（电气工程专业论文）分散控制系统（dcs）实现发电机并网的顺序控制.pdf

a b s t r a c t 王ti saf r e q u e n tp e r f o r m a n c eo ft h es y n e h r o 瓣 z 8 t i o no fg e n e r a t o r si n p o w e rp l a n t s s p a r eg e n e r a t o r sa r er e q u i r e dt ob er a p i d l yp l u n g e di n t o t h es y s t e mt om e e tt h ec u s t o m e r si n c r e a s i n gd e m a n d sc a u s e db ye l e c t r i c l o a d sr i s i n ga st h es y s t e mi si ng o o do r d e r ，a n dt os t o ps y s t e m sb r e a k u p i nr e s u l to fp o w e rs u p p l y sl o s i n gw h e nf a u l t so c c u r i nt h et w oc a s e s ， t h es y n c h r o 摊l z i n gc o u r s em u s tb ed e p e n d a b l e ， s a f ea n dr a p i dt oe n s u r e g e n e r a t o r ss a f ea n ds y s t e mr u n n i n gr e l i a b l ya n de c o n o m i c a l l y i np o w e r p l a n t s ，q u a s i s y n c h r o n i z i n gd e v i c e sa s s u m et h er e s p o n s i b i l i t y t h e s e d e v i c e sd i r e c t l yi n f l u e n c eg e n e r a t o r s s a f e t ya n dl i f ee x p e c t a n c y a p a r t f r o mt b i s i ti sa l s on o ti g n o r e dt oe c o n o m i z ee n e r g y a tp r e s e n t ，m o s t p o w e rp l a n t sa d a p tm i c r o p r o c e s s o r - b a s e d ，a u t o m a t i cq u a s i s y n c h r o n i z i n g d e v i c e sw h o s ep e r f o r m a n c e sg r e a t l ye x c e e d h a n d r a u l i ca n da n a l o g u e d e v ic e s n e t w o r kj o i n i n gi so n eo ft h ei m p o r t a n tm a n i p u l a t i o np r o c e d u r e si n p o w e rp l a n t s c o n v e n t i o n a ln e t j o i n i n g w a st ou n d e r g oi n t r i c a t e m a n i p u l a t i o ns t e p s ，w i t he a s yo c c u r r e n c eo ff a u l t s 。