在實際應用中,通常利用整流、濾波電路將脈動電壓包絡線波形中虛線部分檢出,即為整步電壓。電壓可以用下式表
二、合閘脈衝命令的發出
由上述分析可知,利用檢定整步電壓的脈動周期的長短,可替代檢定準同的頻差條件。而隻有當斷路兩側的電壓差和相食差同時為零,才會使整步驟、可並列斷路器主觸頭閉合,衝擊電流將為零。整歩電壓的值不超過允許範圍,則合閘衝擊電流也不會大中允許值。因此,利用檢定"“的毫小幅值不超過允許值這一條件,可替代檢定準同步電壓差及相角差兩個條件。
由於每一台斷路器均有一個固定的動作時間,也就是說從發出合閘脈衝到斷路器主觸頭閉合是需要一定時間的,因此,要保證斷路器主觸頭在(或小於允許值)時閉合,合閘脈衝就不能在時發出,而隻能在之前的一個時刻發出。這一提前時間稱為導前時間,以表示。導前時間應等於合閘過程中斷路器、輔助斷電器和合閘接觸器等元件的固有動作時間。這段時間的長短主要取決於斷路器的合閘時間,一般約為0.1~0.75度對於每一個導前時間在一定頻差下總是對應著一個固定的相角。這個相角稱為導前相角。
恒定導前相角式自動準同步裝置,它總是在之前的固定導前相角發出合閘脈衝命令,其導前時間;“不是一個確定的條件,而是取決於進行準同步井列時的滑羞;。因為所以,對於不同的滑差,有不同的時間,在原理上這種恒定導前相角式自動準:同歩裝置本能保證並列斷路器主觸頭閉合瞬間。但這種裝置接錢較為簡單,一般可用於斷路器合閘時間不長的小型機組上。
恒定導前時間式自動準同步裝置,在各種不同的頻差下均能在前的固定時間發出合閘脈衝命令,從而在原理上能夠保證斷路器主觸頭閉合瞬間者。但在:實際上,由於斷路器合閘時間不固定,自動裝置動作時間估計也不準,導前財間總會有一個不大的偏差,不過在這種情形下並列時引起的衝擊是輕微的。這類裝置的接線較為複雜,但由於它精度高,並列時相角差很小,衝擊輕微,允許的頻差相對可以大些可加快並列進程,所以被廣泛應用。
三、自動準同步裝置
自動準同步裝置的主要任務是實現自動並列操作。該裝置一般應具有如下功能:
能自動檢定待並發電機和電力係統之間電壓差和頻率差的大小,當滿足要求時,自動發出合閘脈衝命令,使斷路器主觸頭閉合瞬間。
如壓差或頻差不滿足要求時,則閉鎖合閘脈衝命令的發出。
可以檢出壓差或頻差的方向,對待並發電機進行電壓或頻率的調整,以加快自動並列的進程。例如檢出頻差不符合要求,若是發電機頻率過低,則自動準同步裝置能夠自動發出增速脈衝,使發電機組增速,直至頻差滿足準同步要求5反之,若是發電機頻率過高,自動準同步裝置又能夠發出減速脈衝,滿足同步要求。
目前,國內使用的自動準同步裝置主要有:ZZC-3人型和ZZC-5型兩種,此外,還有ZZC-4、1、2型等。在下一節裏,將以ZZC-5型自動準同步裝置為例進行討論。
第三節ZZQ-5型自動準同步裝置
ZZQ-5型自動準同步裝置是晶體管前時間式自動準同步裝置,它由合閘、調頻、調壓、出口信號回路等四部分組成。
一、合閘部分
合閘部分主要的作用是:檢定準同步並列條件,並發電機的頻率和電壓均滿挺並列條件時,在發電機電壓和電力係統電壓相角差到達零值之前的一個時間。發出合閘脈衝命令。如不滿足並列條件財,則不發出備閘脈衝命令。
合閘部分的原理。由圖知,它是由導前時間脈衝形成單元,頻差檢查單元、壓差閉鎖及合閘邏輯單元四部分組成。
(一)導前時間脈衝形成單元:
導前時間脈衝形成單元的功能是:把正弦波形的發電機電壓和電力係統電壓分別整形後變換成為方波電壓,再經相敏電路混頻後變換為一個幅值恒定、寬度周期變化的矩形波電壓,再經低通濾波器變換成一個三角形波電壓。三角形波電壓經過比例微分和電平檢測後,從而獲得導前時間脈衝。可見,設置本單元的目的,在於產生一個與頻率無關的恒定導前時間脈衝,其導前時間可調整到與並列斷路器合閘時間相等,以保證並列斷路器主觸頭閉合瞬間,發電機電壓與係統電壓間相角差在允許範圍之內。
導前時間脈衝形成單元由整形、相敏、濾波、比例微分和電平檢測五部分構成。號(同為正或同為負)的角度區域為江,同為正或同為負的區域逐漸減小,相應高電位的寬度也-漸減小,即3角由零逐漸增大。
需要指出:利用線性整步電壓通過比例微分電路來獲得恒定導前時間脈衝時,比例部分形成的電壓或電流分量與整步電壓同相位。若整步電壓的最小值不是,則相當於比例部分形成的電壓中疊加上一個直流分量,而此時微分部分保持原值,因此對導前時間必須產生影響。為此,整步電聲的最小值應保持,在調整試驗中應注意這一點。
電容是抗幹擾電容,可將瞬時幹擾短路。裝置投入時,可保證處於導通狀態。
(二)頻差檢查單元
檢查單元的作用是:保證發電機和電力係統間的頻率差在允許構時,才允許發合閘脈衝命令,否則閉鎖合閘脈衝命令的發出。
檢查發電機和係統間頻率差的方法很多,ZZQ-5型是利用比較恒定導前發電機承受一個很大的衝擊電流,這是不能允許的。顯然,並列斷路器合閘的時間愈長,情況將愈嚴重。由於本裝置係采用線性整步電壓作為合閘脈衝是否發出的判據,所以當發電機出現反向加速度現象時,角的增加將使未到預值就下降了,即下降,從而使提前由返回,自動中斷合閘脈衝的發出,防止非同步合閘。
二、調頻部分
調頻部分的作用是:鑒別頻差方向,當判定發電機頻率高於係統頻率時,自動發出減速脈衝;當判定發電機頻率低於係統頻率時,自動發出増速脈衝。減速或增速減衝作用於汽輪機的調速器,以降低或升高發電機轉速,使發電機頻率趨近於係統頻率。
對調頻部分的幾點基本要求:
按比例調節。為了使發電機頻率既能迅速接近係統頻率,又不至於產生“過調”,要求調速性能應是按比例的,即當頻差較大時,在單位時間內送出的調速脈衝數應較多,而隨的減小,在單位時間內送出的調速脈衝數也隨之減少;