水电站自动化汇总.docVIP

1.7 数字式并列装置 1.7.1 图1.17 数字式并列装置控制逻辑图用大规模集成电路微处理器（CPU）等器件构成的数字式并列装置，由于硬件简单，编程方便灵活，运行可靠，且技术上已日趋成熟，成为当前自动并列装置发展的主流。 模拟式并列装置为简化电路，在一个滑差周期时间内，把假设为恒定。数字式并列装置可以克服这一假设的局限性，采用较为精确的公式，按照当时的变化规律，选择最佳的越前时间发出合闸信号，可以缩短并列操作的过程，提高了自动并列装置的技术性能和运行可靠性。 数字式并列装置由硬件和软件组成，以下分别进行介绍。 图1.17 数字式并列装置控制逻辑图 1. 主机。 微处理器（CPU）是装置的核心。 2. 输入、输出接口通道。 在计算机控制系统中，输入、输出过程通道的信息不能直接与主机总线相连，它必须由接口电路来完成信息传递的任务。 3. 输入、输出过程通道。 为了实现发电机自动并列操作，需要将电网和带并发电机的电压和频率等状态按照要求送到接口电路进入主机。 (1) 输入通道。按发电机并列条件，分别从发电机和母线电压互感器二次侧交流电压信号中提取电压幅值、频率和相角差等三种信息，作为并列操作的依据。 1）交流电压幅值测量。采用变送器，把交流电压转换成直流电压，然后由A／D接口电路进入主机。对交流电压信号直接采样，通过计算求得它的有效值。如图1.18所示。 2）频率测量。测量交流信号波形的周期T。把交流电压正弦信号转化为方波，经二分频后，它的半波时间即为交流电压的周期T。 3）相角差测量。如图1.19所示，把电压互感器电压信号转换成同频、同相的方波信号。 （2）输出通道。自动并列装置的输出控制信号有： 1）发电机转速调节的增速、减速信号。 图1.18 电压波形引入2） 图1.18 电压波形引入 3）并列断路器合闸脉冲控制信号。 这些控制信号可由并行接口电路输出，经放大后驱动继电器用触点控制相应的电路。 4. 人一机联系。 主要用于程序调试，设置或修改参数。常用的设备有： （1）键盘——用于输入程序和数据。 （2）按钮——供运行人员操作。 （3）CRT显示器——生产厂调试程序时需要。 （4）数码和发光二极管显示指示——为操作人员提供直观的显示方式，以利于过程的监控。 图1.19 电压信号转化为方波信号1. 图1.19 电压信号转化为方波信号 1. 电压检测 交流电压变送器输出的直流电压与输入的交流电压值成正比。设机组并列时，电压偏差设定的阀值为，装置内对应的设定值为。 当时，不允许合闸信号输出；当时，允许合闸信号输出。如时，并行口输出升压信号，输出调节信号的宽度与其差值成比例；反之，则发降压信号。 2. 频率检测 发电机电压和电网电压分别由可编程定时计数器计数，主机读取计数脉冲值和。与上述电压检测所采用算式类同，把频率差的绝对值与设定的允许频率偏差阀值比较，作出是否允许并列的判断。按发电机频率高于或低于电网频率来输出减速或增速信号。选择在0到π期间，调节量按差值比例进行调节。 3. 越前时间检测 图1.20 电压互感器二次侧的电压波形转换设系统频率为额定值50Hz，待并发电机的频率低于50Hz。从电压互感器二次侧来的电压波形如图1.20(a)所示，经削波限幅后得到如图1.20（b）所示的方波，两方波异或后得到如图1.20（c）中的一系列宽度不等的矩形波。显然，这一系列矩形波宽度与相角差相对应。 图1.20 电压互感器二次侧的电压波形转换 系统电压方波的宽度为已知，它等于二分之一周期π（或180°），因此可按下式求得。 （1. （1.5） 式中和的值，CPU可以从定时计数器读入求得。 理想的导前合闸相角，式中是计算点的滑差角速度。其值可按照下式求得。，式中和分别是计算点和上一个计算点的角度值，是两计算点的时间，是微处理器发出合闸信号到主触头闭合时需要经历的时间。按照上式求出最佳合闸越前相角的值。该值与本计算点的相角按照下式进行比较（式中为计算允许误差）。 如果式成立，则立刻发出合闸信号；如果，且，则继续进行下一点计算，直到逐渐逼近符合发出合闸信号条件为止。 1.7.3 近年来，我国自己研制了一些计算机同步装置，如深圳智能设备开发有限公司研制的SID—2V型SID—2T型灯多功能微机同步控制器，电力自动化研究所研制的SJ—11和SJ—12微机同步装置等。SID—2V型多功能微机准同期控制器简述如下。 1. 主要功能及技术指标 （1）主要功能。 1) 控制器可使用交流220V或直流220V、110V或用户指定的其它电压等级的电源供电。在进行准同期过程中，能有效地进行均频控制和均压控制，尽快促成准同期条件的到来。