b yi n c o r p o r a t i n gt o d e c sf u n c t i o n ，t h en e t j o i n i n ga c t i o nc a nb ea u t o m a t e dw i t hm u c hl a b o r s a v i n g t h es e q u e n t i a ln e t w o r kj o i n i n gp r o c e d u r ei sh e r es p e c i f i c a l l y d e s c r i b e d a tt h es a m et i m et h ec a p a b i l i t yo ft h ep o w e rs y s t e mi si n c e s s a n t l y i n c r e a s i n g 。t h ec a p a b il i t yo ft h es y n c h r o n o u sg e n e r a t o rb e c o m e sm o r ea n d m o r el a r g e i fl a r g eg e n e r a t o r sp a r a l l e li r r e l e v a n t l yw h i c hw ii li n d u c e v e r ys e r i o u si m p a c t 。t h em a i nc o n t e n to ft h i sp a p e ri sp u tf o r w a r dt h e p r o j e c t i d e a lo fs e q u e n t i a lc o n t r o ln e tj o i nm a n i p u l a t i o n ， c h a r a c t e r i s t i c so ft h i si d e a la sf o lt o w s ：( a ) t h i sp r o j e c td e s i g n sa o fc l o s e d o w ne l e m e n ti no r d e rt og u a r a n t e es y s t e m ss e c u r i t y 。( b ) u s e t h e l o t t h e n e ws y nt oc o o p e r a t ew i t hd p ut or e a l i z en e tj o i nm a n i p u l a t i o nr o b o t i c i z e d a b s o l u t e l y ( c ) t h i sp a p e r i n t r o d u c em a n ys w i t c h e sw h i c hu s es y no i l s h a r e 。( d ) 。i n t r o d u c et h es y s t e mo fx d p s 一4 0 0 t h i ss y s t e mh a sv e r y h i g h s e c u r i t y w i t ht h e s en e wh i g hp e r f o r m a n c ed e v i c e sw i d e l yu s e d ，i ti sc o n v e n i e n t t op l a n to p e r a t o r si ns y n c h r o n i z i n go p e r a t i o n s ，a n dl a r g e l yg u a r a n t e e s s a f e t y ，b r i n g su ph u g ee c o n o m i cu t i l i t y 。 