專利名稱：電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期新方法及其實施裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電カ系統(tǒng)自動控制領域。
背景技術：
目前按照標準JB/T 3950-1999《自動準同期裝置》設計的電網(wǎng)系統(tǒng)同期控制裝置類型主要有發(fā)電機差頻并網(wǎng)的自動準同期裝置和用于線路同頻并網(wǎng)用的自動捕捉同期裝置，傳統(tǒng)的同期與非同期條件定義是電網(wǎng)中通過ー個開關(俗稱同期點)連接的兩個有源交流網(wǎng)絡在頻差(如0-0. 5Hz)、相差(如0-士5.4° )、壓差(如士3% -士 10% )很小允許范圍內時認為兩個有源交流網(wǎng)絡是同期的，可進行并列合閘操作，否則為非同期必須閉鎖裝置的合閘輸出。這種同期和非同期條件的算法和取值在ー些教科書中也已有嚴格的規(guī)定，同時主要是對待合開關而言的。而在當今電カ控制系統(tǒng)中廠用電快速切裝置、備用電源自動投入裝置、自動重合間裝置、按頻率自動減負荷裝置、各種類型的保護裝置在方法以及硬件實現(xiàn)上無不涉及到同期和非同期的概念，但這些同期和非同期的概念在算法上與傳統(tǒng)的同期裝置已經有很大的不同，在參數(shù)設置范圍等方面已經遠遠超出傳統(tǒng)的同期裝置的所規(guī)定的參數(shù)范圍，如現(xiàn)在廠用電電源快速切換裝置其壓差在30%以上，頻差在5Hz以內還要求做差頻并網(wǎng)工作，它不僅要求有同期合閘功能，還要求有非同期跳閘功能。又如線路保護裝置在已合的開關點檢測線路時發(fā)現(xiàn)線路出現(xiàn)非正常的對地短路、線路本身短路或斷路就必須作分閘操作，其實這種エ況在同期并列合閘操作時認為是嚴重的非同期必須閉鎖合閘輸出。從以上的分析可以看出用傳統(tǒng)的同期和非同期定義從方法上、參數(shù)設置上、功能設置上已經不能完全支持并解釋大部分自動裝置有關同期與非同期在應用中遇到的所有問題。同時在復雜電網(wǎng)中對同一個開關為控制對象的自動裝置存在種類繁多、功能重復、定值設置相互不配套、線路復雜、安全性差等居多問題。
發(fā)明內容
首先，我們姑且將僅支持發(fā)電機差頻并網(wǎng)、線路同頻并網(wǎng)設計的同期方法定義為狹義的同期方法，相對狹義的同期方法將能夠支持所有有同期、非同期共性裝置設計的同期方法定義為廣義的同期方法。本發(fā)明指在提出，對電網(wǎng)上所有需要自動控制的開關(或斷路器)在同期合閘或非同期分間操作上都能適用的廣義的同期新方法及其相關判據(jù)。同時根據(jù)廣義的同期新方法和相關判據(jù)設計出一種能夠同時取代多種傳統(tǒng)功能的通用自動裝置一即廣義同期裝置(以下簡稱GTQ)。對每ー個具體開關而言，由于其同期合閘與非同期分閘是分時控制的， 因此GTQ可根據(jù)用戶要求分時選擇不同的控制模式并通過一個動態(tài)的PLC選線器選擇不同的輸入、輸出口以達到一機多用、復用的目的，如GTQ在開關分位時選擇開環(huán)同頻并網(wǎng)模式使用，當開關合上后，可選擇低周減載監(jiān)控模式使用等。廣義的同期與非同期的條件是指在ー個特大的電網(wǎng)系統(tǒng)中，每一段有源線路與系統(tǒng)相比其頻差、相差、壓差在允許的范圍之內，同時這段有源網(wǎng)絡電流量在額定的范圍內，我們稱這段有源線路與大系統(tǒng)是同期的，否則就是非同期的。非同期中有一般非同期與嚴重的非同期之分，嚴重的非同期エ況是指這段有源線路出現(xiàn)了非正常對地短路、線路本身存在短路、斷路等エ況。又因自動裝置在測試線路時，其PT斷線雖然也視同非正常情況一樣處理，但就每ー個具體自動裝置而言嚴重非同期并不包括PT斷線エ況。GTQ應用的一般線路模型如附
圖1，它是在復雜的大電網(wǎng)中ー個由GTQ控制器及其開關和線路等組成的小網(wǎng)絡單元等值模型。合閘前網(wǎng)絡M母線電壓瞬時值
Um= UrnmSm((Omt+(p0m)
