電力系統(tǒng)自動化同期部分ppt課件

1、1,電力系統(tǒng)自動化,2,電力系統(tǒng)中斷路器的控制,正常運行時的斷路器控制：包括發(fā)電機組并列和解列，輸電線路、變壓器、母線、并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器等設備投入和切除等電力系統(tǒng)恢復時的斷路器控制：解列系統(tǒng)重新并列等電力系統(tǒng)緊急狀態(tài)的斷路器控制：低頻減載、系統(tǒng)解列、自動切機等,3,同期部分主要內(nèi)容,理解兩種并列方法—準同期并列與自同期并列。理解滑差電壓的性質(zhì)，掌握準同期并列條件分析方法、準同期并列的整定計算。掌握自動準同期并列的基本原理。

2、理解自動準同期裝置的基本構成，包括滑差檢測、合閘部分的工作原理及作用。理解獲得恒定越前時間的方法及典型電路。理解均頻、均壓部分的作用及工作原理。,4,6.1 電力系統(tǒng)并列概述,發(fā)電機并列：將發(fā)電機與系統(tǒng)連接的斷路器閉合使發(fā)電機投入電力系統(tǒng)并聯(lián)運行的操作系統(tǒng)并列：將連接兩個系統(tǒng)聯(lián)絡線上的斷路器閉合使兩個分開的系統(tǒng)并聯(lián)運行的操作,5,6.1.1 對并列的基本要求,沖擊電流不超過允許值，且盡可能?。_擊電流：并列斷路器合閘時通過斷路器

3、主觸頭地電流）并列后應能迅速進入同步運行（同步運行：系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電機組以相同的電氣角速度旋轉）簡記為：沖擊電流小，拉入同步快,6,6.1.2 發(fā)電機并列方式,自同期并列 將未勵磁、接近同步轉速的發(fā)電機投入系統(tǒng)，并同時給發(fā)電機加上勵磁，在原動機力矩、同步力矩等作用下把發(fā)電機拖入同步，完成并列操作。缺點：沖擊電流大、對電力系統(tǒng)擾動大，不僅會引起頻率振蕩，而且會在自同期并列的機組附近造成電壓瞬時下降。優(yōu)點：操作簡單、并列迅速、易于

4、實現(xiàn)自動化。應用場合：電力系統(tǒng)事故、頻率降低時發(fā)電機組的快速啟動。,7,6.1.2 發(fā)電機并列方式,準同期并列 發(fā)電機在并列合閘前已勵磁，當發(fā)電機頻率、電壓相角、電壓大小分別和并列點處系統(tǒng)側的頻率、電壓相角、電壓大小滿足并列條件時，將發(fā)電機斷路器合閘，完成并列操作。優(yōu)點：沖擊電流小，進入同步快。缺點：操作復雜、并列時間稍長。適用場合：系統(tǒng)并列和發(fā)電機并列。,8,6.1.3 準同期并列,(c)準同期并列等值電路圖,準同期并

5、列電路,9,6.1.3 準同期并列,準同期并列的理性條件： 電力系統(tǒng)某個節(jié)點的電壓可表示為,10,6.1.3.1準同期并列的理想條件,準同期并列的理想條件是：待并發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率相等，即頻率差為零， Δf = 0待并發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓幅值相等，即電壓差為零， ΔU = 0待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓在主觸頭閉合瞬間的相角差為零， Δδ = 0,11,6.1.3.1準同期并列的理想條件,理想條件難以實現(xiàn)的原因實際中能

6、夠做到的比較理想的條件：電壓幅值差為零；合閘瞬間電壓相角差為零；頻率差不為零,12,6.1.3.1準同期并列的理想條件,滑差：兩電壓矢量之間的相對電角速度稱為滑差角速度（簡稱滑差）,13,6.1.3.1準同期并列的理想條件,滑差電壓：斷路器兩側的電壓差，即待并發(fā)電機電壓減去系統(tǒng)電壓即為滑差電壓,,若只存在頻率差且初相角為零，則,14,滑差電壓特性,15,滑差電壓（正弦脈動電壓）的性質(zhì)：,滑差電壓是一個頻率接近工頻、振幅作正弦脈動變化的電

7、壓?；铍妷悍底钚√幏从沉穗妷悍挡畹拇笮』铍妷旱拿}動周期反映了頻差的大小( fS=1／Ts)滑差電壓的幅值反映了相角差的變化,因此，滑差電壓中包含了準同期并列所需的三種信息,16,6.1.3.2 準同期并列條件分析,１．ΔU ≠ 0 對并列的影響（Δf = 0，Δδ = 0）,,,,?g,?s,Δ?,,,Φ,ΔU= Ug－ U沖擊電流周期分量有效值：Ich = ΔU ／（ Xd”＋ X）,?ch,Ich 在 d 軸方

8、向，故用 Xd”沖擊電流瞬時最大值：,?ch 無功沖擊電流,,17,１．ΔU ≠ 0 對并列的影響（續(xù)）沖擊電流 ich 瞬時值波形圖,瞬時最大值,,,非周期分量,非周期分量對沖擊電流的影響用沖擊系數(shù) Kch 表示。 Kch≈１.８—１.９,6.1.3.2 準同期并列條件分析,18,２．Δδ ≠ 0 對并列的影響（ ΔU ＝ 0 ，Δf = 0）,沖擊電流周期分量有效值: Ich = ΔU ／（ Xq”＋ X）,沖擊電

