一种三相微机自动准同期装置的制作方法

本发明属于电力系统二次设备，具体而言，涉及一种电力系统领域的三相微机自动准同期装置。

背景技术：

同期并列是电力系统中经常进行的一项重要操作，需要借助专用二次设备完成并列操作，判断三相同期电压的微机自动准同期装置即为该类二次设备的最新设计产品。

发电厂在系统正常运行时，随着负载的增加，要求备用发电机组迅速投入系统，以满足用电量增加的需求；在系统发生故障时，会失去部分电源，要求备用机组快速投入电力系统制止系统崩溃。这些情况均需要进行同期操作，将发电机组安全可靠、准确快速的投入，确保系统的可靠、经济运行和发电机的安全。

不良同期装置是发电机组的隐形杀手，也是电力系统稳定运行的安全隐患。尽管大部分电厂都有自动准同期装置，但是大多数都在停运状态。在微机型自动准同期研制领域中，各个厂家技术参差不齐，造成微机型自动准同期装置良莠不齐，不能准确快速安全的实现发电机的并网操作。此外，对于要实现“无人值班”的水电厂和变电站更是要用能接受上位机控制的优良微机自动准同期装置。

随着电力系统容量及发电机组单机容量的不断增大，不符合同期条件的并列操作将会带来极其严重的后果，可能引起发电机的损伤甚至系统瓦解。

对于微机准同期装置，决定产品最重要的是安全、可靠，在一次系统相序错误、PT二次电压接线错误、同期装置单个通道错误的情况下，都不会发出合闸信号。现在的同期设备输入PT电压都是单电压(单通道)，计算单电压通道作为合闸脉冲信号、调速脉冲信号、调压脉冲信号的依据，当现场一次系统相序错误、PT二次电压接线错误、同期装置单个通道错误，都会发生非同期合闸事故，对电网或者一次设备造成非常严重的冲击，影响电网的正常运行。

国内目前的相关产品，无法满足当相序错误、外部PT电压接线错误、同期装置单通道故障时，而发出合闸信号，造成非常严重冲击的事故。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明设计了一种新型三相微机自动准同期装置，避免相序错误、外部PT电压接线错误、同期装置单通道错误而发出合闸信号的同期装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种三相微机自动准同期装置，包括金属机箱，其特征在于：金属机箱包括电压输入模块、信号输入模块、主板模块、输出控制板；

它还包括相序电路、幅值调整电路、频率调整电路；电压输入模块通过相序电路后与主板模块相连，输出控制板与主板模块相连；幅值调整电路、频率调整电路均与主板模块电性连接，并由主板模块控制；

电压输入模块包括系统三相电压输入、待并三相电压输入；主板模块测量电压输入模块的电压幅值、频率大小；输出控制板进行信号输出。

相序电路与告警电路相连；相序电路检测系统三相电压输入、待并三相电压输入的相序情况，告警电路包括蜂鸣器及显示器。

进一步的，还包括控制模块，进行控制信号输入；控制模块与主板模块相连，设置在金属机箱正面，包括控制按键、复位按键、USB接口、运行状态指示灯及无压、同步状态指示灯、电压输入端子、信号输入端子。

进一步的，还包括电源模块，控制装置的开启与关闭。

进一步的，还包括存储模块，记录一个通道合闸前、合闸时及合闸后的录波数据。

本发明具有以下有益效果：避免了当相序错误、外部PT电压接线错误、同期装置单通道故障时，而发出合闸信号，造成非常严重冲击的事故的发生，极大的提高了同期装置并列的安全性、可靠性，保证设备的安全运行。同时录波也可极大方便随时调出查看同期合闸前，合闸时，合闸后一段时间的数据信息，供分析使用。