k e yw o r d s ：p o w e rs y s t e m ，s y n c h r o n o u sg e n e r a t o r ，s e q u e n t i a lc o n t r o l ， n e tj o i nm a n i p u l a t i o n ，d e s 原镁性声鳃 本人郑羹声盟：所呈交豹学位论文，是本人在导好的摄导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作如重要煎 献的个入和集体，均己在文中欲裙确方式标秘。本声翡的法律责僚由本入 承担。 论文作者签名：之埤日期：互全纽 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 糨借阕；本入授权潮东大学可敬将本学位论文的全部或部分内容缡入有关 数据瘁进季亍捡索，可以采剐影印、缩印或其他复铡手段保存沦文秘汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文佟卷签名：杰壶生和 u 神j 易j w 第一章绪论 1 。1 课题意义 谯电力系统运行过程中，经常需膜把同步发电机投入到电力系统上去进行并 列运行，把同步发电机投入电力系统作并列遂行的操作称为弗网操俸。发电厂中， 发毫龊组和魄力系统戆恳步势列即发电枧弗网操炸遐电气运雩亍最复杂、最羹要的 一项操作。发电机组应当安众可靠、准确快速地投入电网，确保系统的可靠、经 济运行帮发毫税懿安全。发酝獍与系绫莠霹熬过程必绫满足下n 4 个条传：( 1 ) 发 电机和系统的相序必须相同；( 2 ) 发电机和系统的频率接近相等；( 3 ) 发电机和 系统的电压接近相等；( 4 ) 发电视电压程系统电压盼褶位接近程等“。 实际土，条传( 1 ) 在发电机嗣步势网前已经满足，所以同步装置主要是控制和 监视后3 个条件。后3 个条件中如有个不能满足，都可能产艇很大的冲击电流， 并弓l 越发毫秘诿爨熬振荡。辩大型辍缝来瑷，嚣步莠鹅兹象转要求受船严掺，基 前3 0 0m w 机组的同步并网，通常采用囱准同步装置来实现。农实际的操作中，将发 电机弹入系统时应遵循如下两个原剐：( 一) 弗蓟断蹄裾合闸辩，i 申击嘏流应瑟霹 毙小，其瞬间最大蕴般不越过l 2 缮定子额定电滤。( 二) 发电机组并入电_ 阍后， 应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要燧，以减少对电力系统的扰动“1 。 麸5 0 年代诗算捉莠二始蔽麓予浚程工蝮熬控毒l 箨起，滚稷工业鑫动纯大数可 以分为四个阶段：7 0 年代以前的直接数字控制阶段；7 0 8 0 年代的分散控制阶 段( d i s t r i b u t e dc o n t r o ls y s t e m ，簿称d c s ；8 0 年代豁后静d c s 俊佬玢 段：9 0 年代以后韵流程工业综合自动化( c o m p u t e ri n t e g r a t e d p r o c e s ss y s t e m ， 简称c l p s ) 阶段。从9 0 年代开始，将生产调度、计划优化、经营管理与决策等 弓l 入诗算辍接锲系绞，使综会警理与伉讫控臻l 糖结合，产生了更太的经济效蔻和 技术进步。d c s 是c i p s 的基础，采用先进过程控制与优化技术是c l p s 取得经济 效益豁关键”l 。 分教控制系统( d c s ) 已广泛应用于流程工业( 如电力、化工等) 过程控 制。从9 0 年代开始，我国火力发电厂的控制系统更怒以分散控制系统为主。 实现生产过程囊动化，纛要矮控制理论对系统进行设诗。丽现代控割理论的 山东大学硕士学位论文 使用范围仅限于那些容易建模的电气、机械等系统，而一般的生产过程仍以p i d 控制为代表的古典控制居多。只是在具体应用中尝试采用模糊控制、自适应控制 等以改善控制性能。 随着生产过程的大规模化、复杂化，过程的非线性、相互耦合、因果规律不 明确等原因使得过程的数学建模变得极其困难，技术人员不得不进行手动操作或 对设定值和控制参数进行修正，或根据控制结果进行协调作业，现代过程控制的 目的可以归纳为如下几项： 控制系统要对干扰和负荷变动等具有极强的敏感性； 控制系统要具有易理解性，使现场技术人员的操作简单化； 自动化水平高，实现生产过程控制和管理的高品质与智能化。 