基本配置
本装置在总体设计及各插件设计上均考虑了可靠性的要求,在程序执行、以太信等方面均给予了详尽的考虑。既适用于发电机组,也适用于线路。
同期主要功能:
1)同期合闸
2)无压合闸
3)组调速调压控制(可选择手动或自动投退)
4)遥控同期方式/无压方式
5)遥控投退同期对象/机组
6)打破机组型/线路型两种同期类型限制,本装置设置了四种同期类型
7)装置故障或告警闭锁调速调压及合闸出口
8)智能化随运行方式改变同期点类型
9)智能化测量断路器导前时间
10)允许同频合闸
11)机组型同期点无压方式可选择
测控主要功能:
1)10路强电遥信开入采集、装置遥信变位(可扩展至26路开入)
2)对象选择、机组选择、起动同期、无压方式等均可遥控
3)Us、Ug、fs、fg、ΔU、Δf、Δφ、df/dt等模拟量的遥测
4)事件SOE
5)GPS对时

同期合闸分为线路型和机组型两类。
线路型同期点满足压差小于整定值且相位差小于整定值(|Ug-Us|≤ΔU且│Arg(Ug/Us)-θgy│≤θhb)时,延时20ms发合闸令;若压差过大(|Ug-Us|>ΔU),报“压差不满足”并告警;若相位差过大(│Arg(Ug/Us)-θgy│>θhb),报“相差不满足”并告警。
机组型同期点原理和实现方法:
机组同期时,必须考虑三个因素:压差、频差及相位差。对于发电机组而言,压差产生的冲击电流并不会对机组产生太大的影响,因为发电机组在短时间内是可以承受短路电流冲击的。但为什么有的非同期合闸会造成机组大轴弯曲、定子线圈撕裂、绝缘损坏甚至造成电网事故呢?究其原因,是因为在机组并网的时刻,系统侧旋转电势与机组侧旋转电势偏离角度过大,在断路器合闸的瞬间,系统会在较短的时间内将发电机组拉入同步,这就使得在发电机转子上随受相当大的扭矩,手动并网时有时会听到发电机“嗡”的一声就是系统将机组拉入同步时相差过大引起的。即使采用了微机自动同期装置,如果合闸时相位控制不好,长期下去也必会对给机组造成内伤。
对于微机型同期装置而言,压差、频差闭锁合闸出口很容易实现。问题的关键是如何实现相位差准确闭锁合闸出口。要实现相位差准确可靠闭锁合闸出口,首先必须了解相相位差的变化规律。传统的同期装置,总是假定相位呈线性变化,也就是在并网过程中假定频差维持不变。得出如下规律:
θ0 -------- 当前时刻相位差;
dθ/dt -------- 当前时刻相差变化率;
Tdq -------- 导前时间(断路器合闸时间);
θyq -------- 预期合闸角度。
这种情况假定了机组侧与系统侧的频差是不变的(相差与频差成正比而方向相反,即Δθ=-Δf×360°)。而实际情况是,机组侧与系统侧的频差总是在不停地变化,所以相位的变化也不是线性的,有一定的加速度,从现场的整步表指针就可以看出。在现场,有时整步表指针顺时针慢慢的转动,直到停下,甚至逆时针反转,这就说明相位的变化是非线性的,有一定的加速度。
本智能同期装置在进行同期时不仅考虑相位的线性变化部分,还考虑了两侧频差变化引起的相位变化的加速度,比线性模型更接近于相位的实际变化,因此更能准确地反映实际情况。其计算公式如下:
θ0 -------- 当前时刻相位差;
dθ/dt -------- 当前时刻相差变化率;
d2θ/d2t -------- 当前时刻相位变化率加速度;
Tdq -------- 导前时间(断路器合闸时间);
Tg -------- 装置固有出口时间;
θyq -------- 预期合闸角度。
同期相位变化模型是否正确,直接关系到同期的准确程度。模型与实际情况所产生的差异,必须通过一定的方法进行修正,使之更接近于实际情况。现有的一些同期装置,在设置预测合闸角时,往往采用固定值(固定门槛)进行计算,这是不符合实际情况的。如有时整步表转了一圈而装置未捕捉到合闸时刻或合闸后相差**过了预期值,都是因为采用了固定门槛后,实际采样频差较大、合闸时间较长时产生了累积误差。
本装置内部采用动态检测预期合闸角的方法,应用了浮动门槛,即预期合闸角随着计算频差的变化而变化。这样不仅可以有效提高合闸精度,而且可以保证在频差较大、合闸时间较长时将合闸角度控制在预期范围内。
dθ/dt -------- 当前时刻相差变化率;
d2θ/d2t -------- 当前时刻相位变化率加速度;
Tj -------- 装置计算时间间隔;
θyq -------- 预期合闸角度。
装置计算时间间隔为2ms,频差为0.5Hz,频差变化率为0.3Hz/s时,由上式可计算出合闸时预期合闸角度为:
θyq=1.5×(0.5×360×2/1000+0.5×0.3×360×360×4/100000)=0.44°
也就是装置误差在0.44°范围内。

1.控制部分技术参数
允许频差值 │Δf│≤0.5Hz,缺省为±0.25Hz,可整定
允许频差值 │ΔU│≤15V,缺省为±5V,可整定
调频调压脉冲输出 脉冲间隔及比例调节规律脉冲宽度可整定,误差≤2ms
同频不同相处理 可输出定时加速脉冲及时消除这种状态,也可整定为同频并网
电网环并合闸 对于线路型同期点,允许电网环并,环并合闸角可整定
同期误差 │Δf│≤0.5Hz时,合闸相位角≤1°
电网环并合闸 对于线路型同期点,允许电网环并,环并合闸角可整定
开入信号
◆对象选择开入:空接点输入,至少保持到“起动”信号有效后3秒
◆机组信号开入:空接点输入,至少保持到“起动”信号有效后3秒
◆无压方式开入:空接点输入,至少保持到“起动”信号有效
◆同期起动开入:空接点输入,闭合时间需大于100ms

1DL或2DL的设置可采用方式1,即检测到DL为分位时转为机组型,DL为合位时转为线路型。
控制字2中KG2.7/KG2.6/KG2.5控制方式2所需检测的系统侧电源进线同期点对象编号,KG2.12/KG2.11/KG2.10控制方式2所需检测的待并侧电源进线同期点对象编号,KG2.9/KG2.8控制所需投入反向调节的机组编号,KG2.14/KG2.13控制所需投入正向调节的机组编号。
3.3.3 无压合闸
装置在调入定值并判定该同期点类型为线路型、线路转机组方式1或线路转机组方式2时,系统侧电压Us或待并侧电压Ug任一侧无压(Us≤40V或Us≤40V),延时20ms发合闸令;两侧均有压(Us>40V且Ug>40V)时报“无压条件不满足”并告警。
装置在调入定值并判定该同期点类型为机组型时,根据控制字KG1.9判定“机组无压检任一侧/KG1.9=0)”还是“机组无压检系统侧”。若KG1.9=0,满足系统侧电压Us或待并侧电压Ug任一侧无压(Us≤40V或Us≤≤40V),延时20ms发合闸令;两侧均有压时报“无压条件不满足”并告警。若KG1.9=1,满足系统侧无压且待并侧有压(Us≤40V且Ug≥80V)时, 延时20ms发合闸令;系统侧有压或待并侧无压(Us>40V或Ug<80V)时,报“无压条件不满足”并告警。
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