權利要求
1.電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期方法及其實施裝置，其特征在于一種對電網(wǎng)開關控制的廣義同期新方法及基于該方法設計的自動控制裝置，它以綜合的電流定值判據(jù)計算為前提，不僅有廣義的同期條件合閘功能，還有廣義的嚴重非同期條件分閘功能，它不僅適用于發(fā)電機差頻并網(wǎng)、線路同頻并網(wǎng)エ況，還能適用于廠用電快速切換、備用電源自動投入、自動重合閘裝置、按頻率自動減負荷等エ況；它能同各種類型保護裝置兼容配套并替代部分功能； 它自身配備使用動態(tài)的PLC選線器，進ー步擴展ー機多用、分時復用的靈活性。它在解決當前電網(wǎng)系統(tǒng)開關的自動控制裝置種類繁多、功能重復、定值設置相互不配套等方面問題具有一定的實施意義。
2.如權利要求1所述的電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期新方法及其實施裝置，其特征在干它以綜合的允許電流定值判據(jù)算法為前提，以通用的交流電路運算表達式為基礎，它同時兼顧使用允許頻差、允許相差(功角)、允許壓差等相關參數(shù)，并結合在線測試與開關有關的電網(wǎng)絡適時的頻差、相差、壓差量，然后自動判別本開關使用的エ況性質，最后進入相應的計算模塊實施合、分控制操作。
3.如權利要求1所述的電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期方法及其實施裝置，其特征在于不僅有廣義的同期條件合閘功能，還有廣義的嚴重非同期條件分閘功能，因此能與各種類型保護裝置兼容配套并替代部分功能。
4.如權利要求2所述的電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期方法及其實施裝置，其特征在于對于在復雜的大電網(wǎng)中ー個由廣義同期控制器及其開關和線路等組成的小網(wǎng)絡單元，其控制參數(shù)統(tǒng)一設置為1.開關導前時間；2.合閘允許電流倍值；3.快動合閘允許頻差；4.同期合閘允許頻差；5.合閘允許相差或功角；6.合閘允許壓差；7.跳閘延時；8、啟動延吋。
5.如權利要求1所述的電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期方法及其實施裝置，其特征在于它自身配備使用動態(tài)的PLC選線器，通過用戶自主編程適時轉換主CPU的PT量、開入量、開出量，配合開關預置控制模式及預置參數(shù)，能達到總的開關控制選擇模式100種，體現(xiàn)了ー機多用、 分時復用的靈活性。
6.如權利要求3所述的電網(wǎng)系統(tǒng)廣義同期方法及其實施裝置，其特征在于電網(wǎng)開關點嚴重的非同期和PT斷線組合硬件判別電路，它由三相電壓電容偶合電路、開ロ三角電壓偶合變壓器電路、三相不平衡電壓偶合變壓器電路，LM339雙電平比較變換電路、光電隔離濾波電路、74LS11邏輯電路與電壓信號綜合電路等組成。
全文摘要
一種對電網(wǎng)開關控制的廣義同期新方法及基于該方法設計的自動控制裝置，它以綜合的電流定值判據(jù)計算為前提，不僅有廣義的同期條件合閘功能，還有廣義的嚴重非同期條件分閘功能；它不僅適用于發(fā)電機差頻并網(wǎng)、線路同頻并網(wǎng)工況，還能適用于廠用電快速切換、備用電源自動投入、自動重合閘裝置、按頻率自動減負荷等工況；它能同各種類型保護裝置兼容配套并替代部分功能。它自身配備使用動態(tài)的PLC選線器，進一步擴展一機多用、分時復用的靈活性；它在解決當前電網(wǎng)系統(tǒng)開關的自動控制裝置種類繁多、功能重復、定值設置相互不配套等方面問題具有一定的實施意義。
文檔編號H02J3/14GK102545270SQ20121002470
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月6日 優(yōu)先權日2012年2月6日
發(fā)明者熊家寅 申請人:熊家寅