对某些复杂的生产过程来说，目前还不能实现全过程自动化( 可以说即使自 动化水平再高，也不可能实现全过程的无人化) 。人也是控制系统的个组成部 分，过程控制的结构如图卜l 所示“1 。 测量 图1 - 1 过程控制的结构描述 使用分散控制系统( d c s ) 实现发电机并网的顺序控制，使电气运行中最复杂 最重要的一项操作摆脱了人工操作易产生误动的危险，保证了发电厂的安全运行， 也提高了发电厂的经济效益。 1 2 发展现状及存在问题 在7 0 年代中期，世界各国相继推出了自己的第一代分散控制系统。其基 本结构是一个具有许多微处理器的分级控制系统，以分散的控制设备( 称现场控 制站或分布式处理单元) 束适应分散的过程对象，并将它们通过数据高速公路与 2 幽峦盔耋亟圭鲎焦途窒 基予c r t 的操作站鞠连，互植协调一起实施实对工业过稳的控制和监视。实现了 控制功能静分散，觚谣危险分数，克服了集中型许算辊控澍系统静致命弱点。箕 基本结构如图1 2 所示，主要由下述五个部分组成1 ： 监控计冀机c r t 操作站 li l 数据公路 ll 现场控制站过程监测站 围l 2 分数控制系绕基本结构 现场控制站 现场控制站是幽个微处理器、存储器、f o 输入输如扳、内总线、邋信接口 和瞧源等组成，它可以控毹多个回路具存鞍强豹运筹麓力和各释控涮萌铯，可 自主完成连续控制和逻辑控制任务。在软件设计中采用了模块化结构，但基本 浚考虑开敷经鲻题，功旋鼓少。 过程监测站 它也是微计算机结构，主要怒采集非控制变量以进行数据处理，并将采集的过 程缤惠经数握麓速公貉送强簸控诗箕瓿。 c r t 操作站 它魑由微处理器、c r t 、键擞、打印机等组成的入机接国系统，实现集中显示， 集中揉终秘集孛管理。 数描公路 它楚实现分散控制和集中管理的关键，是联系各c r l 操作站、现场控制站和监 控计算梳鲍耩粱秘缀带。它纛递蔫龟袭纛邋信软薛缀戏，一般采瘸零厂家戆逶 信协议。 黪控计算机 它燕分敖控翎系统鸵主计算奉惩，一般采矮小型诗算穰，焱有大麓穰静复杂豹运 算能力，具有多输入多输出控制功能，它练合监视全系统的各工作站，管理全 3 山东大学硕士学位论文 系统的所有信息，可以建立复杂的数学模型，可以进行模型预测预报，为实现 复杂的控制策略提供了基础。此外还可实现全系统的最优控制和全工厂的优化 管理。 进入8 0 年代，随着微处理器运算能力的增强和成本的不断降低，各厂家相 继推出了各自的第二代和第三代分散控制系统。尤其是第三代产品，在进一步提 高控制功能和可靠性的基础上，采用标准化和模块化设计，用户界面更加友好， 信息管理功能更加完善。国外代表产品有：h o n e y w e l l 的t d c 3 0 0 0 ，w e s t i n g h o u s e 的w d p f ，b a i l e y 的i n f i 9 0 等。这些产品的共同特点是“1 ： 实现开放式的系统通信，向上能与m a p 和e t h e m e t 接口，或者通过网间连接器 与其它网络联系，构成综合信息管理系统( m i s ) ，实现c i p s 功f i g 向下支 持现场总线，使过程控制各部分之间实现可靠的实时数据通信。 现场控制站使用3 2 位微处理器，使控制功能更强，能方便地使用先进控制算法； 增强了容错和自诊断功能，可靠性更高。 操作站采用3 2 位高档微机或工作站，增强图形显示功能，采用多窗口技术调出 画面，使操作简单，操作响应速度加快。 过程控制组态采用c a d 方法，使其更直观方便。引入人工智能系统，实现自整 定和自适应功能。 火电厂属于流程工业，自动控制的任务相当复杂艰巨，除了对锅炉、汽轮机、 发电机进行控制外，还要对许多辅助设备，如除氧器、凝汽器、化学水处理设备 等进行控制。控制的任务就是要保证电厂生产的产品电能，满足一定的数量 和质量要求，同时保证生产过程的安全性和经济性。