本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)二次設(shè)備，具體而言，涉及一種電力系統(tǒng)領(lǐng)域的三相微機自動準(zhǔn)同期裝置。

背景技術(shù)：

同期并列是電力系統(tǒng)中經(jīng)常進(jìn)行的一項重要操作，需要借助專用二次設(shè)備完成并列操作，判斷三相同期電壓的微機自動準(zhǔn)同期裝置即為該類二次設(shè)備的最新設(shè)計產(chǎn)品。

發(fā)電廠在系統(tǒng)正常運行時，隨著負(fù)載的增加，要求備用發(fā)電機組迅速投入系統(tǒng)，以滿足用電量增加的需求；在系統(tǒng)發(fā)生故障時，會失去部分電源，要求備用機組快速投入電力系統(tǒng)制止系統(tǒng)崩潰。這些情況均需要進(jìn)行同期操作，將發(fā)電機組安全可靠、準(zhǔn)確快速的投入，確保系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運行和發(fā)電機的安全。

不良同期裝置是發(fā)電機組的隱形殺手，也是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的安全隱患。盡管大部分電廠都有自動準(zhǔn)同期裝置，但是大多數(shù)都在停運狀態(tài)。在微機型自動準(zhǔn)同期研制領(lǐng)域中，各個廠家技術(shù)參差不齊，造成微機型自動準(zhǔn)同期裝置良莠不齊，不能準(zhǔn)確快速安全的實現(xiàn)發(fā)電機的并網(wǎng)操作。此外，對于要實現(xiàn)“無人值班”的水電廠和變電站更是要用能接受上位機控制的優(yōu)良微機自動準(zhǔn)同期裝置。

隨著電力系統(tǒng)容量及發(fā)電機組單機容量的不斷增大，不符合同期條件的并列操作將會帶來極其嚴(yán)重的后果，可能引起發(fā)電機的損傷甚至系統(tǒng)瓦解。

對于微機準(zhǔn)同期裝置，決定產(chǎn)品最重要的是安全、可靠，在一次系統(tǒng)相序錯誤、PT二次電壓接線錯誤、同期裝置單個通道錯誤的情況下，都不會發(fā)出合閘信號?，F(xiàn)在的同期設(shè)備輸入PT電壓都是單電壓(單通道)，計算單電壓通道作為合閘脈沖信號、調(diào)速脈沖信號、調(diào)壓脈沖信號的依據(jù)，當(dāng)現(xiàn)場一次系統(tǒng)相序錯誤、PT二次電壓接線錯誤、同期裝置單個通道錯誤，都會發(fā)生非同期合閘事故，對電網(wǎng)或者一次設(shè)備造成非常嚴(yán)重的沖擊，影響電網(wǎng)的正常運行。

國內(nèi)目前的相關(guān)產(chǎn)品，無法滿足當(dāng)相序錯誤、外部PT電壓接線錯誤、同期裝置單通道故障時，而發(fā)出合閘信號，造成非常嚴(yán)重沖擊的事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明設(shè)計了一種新型三相微機自動準(zhǔn)同期裝置，避免相序錯誤、外部PT電壓接線錯誤、同期裝置單通道錯誤而發(fā)出合閘信號的同期裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種三相微機自動準(zhǔn)同期裝置，包括金屬機箱，其特征在于：金屬機箱包括電壓輸入模塊、信號輸入模塊、主板模塊、輸出控制板；

它還包括相序電路、幅值調(diào)整電路、頻率調(diào)整電路；電壓輸入模塊通過相序電路后與主板模塊相連，輸出控制板與主板模塊相連；幅值調(diào)整電路、頻率調(diào)整電路均與主板模塊電性連接，并由主板模塊控制；

電壓輸入模塊包括系統(tǒng)三相電壓輸入、待并三相電壓輸入；主板模塊測量電壓輸入模塊的電壓幅值、頻率大小；輸出控制板進(jìn)行信號輸出。

相序電路與告警電路相連；相序電路檢測系統(tǒng)三相電壓輸入、待并三相電壓輸入的相序情況，告警電路包括蜂鳴器及顯示器。

進(jìn)一步的，還包括控制模塊，進(jìn)行控制信號輸入；控制模塊與主板模塊相連，設(shè)置在金屬機箱正面，包括控制按鍵、復(fù)位按鍵、USB接口、運行狀態(tài)指示燈及無壓、同步狀態(tài)指示燈、電壓輸入端子、信號輸入端子。

進(jìn)一步的，還包括電源模塊，控制裝置的開啟與關(guān)閉。

進(jìn)一步的，還包括存儲模塊，記錄一個通道合閘前、合閘時及合閘后的錄波數(shù)據(jù)。

本發(fā)明具有以下有益效果：避免了當(dāng)相序錯誤、外部PT電壓接線錯誤、同期裝置單通道故障時，而發(fā)出合閘信號，造成非常嚴(yán)重沖擊的事故的發(fā)生，極大的提高了同期裝置并列的安全性、可靠性，保證設(shè)備的安全運行。同時錄波也可極大方便隨時調(diào)出查看同期合閘前，合閘時，合閘后一段時間的數(shù)據(jù)信息，供分析使用。

