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目前,在发电厂和所谓一级负荷的工矿企业以及某些变电站中,用电的连续可靠是电机安全运行的基本条件.以往国内广泛采用的备用电源自投方式,一般都是用工作电源开关辅助接点直接(或经低压,延时继电器)启动备用电源投入,这种方式无相频检测,用电切换成功率低或切换时间长,电动机复起动电流过大易超过允许值范围受冲击损坏.特别是一些使用大功率电机,高压电机的场合,由于电机在断电后电压衰减较慢,如在残压较大时不检查同期条件就合上备用电源,起/备变压器和电动机将有可能受到严重的冲击而损坏,如只待其残压降到一定幅度(如20%--40%Un之间)后在投入备用电源,由于断电时间长,电动机的转速下降很大,成组电动机的自起动引起母线严重继续失压,某些辅机势必退出,严重时重要机组自起动困难势必造成停机停炉.
为解决以上问题,本装置在正常用电时就对待合开关两端电源的频率,电压,相位量进行长期的自动跟踪和监测,一段检测到切换信号时,将立即根据当前频差,相差采样值,同时利用适当的数学模型(不仅考虑当前的相差,频差,而且考虑以后相差,频差的变化率)结合预置的待合开关导前时间,推算出以后合闸准点时的相差,频差,然后同预置的允许的相差,频差进行比较,当条件满足时就发出合,跳闸脉冲信号.
首先,由于在工作电源正常工作时,备用电源同工作电源之间的压差,频差,相差一般都很小,因此一段工作电源故障跳开,其母线残压与备用电源的相差将从0度开始逐渐变大,本装置的第一段预测计算是取预置参数中的快切允许频差,相差进行计算的,目的是为了抢在母线的残压压降很小时发出合,跳闸控制信号;如果条件不满足则进入第二阶段的第一个同步点的预测计算控制,其比较取值当然是预置的同期合闸的相差,频差允许值;如果以上两条件都不满足,同时其残压降至残压切换整定值则立即转入无条件的残压切换控制.本装置预测相差的计算公式为:δk=ΔωsTk (dΔωs/dt))Tk2 (式中 δk—理想合闸导前角 ,Δωs—残压或工作电源与备用电源频率之差,Tk—待合开关合闸导前时间)
快切计算合闸条件:δi-δi-10,∣0.576∣δi-1=δi-1-δk (∣0.576∣为同期合闸固定相角误差)
2.切装置辅助控制功能:
本装置当处于工作母线低压自动切换时,将设一足够的延时时间量(由用户根据现场情况设定)延时后即启动计算控制,以此躲过正常启动时所带来的误跳合工作;
本装置在发出合,跳命令后,将设一固定的延时时间如500 ms值再一次巡测合,跳开关的反馈信号的正常性,如发现该跳的没跳,该合的没合则立即发出偶信号,尽量使开关位置正常.
本装置当在低压启动切换时(如低压自动启动切换),为尽快使重要负荷快速启动,设置后加速保护的控制输出(延时时间则由用户在本机外设置延时继电器设定.
3.自检功能,模拟试机及现场"真合闸,假并网"试验:
所有电力仪器仪表在真正投运前首先要进行一次接近现场条件的动模试验,或者投入后要定期检查该装置可靠性.本装置从三个方面实现对本机可靠性检验.
首先,本装置通电后,不管是在合闸控制前和合闸控制后,均设有软件控制CPU适时地对输入输出接口(如继电器)等硬件各组成部分及其相互之间的连接线进行巡测,只要有一部分发生故障,则装置处于闭锁状态,面板的电子同步表不转,面板的液晶屏显示相应的故障标志,以此通知操作人员对硬件,软件有针对性地检查(故障符号意义详见第十一部分).
其次,本机在投运前设置了模拟开关试机,此开关安装在后板上,两开关其中之一为模拟PT1频率信号,另一个PT2频率信号,但不模拟两PT电压量.不管两PT(或者为同频同相的交流100V±5%的两组模拟PT)接入否,两开关投到模拟状态,然后打开电源开关通电,这时面板的电子同步表(后有详述)即转动,面板液晶屏将同时显示本机模拟的两PT频率和未经效正的基时时间等(后有详述),面板的八个工况指示灯中合闸闭锁信号灯同时点亮.当两组PT端接入交流100V±5%两组模拟非同频同相或同频同相PT,同时在后板将公共端C短接一个已输入一组有效数据的对应开关标志H点时(后有详解),这时将模拟开关投到模拟状态,然后装置通电,这时本机处于巡测状态,本机将同时显示PT1,PT2的在线频率值,当从本机后板人为给入一自动启动信号时,本机就能模拟合闸一次,电子表开始转动,当转动到正上方一组红色指针时(0°位置)则停止转动,大圆中心的一个红色信号灯闪烁一次表明发出了合闸脉冲,同时八个工况信号灯中的合闸完成和相应的合闸成功两信号灯同时点亮(注:做这个实验务必将合,跳闸输出断开,主要地为了防止装置在在线模拟试验时误动而发生事故).
其三,本机在投运前,特别是在第一次安装投运前需按本单位提供的《现场投运调试大纲》程序进行一次所谓"真合闸,假投切"的现场动模合闸试验.主要内容为一切接线都以真正条件为准.即模拟开关投到工作状态,后板公共端C端接一个已输入一组有效参数相对应的H端(该H端视为待合开关的标记,该组参数也是待合开关性能决定的真实参数,如开关导前时间Tk),工作电源和备用电源处于待切状态,本机后板各输入输出接线无误,这时分别拉开待合,跳开闸两端的隔离开关,然后装置通电进行模拟快切试验.如果过去有机械同步表则这时可将本装置与过去机械表同时并联运行(只断开过去机械同步表的合闸输出脉冲即可),这时本装置应与过去的机械同步表同期转动,并同时达到合闸点.合闸脉冲发出后,待合开关合上,本机面板只显示合闸完成,电子同步表正指0°红指针位不动.大圆中心的红灯闪烁一次,数码管显示合闸后的系统频率,这时即完成了整个的模拟试验.然后断开刚合上的断路器,合上断路器两边的隔离开关进行真正的合闸控制.
七 监控主程序流程图和切换程序流程图