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快切電源裝置的準同期裝置簡化模型分析和邏輯編程

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2020-10-12 15:31:04【小中大】

 由上節原理推理，我們就很容易得出，廠用電快速切換本質上是兩電源間的同期操作。

（1）故障情況。工作電源故障時備用電源快切切換，同期過程實際上是在ΔU和Δf滿足限定條件下捕捉Δφ<25ANG（整定同期角定值）的過程。即利用角差計算器，進行同期捕捉合閘的過程。角度小于整定值即可切換。
 
（2）正常切換。工作電源和備用電源是在ΔU和Δf下，判斷初相角Φ0<25ANG（整定同期角定值）的過程。如果ΔU在健康電壓窗口之內，Δf在轉差頻率之內，初相角Φ0<25ANG，則可以合上備用電源，正常切換成功。
（3）自動準同期。我們考慮一個特殊的情況，如果工作電壓和備用電壓都在正常的情況下，即ΔU和Δf=0，此時如果Φ0>25ANG（整定同期角定值），那么此時如果初相角如果沒有外來干預一直保持不變，我們就永遠也不能合閘操作了。這時就只能靠自動準同期來調整。加快或減慢發電機電源的頻率，使它同系統電源角度小于整定角度。
 
如果ΔU也不符合要求，當然必須先調整發電機的電壓為健康電壓。
差頻同期角差計算
（4）三種模型的簡化結果。健康窗口電壓幅值下的角度差計算問題：①兩個電源無頻率差的角度計算問題。（同頻同期）；②兩個電源頻率滑差的角度計算問題。（差頻同期）。
 
不健康電壓幅值調整下的角度差調整問題：發電機電壓幅值調整和頻率調整以使角度滿足設定的問題。（調頻調幅）。
 
如果頻差是0.5Hz，那么每毫秒兩相電壓就差0.18o。如果斷路器的合閘時間是60ms，快切裝置固有出口為20～30ms，則0.5Hz下的最快的快切保護出口20ms+60ms=80ms，此時的快切角度是0.18o×80=14.4o。小于快切允許的角度30o。快速切換能成功。如果頻差達到了1Hz，1圓周/s＝1×360o/1 000 ms＝0.36o/ms意思就是如果頻差是1Hｚ，那么每毫秒兩相電壓就差0.36o。如果斷路器的合閘時間是60ms，如果保護固有出口為20~30ms，則1Hz頻差下的最快的快切保護出口20ms+60ms＝80ms，此時的快切角度是0.36o*80＝28.8o。
 
當發電機電壓幅值接近目標幅值時校正脈沖變短，電壓在可接受的范圍內。修正脈沖間隔,停止調節電壓。允許同期檢測發出斷路器合閘命令。勵磁電壓調節率需要和勵磁系統的廠家匹配數據。圖5為按程序和整定值形成電壓調節脈沖。
 
備用電源快速切換裝置、發電機自動準同期裝置，其關鍵是電壓，頻率，相角三要素的過程控制和匹配，作者結合眾多項目工程經驗和眾多國內產品的介紹，對其中的關鍵三要素的計算和過程控制進行分析和整理，結合簡單的實例，加深理解三要素的控制過程和實現方式，為更進一步的應用和新產品的開發積累經驗。