本发明的三相微机自动准同期装置对同期操作进行研究，提高准同期装置并列操作的准确性、快速性、可靠性、安全性，对于系统的可靠运行具有很大的现实意义。

附图说明

图1为本发明实施例的相序判别示意图。

图2为本发明实施例的合闸通道示意图。

图3为本发明实施例的同期面板及机箱示意图。

图4为本发明实施例的同期装置控制流程示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明。

如图3所示，本实施例的三相微机自动准同期装置，包括金属机箱，它还包括相序电路、幅值调整电路、频率调整电路；金属机箱包括电压输入模块、主板模块、输出控制板。

如图1所示，电压输入模块通过相序电路后与主板模块相连，输出控制板与主板模块相连；电压输入模块包括系统三相电压输入、待并三相电压输入；幅值调整电路、频率调整电路均与主板模块、待并三相电压输入电性连接，并由主板模块控制；主板模块测量电压输入模块的电压幅值、频率大小，并向幅值调整电路、频率调整电路发出调整信号，输出控制板进行信号输出。

相序电路与告警电路相连；相序电路检测系统三相电压输入、待并三相电压输入的相序情况。还包括存储模块，记录三个通道合闸前、合闸时及合闸后的录波数据。

还包括设置在金属机箱正面的控制模块，进行控制信号输入；控制模块与主板模块相连，包括控制按键、复位按键、USB接口、运行状态指示灯及无压、同步灯指示、电压输入端子、信号输入端子，金属机箱上还集成电源模块，控制装置的开启与关闭。

三相同期装置分别计算并网开关两侧三相电压，如系统侧：UAs、UBs、UCs，待并侧：UAg、UBg、UCg，电压的相序：正序、负序；判断任一侧相序为负序，装置退出并发出告警；判断两侧电压相序都是正序，则可以进行下一步操作。

三相同期装置，分别计算系统侧UAs、UBs、UCs电压幅值、频率大小，待并侧UAg、UBg、UCg电压幅值、频率大小；以系统侧三相电压UAs、UBs、UCs幅值，系统侧三相电压频率FAs、FBs、FCs大小为基准，综合三相幅值及频率情况处理，采用PID调节，发出调整待并侧电压UAg、UBg、UCg幅值脉冲信号，发出调整待并侧频率FAg、FBg、FCg大小脉冲信号，能使待并侧快速、准确跟踪系统电压和频率，使之以最快的速度进入定值设定允许区域。

如图2所示，当A相电压UAs、UAg通道角度差接近0°；B相电压UBs、UBg通道角度差接近0°；C相电压UCs、UCg通道角度差接近0°；根据实时频率差，装置分别根据三个电压通道得出一个确定的、最优的合闸角度发出合闸信号，当开关主触点完全合上闸时刻，每个通道的相角差都必须为0°；如其中一个通道接近0°而其他二个通道不接近0°，则装置自动关闭合闸出口，同时发出告警信号；如其中二个通道接近0°其他一个通道不接近0°，则装置自动关闭合闸出口，同时发出告警信号；如三个通道都不接近0°，则装置处于计算等待状态，直至三个通道都接近0°；所以同时判断三相电压三个通道的角度差(即：同时判断A相、B相、C相三通道同期装置)并且在同期起动前计算系统侧、待并侧三相电压的相序(正序、负序)情况，完全可避免由外部接线错误或相序错误造、单通道同期装置误动作造成的非同期合闸，保证并列的安全性。

三相同期装置分别记录一个通道合闸前、合闸时及合闸后的录波数据，记录A相电压UAs、UAg通道角度差在0°左右时的包络线及同期装置发出合闸脉冲与该通道电气零点的时间差值。

本实施例装置的控制流程示意图如图4所示。主要包括3方面流程：

1：相序判别---判断两侧三相同期电压相序的同期装置，判断系统侧、待并侧电压的相序情况：正序、负序；若是负序，装置起动后发出告警信号并提示相序错误；正序电压才能进入下一步操作。

2：三通道检测---分别计算三相电压三个通道的电压幅值、频率，综合三相幅值及频率情况处理，采用PID调节，发出调整脉冲信号，分别调整待并侧的电压、频率，使三个通道的电压、频率同时接近相等；分别计算三相电压三个通道的电气零点，只有在三个通道同时接近电气零点时，发出合闸脉冲信号。

3：录波波形---三相同期装置记录一个通道合闸前、合闸时及合闸后的录波数据。

以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。本发明未涉及的技术均可通过现有的技术加以实现。