北京交通大学小BEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYJIAOTONG电力系统自动化模块一：发电机并列和励磁
电力系统自动化 模块一：发电机并列和励磁
京文通大学2.1.1并列操作的意义BEUING JIAOTONGUNIVERSITY·同步发电机组并列时应遵循的原则B1、并列断路器合闸时，冲击电流足够小xX2、并入电网后，应能迅速进入同步A·发电机并列的理想条件频率相等f= f (QG=Ox)UG=Ux电压幅值相等8=0相角差为0·并列方法（正常运行）准同期并列*自同期并列（事故、水轮机）3
2.1.1 并列操作的意义 • 同步发电机组并列时应遵循的原则 • 发电机并列的理想条件 • 并列方法 2、并入电网后，应能迅速进入同步 1、并列断路器合闸时，冲击电流足够小 准同期并列（正常运行） *自同期并列（事故、水轮机） () 0 GxG x G x e f f U U ω ω δ = = = = 频率相等 电压幅值相等 相角差为0 ~ Ux & UG & A B 3
北京文通大学2.2.3线性整步电压BEUINGJIAOTONGUNIVERSITY问题：脉动电压产生的越前时间有误差！1、定义：幅值在一周期内与S.分段按比例线性变化，一般是三角形。USU.Uslmslm元+8(- 元≤ 8.≤0)元0slm-8(0≤ .≤元)T0元代st元T.(图1-12)形成电路组成特点：周期T整形电路幅值Uslm与U.和U无关相敏电路最大值对应8。=0滤波电路4
2.2.3 线性整步电压 问题：脉动电压产生的越前时间有误差！ Uslm Usl −π 0 π δ (t) ( ) (- 0) ( ) (0 ) slm sl e e slm sl e e U U U U πδ π δ π πδ δ π π = + ≤≤ = − ≤≤ 1、定义：幅值在一周期内与δ e分段按比例线性变化，一般是三角形。 T s 0 e δ = 特点：周期 T s 幅值 ，与 和 无关 最大值对应 U UU slm G x 形成电路组成：（图1-12） 整形电路 相敏电路 滤波电路 4
北京交通大学2.2.3线性整步电压BEUING JIAOTONG UNIVERSITY1AA原始波形aUG1(b)整形电路uC(c)u相敏电路(d)UsL低通滤波电路0元）-(元）(6.)(0)(元）(0)(e)(2元)图1-12全波线性整步电压5
2.2.3 线性整步电压 整形电路 相敏电路 低通滤波电路 原始波形 5
北京交通大学2.2.4电压差检测BEUINGJIAOTONGUNIVERSITY线性整步电压不含有两侧电压幅值信息电压差检测：比较IUI、U,IAU=|UG-UK允许值电压差合格允许合闸”信号6
2.2.4 电压差检测 6 线性整步电压不含有两侧电压幅值信息 电压差检测：比较 | || | U U G x & & 、 “电压差合格允许合闸”信号 | | ∆= − < UU U G x 允许值
北京交通大学(1/2)本章小结BEUINGJIAOTONGUNIVERSITY「定义遵循的原则1、合闸时：2、合闻后并列操作方法1、准同期；2、自同期概述定义UG=Ux准同期并列理想条件实际条件1、偏离理想条件的后果一实际条件2、概念O,f,、T,特点、应用定义、特点、应用自同期并列脉动电压特征：含有准同期需要检测的信息准同期并列L检测准同期并列条件：幅值差、频率差、相角差基本原理频差控制单元自动准同期装置压差控制单元恒定越前时间（3个单元）合闸信号控制单元并列装置合闸信号的控制Osy1、越前时间tyi2、允许滑差数字式并列装置