为达到这一目的，要求完成 自动检测、自动控制、顺序控制、自动保护等不同功能，即由这四部分构成电厂 生产过程自动化的全部内容。 d c s 可以完成电厂生产过程自动化的全部功能。d c s 的采用使发电厂的控制 具有高度的可靠性和高度的灵活性，可以为高水平的自动化提供有力的技术手段 ，加快了我国电厂自动化的步伐，并缩小了与先进工业国家的差距。 d c s 已在我国广泛应用，3 0 0 m w 及以上机组都采用t d c s 。目前关键在于 “应用”，首先是在电厂如何用好它，进而要采用先进控制策略和优化控制。如 4 幽壅盔堂亟主堂续迨窑 侮剥爝d c s 的资源，把过程控制理论水平的耘进展弓l 到大趔火电枫组蜜践中东， 以掇离整个生产过程自动往承平，向自动能技术要经济效益，是辩技王作者所必 须完成的艰巨任务。 。3 本文工季搴 本文首先介绍了发电厂电气部分，对发电厂中的一次设备和二次设备及电厂 龟气设鍪豹控割方式进行7 筒零分绍。 然詹，本文对发电机并网的概念和意义及其重要条件同麓，做了一些介 绍，篡中涉及了冲潞电流和电联幅值差对并网的影响。接辫把发电机并网的方式 一臻了分绍：堆瓣麓蒡疆方式秘垂霹麓并嬲方式；瑟嚣又提到了著鹚攥终遵疆 的规则，实现自动凇同期的方法，针对传统并网方式和现代并网方式俸了详细的 比较。 然詹对蹶亭控簇给予7 夯绥，包摇译缨熬缀念霹经荧羰孝挖裁势爨：l 篷程，在 经典顺控并网过程中给出了四种并网程序。 最厝也就是本文的核心部分基于x d p s 4 0 0 的顺控并网实现。猩本章中 蓄先奔缓了x 8 p s 一4 0 e 静磺 孛帮软 孛平台，其串瑗终平台中分绥了 d p u ( d i s t r i b u t e dp r o c e s s i n g ，分布式处理单元) 、u n i t 的结构、s y n ( s y n c h r o n i z a t i o n ) 同期卡和m m i ( m a nm a c h i n e r yi n t e r f a c e ，人机接口站) 结构，随后对实现顺控并网 进幸亍了概括性的撼述，并给出了窝现顺控舞两懿实镶，莠邋纾了较为谨镯黪分褥。 在实例分析中给出了顺控的具体鼹求、顺控并网流程，电气画面要求、软件描述， 最磊搬蹬了该技术鹣改进方向。 5 第：耄发电厂电气部分 2 1 一次设备幂口= 次设备 隽了满足生产的要求，袭壤厂中安装窍备耱电气设器，这些毫气设备都是发 电厂的重要组成酃分。根据电气设备作用的不同，可将电气设备分为次设备和 二次设蚤m 。 2 1 1 次设备 通常把生产、转换和分配电能的设备，如发电机、变压器和断路器等统称为 一次设备。它舔镶疆： 生产和转换电能的设备。 耍辞发龟机将枫援铯转换为跑能，电动机将电能转换成税械糍，变愿嚣将电压 舞高戚降低，敷满足输配电需鬟。这些都怒发电厂孛最燕要的设备。羧遂或断拜 电路的开关电器。例如：断路器、隔离开头、熔断器，按触器之类，窀们用于正 豢或攀放羁壹，将魄路翅舍或断开。 限制故障电流和防御过电压静电器。 例如：限制镦路电流的电抗器和防御谶电压的避雷嚣等。 菝臻装置。 无论是电力系统中性点的工作接地或楚保护人身安全的保护接地，均同埋 入地中的接地装鬣相连。 载滚警髂。 如裸导体、电缆等，它们按设计的要求，将有关魄气设备连接越来。 2 1 2 = 次设备 对上述一次设鍪进行测鬃、控制、监视和起傈护俸用的设备统称= 次设备， 它们包括： 致麓麓感器。 如电压互感嚣和电流巨感嚣( 俗称p t ) ，可将电路中的电压或电流降至较 蠡 山东大学硕士学位论文 低德，拱绘仪表釉保护装置使用。 溅繁袭计。 如电压表、电流表、功率因数表等，用于测量电路中的参量值。 继邀保护及垂动装嚣。 这些装置熊迅速反应不磁常情况并避行监控和谲节，仍弼：律掰子断路嚣 跳闸，将故障切除。 妻滚蠢源设鍪。 包括直流发电机、蓄电淑等，供给保护和事故照明的直流用电。 信号没备及控制电缆等。 信号设备绘壅信号或显承运行获态标恚，控裁电缆矮子连接二次设备嘲。 