本發(fā)明的三相微機自動準(zhǔn)同期裝置對同期操作進(jìn)行研究，提高準(zhǔn)同期裝置并列操作的準(zhǔn)確性、快速性、可靠性、安全性，對于系統(tǒng)的可靠運行具有很大的現(xiàn)實意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的相序判別示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例的合閘通道示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例的同期面板及機箱示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例的同期裝置控制流程示意圖。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例與附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖3所示，本實施例的三相微機自動準(zhǔn)同期裝置，包括金屬機箱，它還包括相序電路、幅值調(diào)整電路、頻率調(diào)整電路；金屬機箱包括電壓輸入模塊、主板模塊、輸出控制板。

如圖1所示，電壓輸入模塊通過相序電路后與主板模塊相連，輸出控制板與主板模塊相連；電壓輸入模塊包括系統(tǒng)三相電壓輸入、待并三相電壓輸入；幅值調(diào)整電路、頻率調(diào)整電路均與主板模塊、待并三相電壓輸入電性連接，并由主板模塊控制；主板模塊測量電壓輸入模塊的電壓幅值、頻率大小，并向幅值調(diào)整電路、頻率調(diào)整電路發(fā)出調(diào)整信號，輸出控制板進(jìn)行信號輸出。

相序電路與告警電路相連；相序電路檢測系統(tǒng)三相電壓輸入、待并三相電壓輸入的相序情況。還包括存儲模塊，記錄三個通道合閘前、合閘時及合閘后的錄波數(shù)據(jù)。

還包括設(shè)置在金屬機箱正面的控制模塊，進(jìn)行控制信號輸入；控制模塊與主板模塊相連，包括控制按鍵、復(fù)位按鍵、USB接口、運行狀態(tài)指示燈及無壓、同步燈指示、電壓輸入端子、信號輸入端子，金屬機箱上還集成電源模塊，控制裝置的開啟與關(guān)閉。

三相同期裝置分別計算并網(wǎng)開關(guān)兩側(cè)三相電壓，如系統(tǒng)側(cè)：UAs、UBs、UCs，待并側(cè)：UAg、UBg、UCg，電壓的相序：正序、負(fù)序；判斷任一側(cè)相序為負(fù)序，裝置退出并發(fā)出告警；判斷兩側(cè)電壓相序都是正序，則可以進(jìn)行下一步操作。

三相同期裝置，分別計算系統(tǒng)側(cè)UAs、UBs、UCs電壓幅值、頻率大小，待并側(cè)UAg、UBg、UCg電壓幅值、頻率大?。灰韵到y(tǒng)側(cè)三相電壓UAs、UBs、UCs幅值，系統(tǒng)側(cè)三相電壓頻率FAs、FBs、FCs大小為基準(zhǔn)，綜合三相幅值及頻率情況處理，采用PID調(diào)節(jié)，發(fā)出調(diào)整待并側(cè)電壓UAg、UBg、UCg幅值脈沖信號，發(fā)出調(diào)整待并側(cè)頻率FAg、FBg、FCg大小脈沖信號，能使待并側(cè)快速、準(zhǔn)確跟蹤系統(tǒng)電壓和頻率，使之以最快的速度進(jìn)入定值設(shè)定允許區(qū)域。

如圖2所示，當(dāng)A相電壓UAs、UAg通道角度差接近0°；B相電壓UBs、UBg通道角度差接近0°；C相電壓UCs、UCg通道角度差接近0°；根據(jù)實時頻率差，裝置分別根據(jù)三個電壓通道得出一個確定的、最優(yōu)的合閘角度發(fā)出合閘信號，當(dāng)開關(guān)主觸點完全合上閘時刻，每個通道的相角差都必須為0°；如其中一個通道接近0°而其他二個通道不接近0°，則裝置自動關(guān)閉合閘出口，同時發(fā)出告警信號；如其中二個通道接近0°其他一個通道不接近0°，則裝置自動關(guān)閉合閘出口，同時發(fā)出告警信號；如三個通道都不接近0°，則裝置處于計算等待狀態(tài)，直至三個通道都接近0°；所以同時判斷三相電壓三個通道的角度差(即：同時判斷A相、B相、C相三通道同期裝置)并且在同期起動前計算系統(tǒng)側(cè)、待并側(cè)三相電壓的相序(正序、負(fù)序)情況，完全可避免由外部接線錯誤或相序錯誤造、單通道同期裝置誤動作造成的非同期合閘，保證并列的安全性。

三相同期裝置分別記錄一個通道合閘前、合閘時及合閘后的錄波數(shù)據(jù)，記錄A相電壓UAs、UAg通道角度差在0°左右時的包絡(luò)線及同期裝置發(fā)出合閘脈沖與該通道電氣零點的時間差值。

本實施例裝置的控制流程示意圖如圖4所示。主要包括3方面流程：

1：相序判別---判斷兩側(cè)三相同期電壓相序的同期裝置，判斷系統(tǒng)側(cè)、待并側(cè)電壓的相序情況：正序、負(fù)序；若是負(fù)序，裝置起動后發(fā)出告警信號并提示相序錯誤；正序電壓才能進(jìn)入下一步操作。

2：三通道檢測---分別計算三相電壓三個通道的電壓幅值、頻率，綜合三相幅值及頻率情況處理，采用PID調(diào)節(jié)，發(fā)出調(diào)整脈沖信號，分別調(diào)整待并側(cè)的電壓、頻率，使三個通道的電壓、頻率同時接近相等；分別計算三相電壓三個通道的電氣零點，只有在三個通道同時接近電氣零點時，發(fā)出合閘脈沖信號。

3：錄波波形---三相同期裝置記錄一個通道合閘前、合閘時及合閘后的錄波數(shù)據(jù)。

以上的實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有的技術(shù)加以實現(xiàn)。