【正文】 調整，并列時間長，且操作復雜?！?　 未加勵磁時拉入電網(wǎng)，相當于電網(wǎng)經過很小的電抗而短路，產生的沖擊電流的周期分量由下式求得：　　　　　　　（2－13）式中，－歸算到發(fā)電機端的電網(wǎng)電壓；－歸算后的電網(wǎng)等值電抗　 發(fā)電機母線電壓為　　　　　（2－14）機組一定時，自同期并列的沖擊電流主要決定于系統(tǒng)的情況，發(fā)電機的端電壓值與沖擊電流成正比。（用Fig 24說明：頻差較小，滑差周期長，經過從發(fā)電機狀態(tài)－電動機狀態(tài)來回擺動的振蕩過程，可縮短發(fā)電機并列后的暫態(tài)過程，盡快拉入同步運行，并列成功。c. 的關系由于　　　　（2－10）所以脈動周期為　　　?。?－11）用標么值表示時，有　　　?。?－12）關于滑差(滑差角頻率)的概念：均可用來表示待并發(fā)電機的頻率與電網(wǎng)頻率之間或兩并列電網(wǎng)頻率之間相差的程度。當相角差從0到180度變動時US的幅值從0變到最大值2UmG。3) 頻率不相等：滿足(2)，不滿足(1)如圖23(a)所示，斷路器兩側間電壓差為脈動電壓，可描述為：設初始角＝＝0，則　　（2－6）　　　　令為脈動電壓的幅值，則　　　　　?。?－7）　　　　可知可以看成是幅值為、頻率接近于工頻的交流波形。沖擊電流的有效值為　　　?。?－5）式中， －發(fā)電機交軸次暫態(tài)電抗； －發(fā)電機交軸次暫態(tài)電動勢（圖）影響：相位不一致產生的沖擊電流可能達到額定電流的2030倍。10176。3．理想條件：斷路器兩則電源電壓的三個狀態(tài)量全部相等。169。這是過去當系統(tǒng)發(fā)生事故時為迅速投入水輪發(fā)電機組而曾經采取的一種方法。4． 并列方法：準同期并列：廣泛采用。這一系列操作稱為并列操作.意義：負荷的變化而引起發(fā)電機運行的臺數(shù)經常改變，因此發(fā)電機組的投切是系統(tǒng)運行中的一項頻繁操作（正常操作），隨著系統(tǒng)的容量和單機的容量日益增大，不恰當?shù)牟⒘胁僮鲗е聡乐睾蠊Ｒ话阃ㄐ懦绦驗镈CS或FCS所有。而模擬信號須經過模擬信號采集與處理程序經過采集、標度變換、濾波處理及二次數(shù)據(jù)計算，并進行保存。由于系統(tǒng)具有分散性，單一站的故障不會影響到整個系統(tǒng)，可靠性提高。價格低，降低系統(tǒng)投資。4． 系統(tǒng)自動低頻減載及其他安全自動控制裝置：第六章，重點介紹按頻率自動減載裝置，是事故情況下典型的防系統(tǒng)性事故的安全自動控制裝置。并列操作是電氣設備正常運行操作的重要內容，是學習的重點。4． 電力安全裝置為保障系統(tǒng)運行人員的人身安全的監(jiān)護裝置。這是本課程的主要學習內容。200MW以上的需配置專用計算機進行監(jiān)控。電能的生產過程是一個有機的整體，復雜而龐大的系統(tǒng)如果沒有一系列的安全自動裝置系統(tǒng)為它服務，那么這個系統(tǒng)是一刻也不能運行的。安全經濟地完成給予的發(fā)電任務。 系統(tǒng)的發(fā)展―――發(fā)電廠、變電所實現(xiàn)了自動化(各種類型的發(fā)電廠根據(jù)區(qū)域資源頒布的特點加緊建設，隨著大容量機組的出現(xiàn)，交流輸電最高電壓等級已達到500KV)―――遠動通信、計算機技術的發(fā)展促使系統(tǒng)朝著自動監(jiān)視、控制和調度的方向發(fā)展―――促進系統(tǒng)自動控制技術的不斷發(fā)展向家壩—上海，+—800KV特高壓直流輸電示范工程，首個電壓等級最高，輸送距離最遠，輸送容量最大，技術水平最先進。（2）水電裝機：，2010年8月突破2億KW，居世界第一。