• 概述 • 准同期并列 基本原理 • 恒定越前时间 并列装置 • 数字式并列装置 定义、特点、应用 1、越前时间 tYJ；2、允许滑差 ω sy 并列操作 准同期并列 自同期并列 定义 遵循的原则 1、合闸时；2、合闸后 方法 1、准同期；2、自同期 定义 理想条件 实际条件 1、偏离理想条件的后果→实际条件 2、概念 特点、应用 UG U X & = & s s Ts ω 、f 、 脉动电压 自动准同期装置 （3个单元） 合闸信号的控制 频差控制单元 压差控制单元 合闸信号控制单元 特征：含有准同期需要检测的信息 检测准同期并列条件：幅值差、频率差、相角差 本章小结 （1/2）
北京文通大学(2/2)本章小结BEUING JIAOTONGUNIVERSITY『定义线性整步电压特征-含有频差和相角差信息概述恒定越前时间产生1、比例微分电路；2、ty=-RC滑差检查比较t与t与变"O"顺序)·准同期并列基本原理压差检查直接比较压差、频差满足条件时，ty发合闸命令合闸信号控制逻辑恒定越前时间频差控制1、任务；2、组成：方向测量、执行；3、框图并列装置压差控制1、任务；2、组成：方向测量、脉冲展宽概述优点I主机输入、输出接口硬件电路输入、输出过程通道·数字式并列装置*人-机联系电压检测软件频率检测（判别3个条件）相位差-越前时间检测
• 概述 • 准同期并列 基本原理 • 恒定越前时间 并列装置 • 数字式并列装置* 概述 优点 硬件电路 软件 （判别3个条件） 主机 输入、输出接口 输入、输出过程通道 人-机联系 定义 特征-含有频差和相角差信息 1、比例微分电路；2、tYJ = −R1C 线性整步电压 恒定越前时间产生 滑差检查 压差检查 合闸信号控制逻辑 频差控制 压差控制 A 比较 t与 （tYJ 与Uδ YJ 变“UtYJ 0”顺序） 直接比较 1、任务；2、组成：方向测量、执行；3、框图 1、任务；2、组成：方向测量、脉冲展宽 电压检测 频率检测 相位差-越前时间检测 压差、频差满足条件时，tYJ发合闸命令 本章小结 （2/2）
北京交通大学3.1概述BEUING JIAOTONG UNIVERSITYE.~ ieFiEF→发电机运行特性函数同步发电机的励磁系统：励磁功率单元中→励磁电流一控制励磁电流励磁调节器电力系统励磁功率单元发电机励磁调节器输入信息一一9
3.1 概述 9 q ~ EF E I & & I & EF ⇒ 发电机运行特性函数 同步发电机的励磁系统：励磁功率单元 励磁调节器 →励磁电流 →控制励磁电流 励磁功 率单元 励磁调节器 发电机 电 力 系 统 输入信息 G ~
北京文通大学3.1.1同步发电机励磁控制系统的任务BEUING JIAOTONG UNIVERSITY一、电压控制正常运行：负荷波动->发电机功率变化->机端或某一点电压变化励磁调节->维持端电压在给定水平UGIG41UGUG+jlGXa=E10
3.1.1 同步发电机励磁控制系统的任务 • 一、电压控制 10 UG • IG • IG • UG Eq • • Xd G G Xd Eq U jI & + & = & 正常运行：负荷波动 -> 发电机功率变化-> 机端或某一点电压变化 励磁调节 -> 维持端电压在给定水平
北京文通大学3.1.1同步发电机励磁控制系统的任务BEUINGJIAOTONGUNIVERSITYE, cosdg = UG +IoXdUG+jiGXa=EEcOs SG~1jlGEβ ~Uc +IoXdU结论：jioXd与UG是造成E。数值差的主要原因1O当lEF一定时，UG随Io土增大而下降11
3.1.1 同步发电机励磁控制系统的任务 q G G Q Xd E cos δ =U + I Q Εq UG Ι & & 结论： ① 是造成 与 数值差的主要原因 ② 当IEF 一定时，UG 随 IQ 增大而下降 q G Q Xd G E ≈U + I δ G Xd jI & Eq & p I & UG & QI & ϕ GI & ϕ Q Xd jI & G G Xd Eq U jI & + & = & cosδ G ≈1 11