一种发电系统故障解列装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及配、变电系统故障解列技术领域，特别是设及发电系统故障解列 装置。
【背景技术】
[0002] 频率是电能质量的重要指标之一，在稳态条件下，电力系统的频率是一个全系统 一致的运行参数。系统频率的波动的直接原因是发电机输入功率与输出功率之间的不平 衡，众所周知，单一电源的系统频率是同步电机转速的函数；f= ^，其中，n-电机的转 速，r/min;f-电力系统的频率，化，P-电机的极对数。对于一般的火力发电机组，发电机 的极对数为1，额定转速为3000r/min，亦即额定频率为50化。此时，系统频率又可W用同步 发电机的角速度的函数来表示，即f= ^，为了研究系统频率变换的规律，需要研究同步 发电机组的运动规律。同步发电机组的运动方程为- 7； =Af= /^，其中，Tm-输入 at 机械转矩；T。一输出电磁转矩（忽略空载转矩，即负荷转矩）J-发电机组的转动惯量；^ at -发电机组的角加速度。由于功率和力矩之间存在转换关系（P= ?T)，上式经过规格化处 理和拉氏变换后，可得传递函数Pm-Pe= 2H, ?A?，其中，Pm-原动机功率（发电机的输入 功率）；P。一发电机电磁功率化发电机组的惯性常数；A?-角速度变化量。由此可知，当 原动机功率即发电机的输入功率和发电机电磁功率之间产生不平衡的时候，必然引起发电 机转速的变化，即引起系统频率的变化。在众多发电机组并联运行的电力系统中，尽管原动 机功率即发电机的输入功率Pm不是恒定不变的，但它主要取决与本台发电机的原动机和调 速器的特性，因而是相对容易控制的因素；而发电机电磁功率P。的变化则不仅与本台发电 机的电磁特性有关，更取决于电力系统的负荷特性，是难W控制的因素，而该正是引起电力 系统频率波动的主要原因。
[0003] 电力系统的频率变动对用户、发电厂和电力系统本身都会产生不良的影响，主要 包括：
[0004] (1)电力系统的频率变化将引起电动机转速的变化，从而影响产品的质量。例如， 纺织工业、造纸工业等都会因为电力系统的频率变化而出现次品。此外，还会造成电动机自 动保护装置W及继电保护设备动作。
[0005] (2)电力系统的频率变化会影响电子设备的工作。特别是，雷达、电子计算机等重 要设施在电力系统频率过低时将无法运行。
[0006] (3)电力系统的频率变化对电力系统自身和用户而言，也是非常危险的。电力系统 低频运行时，会对发电设备和用户造成严重损坏，所有厂用交流电动机的转速都相应的下 降，因而火电厂的给水累、风机、磨煤机等辅助设备的处理也下降，从而影响电厂的处理，使 电网有功更加缺乏，造成恶性循环。此外，还会使发电机端机内电势下降，从而导致电压降 低，同时，由于电力系统的频率降低，也会使得电机转速降低，同轴励磁电流减小，导致发电 机端电压进一步下降。
[0007] 为了解决上述问题，就需要通过调节，使发电机的输入功率与负荷所需功率达到 平衡。现有技术中，对发电系统进行调频的方向主要有两个，第一个方向是通过为发电机组 原动机进行调速达到调节电力系统的频率的目的；第二个方向是通过切除部分用电负荷达 到调节电力系统频率的目的。
[0008] 例如，授权公告号为CN203532064U的中国实用新型专利公开了一种发电机组 原动机的自动调速装置，其包括转速测量元件，还包括放大元件、执行机构、转速控制机构 W及连接转速测量元件、放大元件、执行机构和转速控制机构的连杆机构，放大元件为配压 阀，配压阀内设有与连杆机构相连的配压活塞，配压阀的侧壁上设有油孔，配压阀内腔通过 油道与执行机构相连通，执行机构为接力器，接力器内设有与连杆机构相连的接力器活塞， 接力器下端与调速气口相连，转速控制机构为调频器，调频器的上端与连杆机构相连。其中 永磁同步直线电机及驱动控制电路配合机械传动装置，运行更平稳，控制精度更高，可独立 工作，很大程度上解决了机械装置运行不稳定、长期易损坏等问题。采用该种方式对电力系 统进行调频时，需要引入特定的调速装置，该调速装置结构复杂。