特別是9億千瓦裝機容量的突破，是電力發(fā)展史上一個重要里程碑，標志著電力工業(yè)發(fā)展實現(xiàn)了新跨越。2009年10月，中電投拉西瓦水電站6號機成為8億千瓦“標志性機組”.。長 沙 理 工 大 學 備 課 紙電力系統(tǒng)自動控制技術畢業(yè)論文緒 論一、我國電力工業(yè)的發(fā)展概況 回顧100多年電力工業(yè)的發(fā)展， 經過67年發(fā)展，到1949年達到185萬kW。2010年中期，中廣核嶺澳核電站二期工程1號機組成為9億千瓦“標志性機組”.。b（概念）。（3）風電裝機：2010年底，首次超美，居世界第一。二、電力系統(tǒng)及其運行：使許多相距遙遠、大小不等的分散的發(fā)電機電源，經過錯蹤復雜的輸、配電網(wǎng)絡，相互聯(lián)結起來，并進行有功功率與無功功率的傳輸與分配，使分散的用戶都能及時得到合格的電能供應。 常規(guī)和新能源發(fā)電，集中型供電和分布式發(fā)電配電網(wǎng)的任務：直接向用戶供電的地區(qū)電網(wǎng)。具體來說，電力系統(tǒng)自動化是自動化的一種具體形式，是指應用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置，通過信號系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)進行就地或遠方的自動監(jiān)視、調節(jié)和控制，保證系統(tǒng)安全經濟運行和具有合格的電能質量?；痣姀S：鍋爐、汽輪機等設備。同步發(fā)電機：，動力元素：負荷變化時，引起有功失衡，頻率偏移，通過執(zhí)行機構（）調速器）調節(jié)動力元素――蒸汽流量的大小來改變輸出有功，使頻率恢復正常值。在進一步發(fā)展，暫不列入課程的學習內容。按章節(jié)內容如下：1． 同步發(fā)電機的自動并列：第二章，是電氣自動控制裝置典型的例子。（二）本課程的考核方式：出勤，課堂提問，課堂測驗，作業(yè)，考試第一章 自動裝置及其數(shù)據(jù)的采集處理一、自動裝置的首要任務系統(tǒng)運行的主要參數(shù)是連續(xù)的模擬量，將連續(xù)的模擬信號采集并轉換成離散的數(shù)字信號后進入計算機，即數(shù)據(jù)采集和模擬信號的數(shù)字化?？刂乒δ軉我坏淖詣友b置：采集的電氣量不多自動并列裝置工業(yè)控制機系統(tǒng)功能較微型完善，可靠性和實時性較微型大為提高，配有實時操作系統(tǒng)，過程中斷系統(tǒng)，具有豐富的I/O功能和軟件系統(tǒng)。系統(tǒng)各站為并行結構，可解決大型、高速、動態(tài)系統(tǒng)需要，實時性好，需要進行集中數(shù)據(jù)處理，對上位機有一定技術要求。運行參數(shù)設置程序：設置系統(tǒng)的運行參數(shù)。軟件部分視具體的系統(tǒng)，具體的應用有不同的劃分，規(guī)模、功能和所采用的技術也不相同。因此提高并列操作的準確度和可靠性對系統(tǒng)的可靠運行是很重要的。一般在系統(tǒng)正常運行情況下采用。隨著自動控制技術的進步，微機型數(shù)字式自動并列方法日漸成熟，現(xiàn)在也可用準同期法快速投運水輪發(fā)電機組，因此只作簡單介紹。是計算準同期并列時沖擊電流的等值電路圖。完全重合并且同步旋轉。（）5．不滿足理想條件時引起的后果：1) 電壓幅值差：如圖229a)所示，滿足(1)和(3)，不滿足(2)此時，沖擊電流的有效值為　　　　　　　（2－3）式中，－發(fā)電機電壓、電網(wǎng)電壓有效值； －發(fā)電機次暫態(tài)電抗　　　－電力系統(tǒng)等值電抗沖擊電流最大瞬時值的計算式為　　　　　　?。?