和相角分別跟蹤電力系統(tǒng)電壓的幅值、頻率和相角，值、頻率和相角，控制目標(biāo)是使控制目標(biāo)是使U、f和和三者同三者同時為零時為零。 斷路器合閘控制斷路器合閘控制 理論分析和實踐都表明，選擇合理的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控理論分析和實踐都表明，選擇合理的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制準(zhǔn)則，跟蹤同期控制可以實現(xiàn)制準(zhǔn)則，跟蹤同期控制可以實現(xiàn)U、f和和三者同三者同時為零，且能持續(xù)較長時間。顯然，在上述三者同時為零時為零，且能持續(xù)較長時間。顯然，在上述三者同時為零時無論手動還是自動并列機組，都不再需要通過時無論手動還是自動并列機組，都不再需要通過“恒定越恒定越前時間前時間”來捕捉使并列相角差為零的合閘時機

41、，這就可使來捕捉使并列相角差為零的合閘時機，這就可使發(fā)電機在理想準(zhǔn)同期并列條件下并入電力系統(tǒng)。發(fā)電機在理想準(zhǔn)同期并列條件下并入電力系統(tǒng)。 （5）微機自動同期裝置）微機自動同期裝置 微機自動準(zhǔn)同期裝置作為一種計算機自動控制裝置由微機自動準(zhǔn)同期裝置作為一種計算機自動控制裝置由硬件和軟件兩部分組成。硬件包括基于微處理器硬件和軟件兩部分組成。硬件包括基于微處理器(CPU)構(gòu)成的主機、輸入和輸出通道及其接口電路和人機聯(lián)系構(gòu)成的主機、輸入和輸出通道及其接口電路和人機聯(lián)系設(shè)備等。這些與一般的計算機控制裝置大同小異。微機設(shè)備等。這些與一般的計算機控制裝置大同小異。微機自動同期裝置的功能主要通過軟件實現(xiàn)。各種不同形式自動同期裝置的功能主要通過軟件實現(xiàn)。各種不同形式的微機自動同期裝置的不同之處往往也表現(xiàn)的微機自動同期裝置的不同之處往往也表現(xiàn)在在軟件上。軟件上。微機自動同期裝置的研究主要集中在減少并列沖擊和提微機