9、流瞬時最大值:,,Δδ 較小時,Ich 主要是有功沖擊電流,,！,6.1.3.2 準同期并列條件分析,19,３．Δf ≠ 0對并列的影響（ ΔU = 0）,?s,,并列前,并列后,0,0,電動機,發(fā)電機,,,6.1.3.2 準同期并列條件分析,20,３．Δf ≠ 0對并列的影響（ 續(xù)）,如果機組并網(wǎng)前頻差太大，就有可能出現(xiàn)在功角δ 達到 180o 時，ωs 還沒有降到零，機組會運行到 δ 大于180o 的區(qū)域，從系統(tǒng)吸取有功功率而

10、加速，于是機組就失去了穩(wěn)定。,發(fā)電機并網(wǎng)前，轉子中存儲的動能為：,發(fā)電機并網(wǎng)后，若能拉入同步運行，則轉子中存儲的動能為：,設機組機械角速度為 Ωg ，系統(tǒng)同步轉速為Ω,這就是說，在機組被拉入同步的過程中把一部分動能（ΔW）送到電力系統(tǒng)中。由于機組有慣性，這個能量交換過程將伴隨著機組轉速搖擺（振蕩）進行,兩者之差 ：,6.1.3.2 準同期并列條件分析,21,6.2 自動準同期并列的原理 1,6.2.1 恒定越前時間自動準同期并列恒定越

11、前時間自動準同期裝置的基本原理,目標：在相角差為０時，使斷路器主觸頭閉合。,斷路器合閘時間：斷路器從接到合閘信號到主觸頭閉合的延遲時間。,為此，需要一個提前量 ——恒定越前時間。,恒定：不受頻率差、電壓差的 影響，只取決于設定值。越前：在相角差為０之前。,22,6 .2自動準同期并列的基本原理 2,6.2.2 準同期并列的整定計算,1. 恒定越前時間的整定計算：,2. 允許電壓差 的整定計

12、算：,由： Ich = ΔU ／（ Xd”＋ X）可得 ： ΔUy = Ich y *（ Xd”＋ X）,t yq = t DL + t c,允許電壓差和允許滑差（頻差） 是根據(jù)允許的沖擊電流 Ich y 決定的。,通常 ΔUy≈（５—１５）％ Uge,t DL ：斷路器合閘時間。 t c ：并列裝置動作的延時時間,23,6.2自動準同期并列的基本原理 3,3. 允許滑差（頻差） ωsy 的整定計算

13、,考慮到并列裝置的誤差時間ΔtC ，在計算出或得到允許的合閘誤差角Δδ y 后，可得：ωs y = Δδ y／（ ΔtDL ＋ Δtc ）,t DL 是多次測量取平均值得到的。 因此存在斷路器合閘誤差時間±Δt DL 。,Δδ y 根據(jù)允許沖擊電流，由式（6-6）反解得到。 P238 （6—14）,由此引起的合閘誤差角為： Δδ= ±ωs*ΔtDL,為限制 Δδ 必須限制ωs,24,6.3 自動準同期裝置 1

14、,理解自動準同期裝置的基本構成原理理解合閘控制部分的作用及工作原理了解均頻、均壓部分的作用及工作原理了解微機自動準同期裝置的主要特點,25,6.3 自動準同期裝置 2,26,6.3 自動準同期裝置 3,一、線性整步電壓名詞解釋：整步電壓——對滑差電壓處理后用來檢測同期條件的電壓。正弦整步電壓——整步電壓的大小與相角差為正弦關系。線性整步電壓——整步電壓的大小與相角差為線性關系。,27,,28,6.3 自動準同期裝置 4,二

15、、恒定越前時間形成的原理,29,6.3 自動準同期裝置 5,三、頻差檢測原理 給定一個角度，檢測走過這個角度所用時間的大小,30,6.3 自動準同期裝置 6,四、電壓差檢測原理 將斷路器兩端電壓整流后反極性相連,31,6.3 自動準同期裝置 7,五、合閘邏輯控制,32,6.3 自動準同期裝置 8,33,6.3 自動準同期裝置 9,六、均頻控制單元,34,35,6.3 自動準同期裝置 10,七、均壓控制單元,36,6.4

16、微機型準同期裝置,37,角差脈沖形成原理示意圖,38,角差產(chǎn)生原理示意圖,39,角差波形圖,40,微分預報法,41,積分預報法,42,微機自動準同期裝置合閘程序流程圖,43,微機自動準同期裝置均頻程序流程圖,44,實際系統(tǒng)同期點選擇原則,在發(fā)電廠中，每一個有可能進行并列操作的斷路器都是電廠的同期點，每個發(fā)電機的斷路器都是同期點，因為各發(fā)電機的并列操作，都在各自的斷路器上進行。母線聯(lián)絡斷路器也都是同期點，它對于同一母線上的所有發(fā)電單元都是

17、后備同期點。當變壓器檢修完畢投入運行時，可以在變壓器低壓側斷路器上進行并列操作。三繞組變壓器的三側都有同期點，這是為了減少并列運行時可能出現(xiàn)的母線倒閘操作，保證迅速可靠地恢復供電。110kV以上線路，當設有旁路母線時，在線路主斷路器因故退出工作的情況下，也可利用旁路母線斷路器進行并列操作，而母線分段斷路器一般不作為同期點，因為低壓側母線解列時，高壓側是連接的，沒有設同期點的必要。,45,實際系統(tǒng)典型同期點設置舉例,46,47,,48,基