同步發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種同步發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期控制裝置，適用于同步發(fā)電機(jī)和線路變壓器并列操作的準(zhǔn)同期控制，主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機(jī)和線路變壓器的并列操作，保證將同步發(fā)電機(jī)安全快速地并入電網(wǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)的保護(hù)裝置，啟動原件動作后，后續(xù)的故障處理過程是按照啟動時(shí)刻為基準(zhǔn)展開的，如突變量啟動后相繼執(zhí)行快速段，穩(wěn)態(tài)階段，震蕩閉鎖階段，跳閘后階段以及非全相階段。現(xiàn)有大的技術(shù)方案不合理的，我們所制定的保護(hù)處理方案是針對與保護(hù)裝置之外的一次，二次的狀態(tài)而言的，除了簡單的單一性故障，程序處理和系統(tǒng)狀態(tài)相符合，大多數(shù)會導(dǎo)致不一致從而影響保護(hù)整體性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型從根本上解決了不論是何種原因?qū)е碌男盘柣儾粫绊懕Ｗo(hù)性能的問題，同時(shí)也確保了任何故障情況下，保護(hù)在暫態(tài)超越指標(biāo)范圍能快速切除故障的可能。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:同步發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期控制裝置，包括分別連接在變壓器一次側(cè)的第一測頻測相模塊和第一電壓測量模塊，以及分別連接在變壓器二次側(cè)的第二測頻測相模塊和第二電壓測量模塊，顯示模塊、PIC單片機(jī)、繼電器組和參數(shù)設(shè)置按鍵；其中所述第一測頻測相模塊、第一電壓測量模塊、第二測頻測相模塊和第二電壓測量模塊與PIC單片機(jī)連接，PIC單片機(jī)的輸出端與顯示模塊連接，PIC單片機(jī)的輸入端與參數(shù)設(shè)置按鍵連接，PIC單片機(jī)的的控制輸出端與繼電器組，繼電器組與發(fā)電機(jī)的調(diào)頻回路、調(diào)壓回路、同期合閘回路及故障回路向連接。
[0005]下面對準(zhǔn)同期并列過程進(jìn)行分析:
[0006]一個(gè)理想的準(zhǔn)同期并列過程應(yīng)該滿足以下三個(gè)條件:
[0007]1) Δ U = I Ug — Us I = 0;
[0008]2) Δ f = I fg — fs I = 0;
[0009]3) δ=0。
[0010]Ug:待并側(cè)電壓Us:系統(tǒng)側(cè)電壓fg:待并側(cè)頻率fs:系統(tǒng)側(cè)頻率δ:兩側(cè)相角差
[0011]在同期的三要素中，頻率差和相角差這兩個(gè)要素是一對矛盾體。若兩系統(tǒng)的原有相位差δ乒0，而頻率又相等即Λ f = 0時(shí)，貝lj δ恒定，永遠(yuǎn)不可能δ=0。只有Af = fg—fs ^ 0，亦即存在頻率差時(shí)，δ才會出現(xiàn)等于0的機(jī)會。
[0012]在實(shí)際應(yīng)用中，可以簡單地認(rèn)為，同期過程實(shí)際上是捕捉δ =0的過程。而電壓差和頻率差僅作為同期時(shí)的限定條件，只要Λ U和Λ f在允許范圍內(nèi)即可。允許差值越小，其沖擊電流越小，但這將影響并列的快速性。因此，允許值可根據(jù)實(shí)際要求選擇。
[0013]為了使待并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)盡快并列，通常情況下需要根據(jù)Λ U和Λ f的大小對待并發(fā)電機(jī)進(jìn)行頻率和電壓調(diào)節(jié)，以盡快地使Λ U和Λ f滿足給定要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)同期并列。一般機(jī)組所配備的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器都具有較好的調(diào)壓性能，因此自動準(zhǔn)同期裝置無需在調(diào)壓功能上考慮過多。但不同機(jī)組的調(diào)速器具有很大的特性差異，因此，本裝置在兩側(cè)頻差、壓差不合格時(shí)，依照偏差量的大小，發(fā)出長短不同的調(diào)節(jié)脈沖，并根據(jù)調(diào)節(jié)后發(fā)電機(jī)頻率、電壓的變化量實(shí)現(xiàn)全智能的時(shí)隙控制，從而實(shí)現(xiàn)最佳調(diào)節(jié)效果。
[0014]同步發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期控制裝置有很高的同期精度及快捷的并網(wǎng)速度，并提供合閘閉鎖功能。既可用于同步發(fā)電機(jī)的并列，也可以用于線路變壓器的并列。主要應(yīng)用于中小型發(fā)電廠的控制設(shè)備中。
