发布时间 : 星期三 文章水泥余热发电培训教材第10版-3(101-158)更新完毕开始阅读220a77360b4c2e3f57276313
水泥余热发电培训资料
值差、频率差以及相角差随时间的变化规律，因而可以用它们为自动并列装置提供并列条件的信息以及选择合适的合闸信号发出的时间。
⑴、电压幅值差
电压幅值差│UG－UX│对应于脉动电压Us波形的最小幅值，由UG=UX的波形图
可以得出：Us min =│UG－UX│，通过对Us min的测量，就可以判断UG和UX间的电压幅值是否超出允许值。
⑵、频率差
UG和UX间的频率差，就是脉动电压Us的频率fs，它与滑差角频率ωs的关系为：
ωs =2πfs
可见反映了频率差的大小。由于Ts=1/fs = 2π/ωs，要求ωs小于某一允许值，就相当于要求脉动电压周期Ts大于某一给定值。
例如：设滑差角频率ωsy规定为0.2%，
即ωsy≤0.232πfe/100
≤0.2π（rad/s） 对应脉动电压周期Ts值为：Ts≥2π/ωsy =10（s）
所以，Us的脉动电压周期Ts大于10秒，才能满足ωsy小于0.2%的要求。这就是说，测量Ts的值可以检测待并发电机组与电网间的滑差角频率的大小，即频率差大小。
⑵、合闸相角差的控制
前面已经强调过，最理想的合闸瞬间是在UG与UX两向量重合的瞬间。考虑到断路器的操作机构和合闸回路固有的动作时间，必须在两向量重合之前发出合闸信号，即取一提前量。
Us随相角差δe的变化规律为发出合闸信号提前量计算提供了依据。目前准同期并 列装置采用的提前量有越前相角和越前时间两种。UG与UX两向量重合之前恒定角度δ间τ
发出合闸信号的，称为恒定越前时间准同期并列装置。
YJ
发出合闸信号的，称为恒定越前相角准同期并列装置。在UG与UX两向量重合之前恒定时
YJ
2、自动准同期装置
为了使待并发电机组满足并列条件，自动准同期装置设置了三个单元。 ⑴、频率差控制单元：
它的任务是检测间UG与UX的滑差角频率Us，且调节发电机的转速，使发电机电 压频率接近电网频率。 ⑵、电压控制单元：
它的功能是检测UG与UX间的电压差，且调节发电机的电压，使发电机的电压UG使它与电网电压UX间的电压差值小于规定的差值，促使并列条件形成。 ⑶、合闸信号控制单元：
109
水泥余热发电培训资料
它的功能是检查并列条件，当待并机组频率和电压都满足并列条件时，就选择合适的时间发出合闸信号，使断路器DL的主触头接通时，相角差δe接近于零或控制在允许范围内。
同步发电机的准同期并列装置按自动化程度可分为：
⑴、半自动准同期并列装置。这种并列装置有频率差和电压差的检测功能，没有调节功能，只有合闸信号控制单元。并列时待并发电机的频率和电压由运行人员调整和监视，当频率和电压都满足条件时，并列装置就选择合适的时间发出合闸信号。它与手动并列的区别仅仅是合闸信号是由该装置经判断后自动发出，而不是由运行人员手动操作完成。
⑶、自动准同期并列装置。该装置设置了三个控制单元，如下图。由于发电机一般 都配有自动电压调整装置（AVR），因此在有人值班的发电厂中，发电机的电压往往由运行人员直接操作控制，不需要配置电压差控制单元，从而简化了并列装置的结构。
自动准同期装置可以用下面的简图来说明其组成。 频率差 检测单元 电压差 检测单元 合闸信号 控制单元 电源 并列断路器 G 增速 减速 升压 降压 合闸
图11-4 自动准同期装置组成
3、准同期并列合闸信号控制
在准同期并列操作中，合闸信号控制单元是准同期并列装置的核心部件，所以准同期并列装置的原理，也往往是指该控制单元 电压差允许 的原理。其控制原则是当频率和电压都满足并 频率差允许 合闸信号 列条件下，在UG与UX要重合之前发出合闸信号。 提前量信号 两电压重合之前的提前量信号、装置的逻辑结 构图，见图。
形成前量信号 按提前量的不同，准同期并列装置可分为 图11-5 准同期并列合闸信号控制的逻辑框图 恒定越前相角和恒定越前时间两种。下面就分别来叙述这两种装置的基本原理。