－4）（圖）影響：電壓幅值差引起的沖擊電流主要為無功電流分量，引起定子繞組發(fā)熱和在定子端部產生沖擊力矩。當相角差較小時，電壓的相位差產生的沖擊電流主要為有功電流分量，在發(fā)電機的機軸上產生沖擊力矩，非但不能把待并發(fā)電機拉入同步，還可能使其它并列運行的發(fā)電機失去同步。又為滑差角頻率，如圖23，兩電壓相量間的相角差為　　　（2－8）于是＝?。?－9）uS:正弦脈動波，最大幅值為2UmG(2UmX),脈動電壓、相量圖及其瞬時值波形如圖23(a)(b)所示。當相角差從180度到360度(重合)變動時, US的幅值從最大值2UmG回到0.?；铑l率fS即頻率差；滑差ωs可以反映頻率差，兩者是2π倍數(shù)關系；滑差周期Ts是滑差頻率的倒數(shù)，因此也可以反映頻率差，滑差周期小則頻率差大。但如果頻差過大，滑差周期短，經歷較長時間才能進入同步，如圖24所示，可能導致發(fā)電機失步，造成并列失敗。四、兩種方式的特點和適用性比較并列方式準同期并列自同期并列特點并列條件檢測及產生的沖擊電流并列時沖擊電流小，不會引起系統(tǒng)電壓降低。不存在電壓和頻率調整問題，并列時間短，不需選擇并列合閘時機，且操作簡單。（對應于特點１和２）但由于產生較大沖擊電流，非正常情況下采用時也受到限制。自動準同期：正常情況下的同期并列。準同期并列：系統(tǒng)運行中的主要并列方式。一、脈動電壓有兩種情況：(1) 斷路器兩側電壓幅值相等 設的幅值相等，令兩電壓相量重合瞬間為起始點，這時的表達式由(27)和(29)得＝ ， ，為正弦脈動波形。具體討論如下： 電壓幅值差由Fig.(27)可得脈動電壓波形的最小幅值即兩電壓的幅值差。例：.要求 上述分析是基于、為恒定的前提下的，但對于要求快速并網(wǎng)的機組，這一前提未必成立，因此自動并列裝置應能實時檢測和相角差加速度等值，以利于快速并網(wǎng)的實施。 在兩相量重合之前恒定時間發(fā)出合閘信號的。 實現(xiàn)：調節(jié)待并發(fā)電機組的轉速，使其頻率接近于系統(tǒng)頻率。實現(xiàn)：當待并機組的頻率和電壓滿足并列條件時，該單元就選擇合適的時間發(fā)出合閘信號，使并列斷路器的主觸頭接通時，相角差接近于零或控制在允許范圍以內。(2) 自動并列裝置 。三、準同期并列合閘信號的控制邏輯并列裝置的核心部件：合閘信號控制單元，其控制原則是當頻率和電壓都滿足并列條件的情況下，在兩電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號。 　　 恒定越前相角：相對于δ=0176。=：最佳滑差角頻率，對應圖210中。只有在允許范圍內可保證合閘沖擊電流在允許值以內，可由發(fā)電機參數(shù)計算得到。提前(導前)的時間，且這一時間不隨頻差(或滑差)、壓差變化。(2) 怎樣考慮越前時間?在脈動電壓到達兩電壓相量重合（=0）之前tYJ發(fā)出合閘信號，一般取tYJ等于并列裝置合閘出口繼電器動作時間和斷路器的合閘時間tQF之和，因此這種方法理論上可使合閘相角差等于零。從校驗結果看，按沖擊電流得到遠小于按穩(wěn)定條件求得的滑差，因此一般不須校驗，如果待并機組與系統(tǒng)間的聯(lián)系較弱，還應進行穩(wěn)定性校驗，以確定允許滑差值。只有在滑差角頻率和電壓差均符合條件，在tYJ發(fā)出合閘信號，越前時間信號才能通過與門成為合閘信號輸出。二、 并列的檢測信號前述準同期并列原理時，主要分析了脈動電壓的變化規(guī)律，闡明了在脈動電壓中載有電壓差和頻率差的信息，并在一定條件下反映相角差的變化規(guī)律，可為自動并列裝置檢測和控制提供所需的信息。特點：整步電壓含有頻差信息、相位差信息和壓差信息，整步電壓的周期就是滑差周期，可用于檢測頻差的大小。