[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有設(shè)備相比具有以下優(yōu)點(diǎn):具有較快和很高的同期精度。具有有快捷的并網(wǎng)速度，并提供合閘閉鎖功能?？刂旗`活，操作方便，同期可靠。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的原理圖；
[0017]圖中:1_第一測頻測相模塊；2_第一電壓測量模塊；3_第二測頻測相模塊；4_第二電壓測量模塊；5_顯示模塊；6-PIC單片機(jī)；7_繼電器組；8_參數(shù)設(shè)置按鍵。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參見圖1，同步發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期控制裝置，包括分別連接在變壓器一次側(cè)的第一測頻測相模塊1和第一電壓測量模塊2，以及分別連接在變壓器二次側(cè)的第二測頻測相模塊3和第二電壓測量模塊4，顯示模塊5、PIC單片機(jī)6、繼電器組7和參數(shù)設(shè)置按鍵8 ;其中所述第一測頻測相模塊1、第一電壓測量模塊2、第二測頻測相模塊3和第二電壓測量模塊4與PIC單片機(jī)6連接，PIC單片機(jī)6的輸出端與顯示模塊5連接，PIC單片機(jī)6的輸入端與參數(shù)設(shè)置按鍵8連接，PIC單片機(jī)6的的控制輸出端與繼電器組7，繼電器組7與發(fā)電機(jī)的調(diào)頻回路、調(diào)壓回路、同期合閘回路及故障回路向連接。顯示模塊5包括字碼顯示和指示燈。所述字碼顯示由數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。PIC單片機(jī)6輸出的控制信號為開關(guān)信號。PIC單片機(jī)采用美國微芯科技公司Microchip單片機(jī)PIC24，單片機(jī)PIC24是基于增強(qiáng)的低功耗16位CMOS微控制器。
[0019]本裝置中第一測頻測相模塊、第一電壓測量模塊、第二測頻測相模塊和第二電壓測量模塊測量變壓器一次側(cè)和二次側(cè)的頻率、相位和電壓，發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過處理，輸出增速(功角符合)、減速(同頻)、升壓(偏低)、降壓(偏高)同期合閘或故障六個(gè)開關(guān)信號給繼電器組，從而進(jìn)行控制。單片機(jī)計(jì)算滑差預(yù)測合閘相角達(dá)到設(shè)定值后以選定的導(dǎo)前時(shí)間發(fā)出合閘命令完成并列操作。并列過程中相位差指示燈直觀指示發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的相位關(guān)系，若同期成功，指示燈會一直停留在同期點(diǎn)上，很快會閉鎖。
[0020]若不成功指示燈不會停留在同期點(diǎn)上，約10秒后自動投入下一次同期控制。本裝置在證實(shí)外電網(wǎng)確實(shí)無電的情況下可以用外部發(fā)出合閘命令，如果電網(wǎng)有電則操作無效，必須經(jīng)由同期控制才能發(fā)出合閘命令。
[0021]同期合閘前，調(diào)頻(速)電路在任何情況下(除發(fā)電機(jī)本身掉線外)都可以工作，跟蹤電網(wǎng)頻率，電網(wǎng)掉線時(shí)鎖定50Hz。頻率(速度)調(diào)節(jié)采用模糊控制進(jìn)行變參數(shù)調(diào)節(jié)。對液壓調(diào)速機(jī)和直流伺服電機(jī)控制的調(diào)速機(jī)可以將參數(shù)調(diào)頻脈沖寬度設(shè)小一些，對普通交流電機(jī)控制的調(diào)速機(jī)應(yīng)該將參數(shù)脈沖寬度設(shè)大一些。對轉(zhuǎn)動慣量小一些的系統(tǒng)可以將參數(shù)調(diào)頻間隔設(shè)小一些，反之設(shè)大一些。
[0022]同期合閘前，調(diào)壓電路在發(fā)電機(jī)頻率GF〈42Hz時(shí)不動作，在45Hz?55Hz時(shí)正常調(diào)節(jié)，電網(wǎng)掉線時(shí)鎖定額定電壓。調(diào)壓方式有脈寬調(diào)節(jié)和計(jì)數(shù)調(diào)節(jié)兩種供選擇，分別適合于伺服電機(jī)控制的模擬電位器調(diào)節(jié)和數(shù)字調(diào)節(jié)。
[0023]對線路變壓器的并列，如果線路變壓器具有環(huán)路，同期合閘前，裝置將檢測變壓器兩邊的電網(wǎng)是否“同頻”，若同頻則輸出“同頻”信號(減速信號代)，待并側(cè)電壓“偏高”(降壓信號)，“偏低”(升壓信號)，“功率角”是否在設(shè)定的范圍內(nèi)，是則輸出“功角符合”信號(增速信號代)。只有同時(shí)滿足“同頻”、“功角符合”、“壓差正?！辈拍馨l(fā)出合閘命令，在選擇允許“無壓合閘”時(shí)，在證實(shí)任一側(cè)確實(shí)無電的情況下可以由外部發(fā)出合閘命令。
[0024]本裝置的所有控制輸出都是無源的開關(guān)信號，各控制繼電器動作時(shí)，相應(yīng)指示燈亮。當(dāng)外部負(fù)載電源為交流時(shí)，建議在負(fù)載上并聯(lián)一個(gè)0.luf的電容，負(fù)載電源為直流時(shí)在負(fù)載上反并聯(lián)一個(gè)二極管；負(fù)載容量較大時(shí)建議用中間繼電器過渡一下。