⑴、恒定越前相角准同期并列
110
水泥余热发电培训资料
该装置是取某一恒定相角δ
前的δ
YJ
YJ
作为提前量信号，即在脉动电压Us到达δe=0之
相角差时发出合闸信号。该装置的原理可用下图来表示。为了简单起见，设UG
与UX相等且都为额定值。由Us=2UGSinωst/2=2UxSinωst/2可知，相角差δe与Us间存在一定的对应关系。从下面图中可以看出，设越前相角为δYJ，它所对应的Us电压值为UA，设断路器的合闸时间为tDL，很显然当ωs很小时，主触头闭合的瞬间相角差近似接近于δ频率。
ωs1 ωs2 ωs3
tDL tDL tDL 图11-6 越前相角原理图
当ωs＞ωsYO时，合闸相位差又将增大。与越前相角对应的越前时间，随滑差角频率ωs而变，由于断路器的合闸时间tDL近乎恒定，因而合闸时间相角差与ωs有关。为了使合闸冲击电流值不超过允许值，滑差角频率的允许值就必须限制在某一范围内。此值可以根据发电机的参数计算求得。
⑵恒定越前时间准同期并列
恒定越前时间准同期并列采用的提前量为恒定时间信号，即在脉动电压Us到
达两电压向量重合（δe=0）之前的tYJ时发出合闸信号。一般取tYJ等于断路器的合闸时间tDL，因此，采用的提前量为恒定时间并列装置，理论上讲可以使合闸相角差δe=0。
在δe=0之前的恒定时间发出合闸信号，它对应的越前相角δ的，其变化规律如下图。 Us
ωs1 ωs2 ωs3
tDL tDL tDL t
YJ
YJ
值。当ωs=ωsYO=/tDL时，并列时的合闸相位差等于零。ωsYO称为最佳滑差角
的值是随ωs而变化
ωs1＞ωs2＞ωs3
图11-7 越前相角原理图
由于δYJ=ωs3tYJ，当tYJ为定值时，发出合闸脉冲的越前相角与ωs成正比。 从理论上讲，按恒定越前时间原理工作的自动并列装置，可以使合闸相角差δe=0，
111
水泥余热发电培训资料
但实际上由于装置越前信号、出口继电器的动作时间及断路器合闸时间tDL存在着分散性和其他预见不到的原因，因而并列时难免具有合闸相角误差，这就使并列的允许滑差角频率ωsY受到限制。
4、恒定越前时间准同期并列装置的整定计算 恒定越前时间需要整定的参数如下：
⑴、越前时间tYJ 通常令 tYJ = te +tDL
式中： te ----自动装置合闸信号输出回路的动作时间 tDL----并列断路器的合闸时间
tYJ主要决定于tDL，其值随断路器的类型而不同。所以装置中的tYJ应便于整定，以适应不同短路器的需要。
⑵、允许电压差
UG与UX间的允许电压差值一般为（0.1～0.15）Ue。 ⑶、允许滑差角频率
由于装置输出回路和断路器合闸动作时间都存在着误差，因此就造成合闸相角误差 δe，在时间误差一定的条件下，δe与ωs成正比。
设δey为发电机组的允许合闸相角，由下式可以求得最大允许滑差角频率ωey为
δey
ωsy=------------------
│Δtc│+│ΔtDL│ 式中：│Δtc│、│ΔtDL│-----自动并列装置、断路器的动作时误差间。
δey决定于发电机的最大允许冲击电流I″hm，当给定I″hm后，按前面所述公式
2E″q δe
I″hm＝1.8√2I″h和Ih＝----------sin--- 可以求得：
X″q＋X″x 2
I″hm（X″q＋X″x）
δey =arcsin---------------------（rad） ″
231.8√2Ih E″q δey
将求得的δey代入 ωsy =------------------- 即可求得ωsy。
│Δtc│+│ΔtDL│ 允许滑差角频率ωsy求出后，根据Ts=2π/ωsy，又可求得脉动电压周期Ts。
第三节 宁国水泥厂1#发电机组的准同期并列装置
宁国水泥厂1#余热发电机组的准同期并列装置有两套，一套为半自动准同期并列装
112