专利名称：电网系统广义同期新方法及其实施装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电カ系统自动控制领域。
背景技术：
目前按照标准JB/T 3950-1999《自动准同期装置》设计的电网系统同期控制装置类型主要有发电机差频并网的自动准同期装置和用于线路同频并网用的自动捕捉同期装置，传统的同期与非同期条件定义是电网中通过ー个开关(俗称同期点)连接的两个有源交流网络在频差(如0-0. 5Hz)、相差(如0-士5.4° )、压差(如士3% -士 10% )很小允许范围内时认为两个有源交流网络是同期的，可进行并列合闸操作，否则为非同期必须闭锁装置的合闸输出。这种同期和非同期条件的算法和取值在ー些教科书中也已有严格的规定，同时主要是对待合开关而言的。而在当今电カ控制系统中厂用电快速切装置、备用电源自动投入装置、自动重合间装置、按频率自动减负荷装置、各种类型的保护装置在方法以及硬件实现上无不涉及到同期和非同期的概念，但这些同期和非同期的概念在算法上与传统的同期装置已经有很大的不同，在參数设置范围等方面已经远远超出传统的同期装置的所规定的參数范围，如现在厂用电电源快速切換装置其压差在30%以上，频差在5Hz以内还要求做差频并网工作，它不仅要求有同期合闸功能，还要求有非同期跳闸功能。又如线路保护装置在已合的开关点检测线路时发现线路出现非正常的对地短路、线路本身短路或断路就必须作分闸操作，其实这种エ况在同期并列合闸操作时认为是严重的非同期必须闭锁合闸输出。从以上的分析可以看出用传统的同期和非同期定义从方法上、參数设置上、功能设置上已经不能完全支持并解释大部分自动装置有关同期与非同期在应用中遇到的所有问题。同时在复杂电网中对同一个开关为控制对象的自动装置存在种类繁多、功能重复、定值设置相互不配套、线路复杂、安全性差等居多问题。
发明内容
首先，我们姑且将仅支持发电机差频并网、线路同频并网设计的同期方法定义为狭义的同期方法，相对狭义的同期方法将能够支持所有有同期、非同期共性装置设计的同期方法定义为广义的同期方法。本发明指在提出，对电网上所有需要自动控制的开关(或断路器)在同期合闸或非同期分间操作上都能适用的广义的同期新方法及其相关判据。同时根据广义的同期新方法和相关判据设计出一种能够同时取代多种传统功能的通用自动装置一即广义同期装置(以下简称GTQ)。对每ー个具体开关而言，由于其同期合闸与非同期分闸是分时控制的， 因此GTQ可根据用户要求分时选择不同的控制模式并通过一个动态的PLC选线器选择不同的输入、输出口以达到一机多用、复用的目的，如GTQ在开关分位时选择开环同频并网模式使用，当开关合上后，可选择低周减载监控模式使用等。广义的同期与非同期的条件是指在ー个特大的电网系统中，每一段有源线路与系统相比其频差、相差、压差在允许的范围之内，同时这段有源网络电流量在额定的范围内，我们称这段有源线路与大系统是同期的，否则就是非同期的。非同期中有一般非同期与严重的非同期之分，严重的非同期エ况是指这段有源线路出现了非正常对地短路、线路本身存在短路、断路等エ况。又因自动装置在测试线路时，其PT断线虽然也视同非正常情况一样处理，但就每ー个具体自动装置而言严重非同期并不包括PT断线エ况。GTQ应用的一般线路模型如附
图1，它是在复杂的大电网中ー个由GTQ控制器及其开关和线路等組成的小网络单元等值模型。合闸前网络M母线电压瞬时值
Um= UrnmSm((Omt+(p0m)
权利要求
1.电网系统广义同期方法及其实施装置，其特征在于一种对电网开关控制的广义同期新方法及基于该方法设计的自动控制装置，它以综合的电流定值判据计算为前提，不仅有广义的同期条件合闸功能，还有广义的严重非同期条件分闸功能，它不仅适用于发电机差频并网、线路同频并网エ况，还能适用于厂用电快速切換、备用电源自动投入、自动重合闸装置、按频率自动减负荷等エ况；它能同各种类型保护装置兼容配套并替代部分功能； 它自身配备使用动态的PLC选线器，进ー步扩展ー机多用、分时复用的灵活性。它在解决当前电网系统开关的自动控制装置种类繁多、功能重复、定值设置相互不配套等方面问题具有一定的实施意义。
2.如权利要求1所述的电网系统广义同期新方法及其实施装置，其特征在干它以综合的允许电流定值判据算法为前提，以通用的交流电路运算表达式为基础，它同时兼顾使用允许频差、允许相差(功角)、允许压差等相关參数，并结合在线测试与开关有关的电网络适时的频差、相差、压差量，然后自动判别本开关使用的エ况性质，最后进入相应的计算模块实施合、分控制操作。
3.如权利要求1所述的电网系统广义同期方法及其实施装置，其特征在于不仅有广义的同期条件合闸功能，还有广义的严重非同期条件分闸功能，因此能与各种类型保护装置兼容配套并替代部分功能。
4.如权利要求2所述的电网系统广义同期方法及其实施装置，其特征在于对于在复杂的大电网中ー个由广义同期控制器及其开关和线路等組成的小网络单元，其控制參数统一设置为1.开关导前时间；2.合闸允许电流倍值；3.快动合闸允许频差；4.同期合闸允许频差；5.合闸允许相差或功角；6.合闸允许压差；7.跳闸延时；8、启动延吋。
5.如权利要求1所述的电网系统广义同期方法及其实施装置，其特征在于它自身配备使用动态的PLC选线器，通过用户自主编程适时转换主CPU的PT量、开入量、开出量，配合开关预置控制模式及预置參数，能达到总的开关控制选择模式100种，体现了ー机多用、 分时复用的灵活性。
6.如权利要求3所述的电网系统广义同期方法及其实施装置，其特征在于电网开关点严重的非同期和PT断线组合硬件判别电路，它由三相电压电容偶合电路、开ロ三角电压偶合变压器电路、三相不平衡电压偶合变压器电路，LM339双电平比较变换电路、光电隔离滤波电路、74LS11逻辑电路与电压信号综合电路等組成。
全文摘要
一种对电网开关控制的广义同期新方法及基于该方法设计的自动控制装置，它以综合的电流定值判据计算为前提，不仅有广义的同期条件合闸功能，还有广义的严重非同期条件分闸功能；它不仅适用于发电机差频并网、线路同频并网工况，还能适用于厂用电快速切换、备用电源自动投入、自动重合闸装置、按频率自动减负荷等工况；它能同各种类型保护装置兼容配套并替代部分功能。它自身配备使用动态的PLC选线器，进一步扩展一机多用、分时复用的灵活性；它在解决当前电网系统开关的自动控制装置种类繁多、功能重复、定值设置相互不配套等方面问题具有一定的实施意义。
文档编号H02J3/14GK102545270SQ20121002470
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月6日 优先权日2012年2月6日
发明者熊家寅 申请人:熊家寅