[0025]本實(shí)用新型遵循的參數(shù)如下:
[0026]1.電源:AC: 110V ?280V/50Hz, DC: 110V ?250V
[0027]2.輸入信號:
[0028]發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電壓:0V?100V+30V (或0V?400V+120V)
[0029]電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)電壓:0V?100V+30V (或 0V ?400V+120V)
[0030]注意，標(biāo)準(zhǔn)電壓分別取自被同期對象兩側(cè)電壓互感器的同名相。采用標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器時(shí)選100V，直接采用380V線電壓時(shí)選400V。
[0031]3.輸出信號:
[0032]增速(功角符合)、減速(同頻)、升壓(偏低)、降壓(偏高)同期合閘及故障六個(gè)開關(guān)信號，以繼電器方式輸出。
[0033]接點(diǎn)容量為交流阻性220V/5A ;交流阻性380V/2A ;直流110V/0.8A,直流220V/0.2A。當(dāng)外部負(fù)載電源為交流時(shí)，建議在負(fù)載線圈上并聯(lián)一個(gè)0.luf的電容，負(fù)載電源為直流時(shí)在負(fù)載線圈上反并聯(lián)一個(gè)二極管；負(fù)載容量較大時(shí)建議用中間繼電器過渡一下。
[0034]最后說明的是，本使用新型中單片機(jī)所涉及計(jì)算等過程，均是采用本領(lǐng)域成熟的技術(shù)，不是本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)所在。以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.同步發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期控制裝置，其特征在于:包括分別連接在變壓器一次側(cè)的第一測頻測相模塊(1)和第一電壓測量模塊(2)，以及分別連接在變壓器二次側(cè)的第二測頻測相模塊(3 )和第二電壓測量模塊(4)，顯示模塊(5 )、PIC單片機(jī)(6 )、繼電器組(7 )和參數(shù)設(shè)置按鍵(8);其中所述第一測頻測相模塊(1)、第一電壓測量模塊(2)、第二測頻測相模塊(3)和第二電壓測量模塊(4)與PIC單片機(jī)(6)連接，PIC單片機(jī)(6)的輸出端與顯示模塊(5)連接，PIC單片機(jī)(6)的輸入端與參數(shù)設(shè)置按鍵(8)連接，PIC單片機(jī)(6)的的控制輸出端與繼電器組(7)，繼電器組(7)與發(fā)電機(jī)的調(diào)頻回路、調(diào)壓回路、同期合閘回路及故障回路向連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述同步發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期控制裝置，其特征在于:所述顯示模塊(5)包括字碼顯示和指示燈。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述同步發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期控制裝置，其特征在于:所述字碼顯示由數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述同步發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期控制裝置，其特征在于:所述PIC單片機(jī)(6)輸出的控制信號為開關(guān)信號。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種同步發(fā)電機(jī)自動準(zhǔn)同期控制裝置，包括分別連接在變壓器一次側(cè)的第一測頻測相模塊和第一電壓測量模塊，連接在變壓器二次側(cè)的第二測頻測相模塊和第二電壓測量模塊；第一、第二測頻測相模塊、第一、第二電壓測量模塊與PIC單片機(jī)連接，PIC單片機(jī)的輸出端與顯示模塊連接，PIC單片機(jī)的輸入端與參數(shù)設(shè)置按鍵連接，PIC單片機(jī)的控制輸出端與繼電器組。本裝置可準(zhǔn)確的識別系統(tǒng)狀態(tài)，通過狀態(tài)識別結(jié)果來投入相應(yīng)的處理模塊，此過程本身改變了以前基于啟動時(shí)刻調(diào)節(jié)保護(hù)范圍的做法，而采用元件所用電流，電壓量的波形來作為自適應(yīng)選用數(shù)字濾波器，調(diào)節(jié)保護(hù)范圍，調(diào)節(jié)方向元件動作范圍等各個(gè)環(huán)節(jié)的基準(zhǔn)?？刂旗`活，操作方便，同期可靠。
【IPC分類】H02P103/20, H02J3/42, H02P9/44
【公開號】CN205070463
【申請?zhí)枴緾N201520810610
【發(fā)明人】劉建
【申請人】重慶迅馳電氣有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月20日