2 2 发电厂电气设备的控制方式 发惫厂耱毫气浚备，套蛰蹩裁缝控裁( 在浚备瑗场按簇) ，毒骜蹙集孛在一 个撩制室控制( 邂方控制) 。髓前，我国火电厂的控制方式可分为主控制室的控 制方式和单元控制室的控制方式。 2 2 1 差控制室酶控铽方式 单机容量为i o o m w 以下的火电厂，一般用主控制室的控制方式，即全厂的 主要壤气没套都袋孛在主控铡窳晕送行控铡，嚣锈炉设备及汽规设簧委| j 分裂安谗 在锅炉问的控制窳和汽机间的控制室进行控制。 主控制室的位置可设在主厂房的固定端或方便与6 i o k v 配电器置相连通 豹蟪瓣，磊显主箍裁室与圭厂痿之翔设套天褥遵遂。 主控制室的控制方式具膏控制分类明确、单方面操作简单、现场巡视方便、 现场操作或采取威急措施较容易等优点。很也存在着控制童和控制设备分散，控 翩杰多，工作环麓嫠，掇、炉，窀之闻秘调酝合霞难等欢患。隧着凝缝容量翡增 大和自动化水平的不断提高，机、炉、电的必系将更加紧密，主控制赛的控制方 式跫不能满足现代化控割管理的需要，丽单元控割室的控制方式越来越最示出其 优越性，已成为笈电厂控箭广泛采搿的控涮方式。 7 幽盔盍堂亟堂焦迨塞 2 2 2 单元控制室的控制方式 单机容量为2 0 0 m w 及以上的大型机组，广泛采用将机、炉、电的主要设备集 中在一个单元控制室进行控制的方式。 机、炉、电集中控制的范围，包括主厂房内的汽轮机、发电机、锅炉、厂用 电以及它们密切联系的制粉、除氧、给水系统等，以便让运行人员监控主要的生 产过程。至于主厂房以外的除灰系统、化学水处理系统、输煤系统等均采用就地 控制。如果高压电力网比较简单，出线较少，可将网络控制部分放在第一单元控 制室内。高压网络出线较多时，应单独设置网络控制室。 单元控制室的控制方式具有机、炉，电协调配合容易，机组启停安全、迅速， 运行稳定，经济效益高，事故判断准确，处理迅速和工作环境好等优点；但也存 在着巡视较远，现场操作不便，对运行人员的技术水平要求较高等缺点。随着计 算机监控系统在发电厂的广泛应用，单元控制室的控制方式将不断进步和完善。 现在单元控制室的控制方式已成为大型机组普遍采用的一种控制方式。 x d p s 一4 0 0 系统就是针对单元控制室控制方式而设计。d p u ( 分布式处理单元) 作为x d p s 的过程控制站，存储系统信息，数据与过程控制策略，通过冗余的 e t h e r n e t 实时数据网络与人机操作站及其他d p u 连接，通过u o 网络和节点进 行双向信息交换，以实现电厂所有仪表和仪器的监视和控制。 8 第三章同步发电极并网 3 1 发电机并网的概念和意义 在电力系统运霉过毽审，经常嚣鬟怒露多发毫撬投入爨邀力系统上去遴行并 网运行，把闻步发电机投入电力系统佟并列运行的搡作称为并刚操作。具体_ 来说 就是： 毫力系绞运器孛，镁一霉线龟蓬瓣嚣孛篷露表示为 “= u 。s i n ( t o t + 妒) ( 3 - - 1 ) 式中： u 。电压幅值； 搿毫基熬楚频率； 舻初相角 式( 3 - - i ) 及映了电网运行孛该母线电压豹嘱僮、频率和穗襞。这三个重要参数 常被指定为运行母线电聪的状念量。电网电压也常用相量u 来袭示。 ，8 。- _ _ - 。_ _ h _ _ _ - _ _ 。一 支d l x o 广旷u ， j 一卜 l ， $ x 。 、， 咤宇i ( a ) 并网电路示意； ( b ) 楣鼍圈；( c ) 等值泡路图 图3 一l 凇同期并网 9 甜o 山东大学硕士学位论文 一台发电机谯来投入电力系统之前，霈要满足很多条件，例如( 见图3 - 1 ) 要使发电辊黪穰璇龟压掰厅与德并露母线嘏蘧群，的状态鬟稠等( 氇就楚电压豹龉 值、频率，相位在允许的偏麓范围之内) 。或者是要按照定的步骤将发电机投 入嘏瓣，以免爨臻误撩终或怒瓣毫、璇阕瑗象等等。联以嚣要对待并发电规组进 行邋当的有序的捺作，使之符含诸多条件篇才允许断路嚣d l 合闸，这就是并网。 随着电网用电负荷的波动，电力系统巾发电机运行的台数也经常要变动m 。 茏獒楚在毫力爨潆爨然匮乏熬今天，在孛瓣豹吴薅嚣壤下，蓬家鼓魏袋务毫厂。 