快切电源装置的准同期装置简化模型分析和逻辑编程

来源：上海自动化仪表有限公司作者：发表时间：2020-10-12 15:31:04【小中大】

由上节原理推理，我们就很容易得出，厂用电快速切换本质上是两电源间的同期操作。

（1）故障情况。工作电源故障时备用电源快切切换，同期过程实际上是在ΔU和Δf满足限定条件下捕捉Δφ<25ANG（整定同期角定值）的过程。即利用角差计算器，进行同期捕捉合闸的过程。角度小于整定值即可切换。

（2）正常切换。工作电源和备用电源是在ΔU和Δf下，判断初相角Φ0<25ANG（整定同期角定值）的过程。如果ΔU在健康电压窗口之内，Δf在转差频率之内，初相角Φ0<25ANG，则可以合上备用电源，正常切换成功。

（3）自动准同期。我们考虑一个特殊的情况，如果工作电压和备用电压都在正常的情况下，即ΔU和Δf=0，此时如果Φ0>25ANG（整定同期角定值），那么此时如果初相角如果没有外来干预一直保持不变，我们就永远也不能合闸操作了。这时就只能靠自动准同期来调整。加快或减慢发电机电源的频率，使它同系统电源角度小于整定角度。

如果ΔU也不符合要求，当然必须先调整发电机的电压为健康电压。

（4）三种模型的简化结果。健康窗口电压幅值下的角度差计算问题：①两个电源无频率差的角度计算问题。（同频同期）；②两个电源频率滑差的角度计算问题。（差频同期）。

不健康电压幅值调整下的角度差调整问题：发电机电压幅值调整和频率调整以使角度满足设定的问题。（调频调幅）。

如果频差是0.5Hz，那么每毫秒两相电压就差0.18o。如果断路器的合闸时间是60ms，快切装置固有出口为20～30ms，则0.5Hz下的最快的快切保护出口20ms+60ms=80ms，此时的快切角度是0.18o×80=14.4o。小于快切允许的角度30o。快速切换能成功。如果频差达到了1Hz，1圆周/s＝1×360o/1 000 ms＝0.36o/ms意思就是如果频差是1Hｚ，那么每毫秒两相电压就差0.36o。如果断路器的合闸时间是60ms，如果保护固有出口为20~30ms，则1Hz频差下的最快的快切保护出口20ms+60ms＝80ms，此时的快切角度是0.36o*80＝28.8o。

当发电机电压幅值接近目标幅值时校正脉冲变短，电压在可接受的范围内。修正脉冲间隔,停止调节电压。允许同期检测发出断路器合闸命令。励磁电压调节率需要和励磁系统的厂家匹配数据。图5为按程序和整定值形成电压调节脉冲。

备用电源快速切换装置、发电机自动准同期装置，其关键是电压，频率，相角三要素的过程控制和匹配，作者结合众多项目工程经验和众多国内产品的介绍，对其中的关键三要素的计算和过程控制进行分析和整理，结合简单的实例，加深理解三要素的控制过程和实现方式，为更进一步的应用和新产品的开发积累经验。

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