，電壓互感器二次側電壓經整流后直流側的電壓波形如Fig213(c),所測得直流電壓反映了脈動電壓的幅值。當，正弦型整步電壓如公式（219）所示： （219），的波形圖和圖27相似。周期檢測頻率差 隨時間變化過程確定合閘時刻相位差 另設專門電路檢測壓差利用線性整步電壓的周期檢測是否滿足頻率差的條件，利用線性整步電壓隨時間變化過程確定合閘時刻，使相位差滿足條件，但需利用其他方法檢查電壓差是否滿足并列條件，壓差檢測另設專門電路完成。相角差=180時，矩形最寬。：圖216 RC濾波 雙Ｔ形濾波矩形波鋸齒三角波理想三角波（a） (b) (c)(c)所示為線性整步電壓與相角差之間的關系可用兩個直線方程表示如公式(220)所示。(2)全波線性整步電壓：結合圖217，218分析。數(shù)學表達式如公式(221)所示?！　　〗Y論：矩形波的寬度與并列電源波形的相角差δe相對應，記錄矩形波的寬度即記錄相角差的運動軌跡δe（t），其中載有除電壓幅值外的并列條件信息。 兩種類型的裝置：實時響應性（并列速度）、準確性（合閘誤差）三、 并列合閘控制(一) 恒定越前時間電子模擬式自動并列裝置，用電阻電容作為運算器件，實際電路偏離理想化假設條件，在實際應用中難免引入誤差。在數(shù)字式裝置中，利用相角差的軌跡中含有滑差角頻率的信息進行檢測，符合機組和系統(tǒng)的實際運行情況。(三) 電壓差檢測在頻差和相角差檢測電路中，不載有并列點兩側電壓幅值的信息，需設置專門電壓差檢測電路。(2) 先直接比較兩電壓相量的幅值大小，再讀入比較結果。超出允許范圍發(fā)調速脈沖，不進行越前時間合閘控制計算確定發(fā)升速或減速脈沖。在允許范圍不進入電壓調整控制程序 超出范圍進行電壓調整控制程序。另外，由于裝置元件老化或因溫度變化引起的參數(shù)變化，也將使導前時間產生誤差。（2）所采用的元件類型不同：微機型采用大規(guī)模集成電路中央處理器等器件構成，CPU具有高速運算和邏輯判斷能力，其指令周期以微秒計，故有足夠充裕時間進行相角差δe（t）和滑差角頻率近乎瞬時值的運算，并按照頻率差值的大小和方向，電壓差值的大小和方向，確定相應的調節(jié)量，對機組進行調節(jié)。（一） 主機CPU、RAM、ROM―――主機RAM：控制對象運行變量的采樣輸入ROM：固定的系數(shù)和設定值，編制程序EEPROM：既能固定存儲，又便于設置和修改的整定值。接口電路和控制對象之間傳遞信號的媒介。第三章 同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)前面第二章的內容是針對同步發(fā)電機自動并列的工作原理，實現(xiàn)方法等方面來進行學習的，這是電力系統(tǒng)自動控制技術在系統(tǒng)運行中的一個方面的應用，今天我們要開始學習第三章，這一章節(jié)和接下來的第四章兩個部分的內容是自動控制技術的又一個方面的重要應用，研究的對象是同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)，第三章主要是結合勵磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)工作特性理解正常運行時自動勵磁調節(jié)的作用，而第四章在結合勵磁控制系統(tǒng)的動態(tài)特性理解事故運行時自動勵磁調節(jié)的作用。同步發(fā)電機是電力系統(tǒng)的主要設備，它將旋轉的機械功率轉換成三相交流電磁功率。勵磁電流的大小決定了發(fā)電機空載電動勢的大小，直接影響發(fā)電機的運行性能。2．勵磁自動控制系統(tǒng)具體說來，: 勵磁自動控制系統(tǒng)構成框圖勵磁系統(tǒng)＝勵磁功率單元＋勵磁調節(jié)器 直流電流(1)勵磁功率單元