因此，如何将发电厂生产的电能安全平稳有效的输送到电阀就成了一个值得讨论 的题目。无论是建设新电厂，老电厂扩建，还是对老电厂的技术改造都会涉及到 势瓣。筇骏谎，辩多发毫辊麓势秘操作基藏为发龟厂最瀵要鳇揉终之，成黢与 否激义重大。另外，当系统发生某些事故时，也常要求将备用发电机组迅速投入 电嬲运行，这也楚并网的实例。可见，在魄力系统运行中并网操作也楚较为频繁 豹。 同时，电力系统的容量夜不断增大，网步发电机的雄机容量也越泉越大，对 大型枫组不埝当嬲共网操终将每致菲常严瀵豹嚣果。发魄极并网无疑楚发电厂的 一颈事关重大酶操作，它直接涉及蓟系统邀行的稳定及发电视的安全8 ”。对这一 操作的要求归纳越来是四个簪一快速准确。发电机非难常并网产生的重大危害 之一是发电捉缎转孑辘系捷缀勰遂。扭扳势不是萃缝豹飙城阚题，露怒在菜秘特 定情况下电网与转子轴系机械系统发生的电磁共振，邸所谓次同步谐振。此时电 气系统通过发电机定子产生电磁力矩作用于发电机转予轴系机械系统，而转子轴 曩凝城系统瑙逶避转予豹角缀移及角速度影鹋邀气系绕，稳互形成熬缀。导致定 子的电磁力矩和转子轴系的搠矩不断增长。它们相互闯的这种能量交换最终引起 转予轴系的严重损坏。非同期并网就是诱发扭振的重要原因之一。因此提高并网 操露熬缓量及鑫凌亿程度显缀笼为重要。耱澍楚对嚣些攘耋调蜂、蹋镞任务魏发 电厂，由于并网频繁，多次不良并网操作给发电机组带束的累积损伤是严重的。 因此，本论文所傲的对同步发电机的并网操作避行研究，对于提高并网操作的准 确瘦釉可靠往戳及宅力系统静霹靠运幸亍其蠢缀夭静缓实意义。 1 0 尘盔盔鲎亟耋焦途窒 3 。2 发电机并弼最重要的条件周期 发电厂中，发电机组和电力系统的并网操作是电气运行最复杂、最重爱的一 项操作。发电机组应当安全w 靠、准确快速地投入电隔，确傈电力系统的霹靠运 行积发电规熬安全。姿发电鹃裁期缓鍪工作即锅炉、汽轮机郝分郝缎备就绪之后， 将进行发电机并网条件的检查。 发龟辊麓窀力系统髭否势溺取浚予下刭3 令条佟： 发电机和系统电脆的频率接近相铸； 发电机和系统电艨的幅筐接近相等； 发龟祝和系统电聪的楣位接近摆等。 这3 个条件中如有1 个不能满足，都有可能产嫩很严黧的后果，并引越发电 极强戆熬振荡。逶卷袋说，越大鍪戆发电援缀，弱步辫嚣戆条传要袋就越严掺“。 3 2 1 发电机并入系统时的冲击电流 发电机缀变压器通过断路器与电力系统并网( 见图3 2 ) 。因并髓前发电机 处空载状态，敖转予电流产擞酶在跫子绕缀鹣磁链麓妒。，在定子绕缰孛静感应 毫懿势为酲。设在q 主触头溺合耱魍拶，冬拶。静樱建差为6 。可见，在q 辘方 向上，电压差分量为u 。一u sc o s 6 ，产生的冲击电流周期分量有效值为 旦巴擎型堕。在d 轴方向上，电雁差分量为o - - u 。s i nc 5 ，产生的冲击电流周 x x f 期分塞有效德为旦蔓；兰咝。显然，汽过发电机豹游击电流为上述两部分的相量 xn j x f 窝，缮型；孛纛电藏周期分量肖效蕴，。为； l 。置 式中：，变压器下的电抗遣。 ( 3 2 ) 疆式( 3 2 ) 跫，当6 = o 。露，i 。骞鞍，l 、豹数毽，磐孬秀u 。= 秽$ ，爨，。= 山 东大学硕士堂。焦一迨一堑一。 0 ；搬巧- - - - - 1 8 0 。射，i 。有最大值。显然，强毋偏离0 。绒，。与u s 不等时发电机 笄磷，筠会产熏游夤嚷流嘲。 g t蛰 0 )。 l一 u $ c o s 3 强 6 7 u s 一 鳓 1 鞠 ( b ) 赫发穰裁嗽貉 ( b ) 潦爨逛滚纛产整 图p 2 发电机电路及篡冲击电流的产生 3 2 2 窀e - 懿骥镶麓霹舞麓魏影蟪 讨论相谯麓6 = 0 。时电压幅缎差对并阕的影响。冲击电流 多：。了至鹦，骰患毋一o e 时湾击墩流与矗。静稻位关装如( 蕊3 心) 。 j xd 专x ；1 1 2 0 轰 _ 忡一一 妒。 ( a ， r + 一_ + l 王r iu 。一。 ， ( b ) ( a ) u g j ( ”u g ，3 黧3 3 s - - o 。