專利名稱：電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期新方法及其實(shí)施裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電カ系統(tǒng)自動(dòng)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前按照標(biāo)準(zhǔn)JB/T 3950-1999《自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置》設(shè)計(jì)的電網(wǎng)系統(tǒng)同期控制裝置類型主要有發(fā)電機(jī)差頻并網(wǎng)的自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置和用于線路同頻并網(wǎng)用的自動(dòng)捕捉同期裝置，傳統(tǒng)的同期與非同期條件定義是電網(wǎng)中通過(guò)ー個(gè)開關(guān)(俗稱同期點(diǎn))連接的兩個(gè)有源交流網(wǎng)絡(luò)在頻差(如0-0. 5Hz)、相差(如0-士5.4° )、壓差(如士3% -士 10% )很小允許范圍內(nèi)時(shí)認(rèn)為兩個(gè)有源交流網(wǎng)絡(luò)是同期的，可進(jìn)行并列合閘操作，否則為非同期必須閉鎖裝置的合閘輸出。這種同期和非同期條件的算法和取值在ー些教科書中也已有嚴(yán)格的規(guī)定，同時(shí)主要是對(duì)待合開關(guān)而言的。而在當(dāng)今電カ控制系統(tǒng)中廠用電快速切裝置、備用電源自動(dòng)投入裝置、自動(dòng)重合間裝置、按頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置、各種類型的保護(hù)裝置在方法以及硬件實(shí)現(xiàn)上無(wú)不涉及到同期和非同期的概念，但這些同期和非同期的概念在算法上與傳統(tǒng)的同期裝置已經(jīng)有很大的不同，在參數(shù)設(shè)置范圍等方面已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的同期裝置的所規(guī)定的參數(shù)范圍，如現(xiàn)在廠用電電源快速切換裝置其壓差在30%以上，頻差在5Hz以內(nèi)還要求做差頻并網(wǎng)工作，它不僅要求有同期合閘功能，還要求有非同期跳閘功能。又如線路保護(hù)裝置在已合的開關(guān)點(diǎn)檢測(cè)線路時(shí)發(fā)現(xiàn)線路出現(xiàn)非正常的對(duì)地短路、線路本身短路或斷路就必須作分閘操作，其實(shí)這種エ況在同期并列合閘操作時(shí)認(rèn)為是嚴(yán)重的非同期必須閉鎖合閘輸出。從以上的分析可以看出用傳統(tǒng)的同期和非同期定義從方法上、參數(shù)設(shè)置上、功能設(shè)置上已經(jīng)不能完全支持并解釋大部分自動(dòng)裝置有關(guān)同期與非同期在應(yīng)用中遇到的所有問(wèn)題。同時(shí)在復(fù)雜電網(wǎng)中對(duì)同一個(gè)開關(guān)為控制對(duì)象的自動(dòng)裝置存在種類繁多、功能重復(fù)、定值設(shè)置相互不配套、線路復(fù)雜、安全性差等居多問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
首先，我們姑且將僅支持發(fā)電機(jī)差頻并網(wǎng)、線路同頻并網(wǎng)設(shè)計(jì)的同期方法定義為狹義的同期方法，相對(duì)狹義的同期方法將能夠支持所有有同期、非同期共性裝置設(shè)計(jì)的同期方法定義為廣義的同期方法。本發(fā)明指在提出，對(duì)電網(wǎng)上所有需要自動(dòng)控制的開關(guān)(或斷路器)在同期合閘或非同期分間操作上都能適用的廣義的同期新方法及其相關(guān)判據(jù)。同時(shí)根據(jù)廣義的同期新方法和相關(guān)判據(jù)設(shè)計(jì)出一種能夠同時(shí)取代多種傳統(tǒng)功能的通用自動(dòng)裝置一即廣義同期裝置(以下簡(jiǎn)稱GTQ)。對(duì)每ー個(gè)具體開關(guān)而言，由于其同期合閘與非同期分閘是分時(shí)控制的， 因此GTQ可根據(jù)用戶要求分時(shí)選擇不同的控制模式并通過(guò)一個(gè)動(dòng)態(tài)的PLC選線器選擇不同的輸入、輸出口以達(dá)到一機(jī)多用、復(fù)用的目的，如GTQ在開關(guān)分位時(shí)選擇開環(huán)同頻并網(wǎng)模式使用，當(dāng)開關(guān)合上后，可選擇低周減載監(jiān)控模式使用等。廣義的同期與非同期的條件是指在ー個(gè)特大的電網(wǎng)系統(tǒng)中，每一段有源線路與系統(tǒng)相比其頻差、相差、壓差在允許的范圍之內(nèi)，同時(shí)這段有源網(wǎng)絡(luò)電流量在額定的范圍內(nèi)，我們稱這段有源線路與大系統(tǒng)是同期的，否則就是非同期的。非同期中有一般非同期與嚴(yán)重的非同期之分，嚴(yán)重的非同期エ況是指這段有源線路出現(xiàn)了非正常對(duì)地短路、線路本身存在短路、斷路等エ況。又因自動(dòng)裝置在測(cè)試線路時(shí)，其PT斷線雖然也視同非正常情況一樣處理，但就每ー個(gè)具體自動(dòng)裝置而言嚴(yán)重非同期并不包括PT斷線エ況。GTQ應(yīng)用的一般線路模型如附

