基于双处理器的自动准同期装置设计.pdf

维普资讯 第34卷 第21期 继 电器 Vo1．34 No．2l 46 2006年 11 1H REIAY NOV．1．2006 基于双处理器的自动准同期装置设计 邓振利 一，姜 杰 ，唐昆明 ，汪志彬 (1．重庆大学。重庆400044； 2．宜宾学院，四川 宜宾644007； 3．重庆新世纪电气有lqt．-~司，重庆400030) 摘要：电力系统运行 中发电机的并网操作是一项基本的操作，它在操作准确、并网迅速的前提下，要求有极高 的可靠性与稳定性来保证安全。论述了在双处理器(一个工作，另一个处于热备用的运行模式)的基础上实 现的自动准同期装置，采用硬件冗余技术保证高可靠性；应用线性插值算法预测来 自动捕捉合闸时机 ，能实现 高精度、快速、可靠、平稳的并网操作。装置主要用于要求可靠性高且并网速度快、同期精度高的场合 ，如较大 (100MW 以上)发电机的同期合闸操作，具有较好的应用前景。 关键词：双处理器； 准同期； 冗余技术； 线性插值 中图分类号：TM761；TP272 文献标识码 ：B 文章编号：1003-4897(2006)21-0046-03 的电压相位差应小于允许值，即 ≤1。。在实现时， 0 引言 利用高性能的16位单片机 M306实时采集发电机 电力系统运行中发电机的并网操作是一项基本 和电网并列的所需信息，并对待并发电机的电压和 的操作，它在操作准确，并网迅速的前提下，要求有 频率做出自动调节，使得发电机与电网的电压幅值 极高的可靠性与稳定性来保证安全。现有的微机准 差、频率差能同时满足并列条件，然后快速捕捉合闸 同期装置多为8位或 l6位单片机单 CPU模式 ¨， 时机，在脉动电势到达两电压向量重合之前一定时 少数采用了双CPU分工协作模式 ，在同期过程中 间(越前时间)发出合闸指令，实现准同期 自动并列 主处理器一旦出现故障则无法实现发电机的成功并 操作。 网，还可能导致严重的事故发生。本文介绍基于双 2 硬件结构概述 处理器的自动准同期装置，它确保了硬件高可靠性 与并网稳定性，能准确计算频差、相位差 ，应用线性 2．1 装置结构框图 插值算法 预测相角差来 自动捕捉合闸时机能更 本装置采用 F盯 算法求出电压幅值，得出电压 加精确地确定合闸提前时间，使用 自适应控制技术 差；通过硬件测频电路计算出电压的频率，从而得到 对发电机电压和频率进行调节一步到位。在待并两 频差；利用两路电压比较电路，把发电机和电网的交 侧压差合格，频差合格，整定的提前时间与断路器机 流电压信号变换为与它们同频率的方波信号，然后 械动作时间相吻合的情况下，实现快速无冲击合闸。 将这两个方波信号通过PLC进行异或，异或输出信 号的宽度反映了两交流信号相角差的变化情况。因 1 准同期的基本原理 此 ，通过用异或信号宽度计数就能知道两交流信号 并网的理想条件为待并发电机和电网两侧电压 的相角差。对发电机机端电流的检测可以监视断路 的3个状态量全部相等，即待并发电机频率与系统 器合闸时发电机的冲击 电流，硬件中还有人机接 口、 频率相等；发电机电压与母线电压幅值相等；相角差 远方控制接 口、开入和开出控制量。 为零 。但实际并列操作中，并列的条件允许有一