[0009] 申请公布号为CN103166228A的中国发明专利公开了一种负荷快切控制系统，其 基于脱离大电网的小容量的电网，孤网运行工况中如遇发电机故障解列等突发事件，为了 实现小电网系统能够安全运行，需要将小电网中的部分负荷快速切除，必须采样数据精确， 快切速度快，故障跳级判断，切负荷判断，低周减载，发电机故障跳机后，为避免故障进一步 扩大而采取在300ms内快速切除部分负荷，从而使电网的发电和用电在短时间内达到一个 合理的平衡；对用电负荷进行调节和切换，保证异常情况下工厂的基本运行，满足了孤网运 行的要求。该负荷快切控制系统虽然能够迅速切除部分负荷，但是，其内设逻辑复杂，与现 有发电系统的兼容性不乐观。 【实用新型内容】
[0010] 有鉴于此，本实用新型提供一种发电系统故障解列装置，主要目的在于提供一种 采用处理器对电力现场母线的各电气量进行实时计算，当发电系统出现频率下降时，由处 理器发出控制指令，自动断开部分用电载荷而阻止发电系统频率降低，从而更加适于实用。
[0011] 为了达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
[0012] 本实用新型提供的发电系统故障解列装置包括处理器和数据采集装置，
[0013] 所述数据采集装置用于实时采集发电系统母线与线路的电气量，并将所述电气量 的数据发送至所述处理器；
[0014] 所述处理器用于接收由所述数据采集装置采集到的电气量数据，并根据计算结果 和逻辑判断向所述发电系统输出指令；
[0015]当发电系统出现频率下降时，发电系统根据从所述处理器接收到的指令，自动切 断部分电力负荷。
[0016] 本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用W下技术措施进一步实现。
[0017] 作为优选，所述处理器是ARM处理器，所述数据采集装置为AD7606双极性AD巧 片。
[0018] 作为优选，所述处理器是ARM联合FPGA处理器，所述数据采集装置为AD7606双极 性AD巧片，所述FPGA选用Altera公司的切cloneIV系列EP4CE22口工业级别，所述FPGA 与ARM之间采用数据总线读写方式。
[0019] 作为优选，低频元件监测到系统低频状态后，=相均有电流，频率滑差闭锁元件未 闭锁，低电压闭锁元件未闭锁，达到整定的低周保护时间之后，系统低周保护动作输出。
[0020] 作为优选，所述故障解列装置包括两段零序过压解列，各段电压及时间定制可独 立整定，分别设定整定控制字控制所述两段保护的投退，当零序过压经母线自产零序电压 闭锁投入时，仅当折算后的自产零序大于4V，且外界零序电压大于定值时，所述零序过压保 护动作。
[0021] 作为优选，当电压低于设定参考数值时，发电系统根据从所述处理器接收到的指 令，此时，当PT断线未闭锁的情况下，S相均有电流，频率的滑差在定值设定的允许范围 内，达到相应的动作元件延时后，进入低电压保护解列输出。
[0022] 作为优选，所述解列装置包括两段低压解列保护，各段电压及时间定值可独立整 定，分别设定整定控制字控制所述两段保护的投退；当=相电压中任意一个小于低压定值， 均使低压解列动作，经电流闭锁。
[0023] 作为优选，还包括硬件自检装置，所述硬件自检装置由所述发电系统故障解列装 置自身携带，当所述硬件自检装置检测到所述发电系统故障解列装置自身故障时，报告所 述自身故障。
[0024] 作为优选，所述硬件自检装置包括状态指示灯，报告所述自身故障的动作由所述 状态指示灯执行。
[0025] 作为优选，所述硬件自检装置包括蜂鸣器，报告所述自身故障的动作由所述蜂鸣 器执行。
[0026] 本实用新型实施例提供的发电系统故障解列装置中数据采集装置能够将采集到 的发电系统母线与线路的电气量发送至处理器，处理器根据计算结果和逻辑判断能够向发 电系统输出指令，当发电系统出现频率下降时，发电系统根据从处理器接收到的指令，能够 自动切断部分电力负荷。从而使发电系统的原动机功率即发电机的输入功率Pm与发电机 电磁功率P。之间达到平衡，根据函数Pm-Pt= 2H, ?AW，能够知晓，当自动切断部分电力负 荷后，即能控制A?-角速度变化量，再根据公式f=