圖1，它是在復(fù)雜的大電網(wǎng)中ー個(gè)由GTQ控制器及其開關(guān)和線路等組成的小網(wǎng)絡(luò)單元等值模型。合閘前網(wǎng)絡(luò)M母線電壓瞬時(shí)值
Um= UrnmSm((Omt+(p0m)
權(quán)利要求
1.電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期方法及其實(shí)施裝置，其特征在于一種對(duì)電網(wǎng)開關(guān)控制的廣義同期新方法及基于該方法設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制裝置，它以綜合的電流定值判據(jù)計(jì)算為前提，不僅有廣義的同期條件合閘功能，還有廣義的嚴(yán)重非同期條件分閘功能，它不僅適用于發(fā)電機(jī)差頻并網(wǎng)、線路同頻并網(wǎng)エ況，還能適用于廠用電快速切換、備用電源自動(dòng)投入、自動(dòng)重合閘裝置、按頻率自動(dòng)減負(fù)荷等エ況；它能同各種類型保護(hù)裝置兼容配套并替代部分功能； 它自身配備使用動(dòng)態(tài)的PLC選線器，進(jìn)ー步擴(kuò)展ー機(jī)多用、分時(shí)復(fù)用的靈活性。它在解決當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)開關(guān)的自動(dòng)控制裝置種類繁多、功能重復(fù)、定值設(shè)置相互不配套等方面問(wèn)題具有一定的實(shí)施意義。
2.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期新方法及其實(shí)施裝置，其特征在干它以綜合的允許電流定值判據(jù)算法為前提，以通用的交流電路運(yùn)算表達(dá)式為基礎(chǔ)，它同時(shí)兼顧使用允許頻差、允許相差(功角)、允許壓差等相關(guān)參數(shù)，并結(jié)合在線測(cè)試與開關(guān)有關(guān)的電網(wǎng)絡(luò)適時(shí)的頻差、相差、壓差量，然后自動(dòng)判別本開關(guān)使用的エ況性質(zhì)，最后進(jìn)入相應(yīng)的計(jì)算模塊實(shí)施合、分控制操作。
3.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期方法及其實(shí)施裝置，其特征在于不僅有廣義的同期條件合閘功能，還有廣義的嚴(yán)重非同期條件分閘功能，因此能與各種類型保護(hù)裝置兼容配套并替代部分功能。
4.如權(quán)利要求2所述的電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期方法及其實(shí)施裝置，其特征在于對(duì)于在復(fù)雜的大電網(wǎng)中ー個(gè)由廣義同期控制器及其開關(guān)和線路等組成的小網(wǎng)絡(luò)單元，其控制參數(shù)統(tǒng)一設(shè)置為1.開關(guān)導(dǎo)前時(shí)間；2.合閘允許電流倍值；3.快動(dòng)合閘允許頻差；4.同期合閘允許頻差；5.合閘允許相差或功角；6.合閘允許壓差；7.跳閘延時(shí)；8、啟動(dòng)延吋。
5.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期方法及其實(shí)施裝置，其特征在于它自身配備使用動(dòng)態(tài)的PLC選線器，通過(guò)用戶自主編程適時(shí)轉(zhuǎn)換主CPU的PT量、開入量、開出量，配合開關(guān)預(yù)置控制模式及預(yù)置參數(shù)，能達(dá)到總的開關(guān)控制選擇模式100種，體現(xiàn)了ー機(jī)多用、 分時(shí)復(fù)用的靈活性。
6.如權(quán)利要求3所述的電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期方法及其實(shí)施裝置，其特征在于電網(wǎng)開關(guān)點(diǎn)嚴(yán)重的非同期和PT斷線組合硬件判別電路，它由三相電壓電容偶合電路、開ロ三角電壓偶合變壓器電路、三相不平衡電壓偶合變壓器電路，LM339雙電平比較變換電路、光電隔離濾波電路、74LS11邏輯電路與電壓信號(hào)綜合電路等組成。
全文摘要
一種對(duì)電網(wǎng)開關(guān)控制的廣義同期新方法及基于該方法設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制裝置，它以綜合的電流定值判據(jù)計(jì)算為前提，不僅有廣義的同期條件合閘功能，還有廣義的嚴(yán)重非同期條件分閘功能；它不僅適用于發(fā)電機(jī)差頻并網(wǎng)、線路同頻并網(wǎng)工況，還能適用于廠用電快速切換、備用電源自動(dòng)投入、自動(dòng)重合閘裝置、按頻率自動(dòng)減負(fù)荷等工況；它能同各種類型保護(hù)裝置兼容配套并替代部分功能。它自身配備使用動(dòng)態(tài)的PLC選線器，進(jìn)一步擴(kuò)展一機(jī)多用、分時(shí)復(fù)用的靈活性；它在解決當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)開關(guān)的自動(dòng)控制裝置種類繁多、功能重復(fù)、定值設(shè)置相互不配套等方面問(wèn)題具有一定的實(shí)施意義。
文檔編號(hào)H02J3/14GK102545270SQ20121002470
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者熊家寅 申請(qǐng)人:熊家寅