鼯疆燕产生熬洚毒窀瀵瞧壤 山东大学硕士学位论文 i i 一 i l l l l l l l _ - l _ _ _ _ _ l _ _ - _ - _ _ _ _ _ l _ _ l _ - _ _ - _ o - _ o o _ o _ _ _ _ _ _ - 塞( 强3 - 3 ) ，姿移。 秽s 辩，。涝藤u 6 豹楣角粥。，为一感憋电流，起 去磁作用；当u 。u 。时，。趟i j u 。的相角9 0 4 ，为一容性电流，起助磁作用。 可见，从冲击电流的性质上来说，它并不产嫩电磁力矩，所以对发电机并不造成 多大静危害。 但是就冲击电流的大小来说，由式( 3 2 ) 可得： j 鞭| 。2 裂 ， 阿见，冲击电流大小是与聪差成正比的。压差过大会导致冲击电流过大。所 竣势耱盘乇过丈瓣危及定子绕缀，应当袋渗l 基差丈参。一般涛混下，莲羞袋割 应税额定电压的5 以下，需根据电厂的实际要求来确定舆体数值，反映在x d p s 系统的组态逻辑中“”。本论文所举的实例电愿蝠值差允许范围是5 v 。 3 。2 3 电压的褶位麓对并瞬的影响 若发电机并入系统时帽位麓d o 。，必然会对发电机产生冲击寓磁力矩，这 是不宠诤蕊，筵瓣黠应魏毫功率霹表示为 尸。粤s i n 5 xa 七x t ( 3 3 ) 警拶# 超蘸玎s 簿( 毒 o 。) ，洚击电磁力矩为正毽；姿f # 滞爱f s 辩 o 。内式( 3 3 ) 可见，尹0 o ，发电机送出有功功攀， 如起制动作用，使发电机减速，直到u 。滞后u ，后，凡变为负值，起加速作 用。缀几次来潮摆动，最后稳定在平衡状态：在并网时，若c ，6 滞盾u 。( 图b ) ， 刘6 0 4 。有p o 8 。固扩口涝嚣拶s ，6 0 。 蹦3 4 发电机弗潮时u 口与u s 相麓关系 翅渠在； o ，p k 起制动作用，使发电机减速，直到u 。滞后u ，后，p 。变为负值，起加 速作用。经几次来回撰动，最后稳定程平衡状态；当并网时，若( ，。滞后u 。，则 6 o 。，有p 。 2 9 4 0 r m i n 捡测5 0 1l 、5 0 1 2 开关均程断开位置。 检测5 0 11 6 刀阐在合阕饺鹫。 检测5 0 1 1 1 、5 0 1 1 2 刀闸程合闸位置( 用5 0 1 l 开关并刿) 。 捡测藏磁调节器塞动桓必须在最小绘港缝。 手动5 0 瘸q 6 开关在断歼位置。 自动合q 7 开关。 自动合程牙关。 检测微机励磁谢节器a q k 、b q k 开关鬣自动位。 幽峦盔鲎亟圭堂焦诠塞 检测调节器无故障信号。 将发电梳魄压升至i o k v ，稳定2 0 s 。 将发电机电压升压至额定2 0 k v ，稳定1 分钟。 捡测发电攥定予三相魄滚均应蔻零。 检测发电杌定予三褶电压应平衡。 核对发电机空载参数( 励磁电压、电流) 。 淤主条磐瀵足，毅入鑫麓毽弱麓装嚣。 自动准同期装置投入时，发出自动准同期投入倍警。 出准同期装置根据发电机和系统频率的差值向d e h 发出增速和减速指令， 壹至滚跫菝率差寇毽要求。 由准同期装置根据发呶机和系统电聪的差值向微机励磁调节嚣发出增磁 和减磁指令，直至满足电压差怒傻要求。 频率差、魄篷差和穰藏迭舞定筐要求辩，发毫税趣霉开关合鬻，并发爨 并网信号。 转) 自动调节嚣升蹑，手动壤嗣期著网程序： 检测发电桃转速 2 9 4 0 r m i n 检测5 0 11 、5 0 1 2 开关均在断开位置。 捡溺5 0 11 6 刃阉在合阐豫墨。 检测5 0 1 1 t 、5 0 1 挖刀弼在合闸位嚣( 用5 0 1 l 开荧并两) 。 检测励磁调节器自动柜必须在最小给定位。 ， 手动5 0 溺麓嚣关在瑟嚣位鬟。 自动合q 7 开关。 自动合q 6 开关。 裣灞徽凝聚菇调节器a q k 、隗k 牙关爨篷麓短。 检测调节嚣无故障信号。 将发电机电压升至i o k v ，稳定2 0 s 。 褥发电孛a 溆疰秀压至额定2 0 k v ，稳定1 分镑。 检测发电机定子三相电流均应为零。 幽盔盔堂巫士堂缒