基于相角差预测的准同期装置研制.pdf

第 26卷第 1期 电 力 科 学 与 工 程 Ve1．26．No．1 30 2010年 1月 ElectricPowerScienceandEngineering Jan．，2010 基于相角差预测的准同期装置研制 吴卓娟 ，董 杰 ，朱启晨 ，李芳灵 (1．山西朔州供电分公司，山西朔州036002：2．北京四方利水 自动化设备有限公司，北京010000) 摘要：提出了一种实测与预测相结合计算实时相角差的方法，定义了合闸捕捉角，分析了合闸捕捉角的变 化规律，提出了基于预测技术的合闸时机捕捉判据。基于上述原理设计了HSST001自动准同期装置，给 出了硬件、软件的实现方法。装置经过同期测试设备进行测试、国家继电器监测中心动模试验和型式试验 ， 各项指标均达到或超过同类产品。目前，已经有几百台装置在现场实际运行，效果良好。 关键词：准同期；相角差；同步；合闸时机 中图分类号：TM769 文献标识码：A 的角差 。 1 算法原理 1．1理想导前角的计算 由于 和 的频率不同，因而二者之间存在角 设系统电压为 ，发电机 电压为 ，则二者 速度差w，w=2兀 一 )。如果 以系统 电压 向量为 的电压向量差为AU，角差为△ ，如图1所示。 参考，则发 电机 电压向量绕系统 电压 向量旋转，二 者的角差为~=wt=2x 一 )f。 时，发电机 电压向量绕系统电压向量逆时针旋转，反之， 时，顺时针旋转。如 图2所示 。 ／ 一COI＼ 图 1 电压 向量图 }|／CO／rz 、 Fig．1 Voltagevector 在并列合闸瞬间，如果△嗷 大，则会引起较 大冲击 ，对发电机和系统均会造成不利影响。因 此，同期装置的作用就是控制合闸时刻的电压向量 差AU，使其最小，以减小合闸时的冲击。设系统 图 2 旋转向量图 电压为 = cos(2nf~f+)，发 电机 电压为 = Fig．2 Rotatedvector cos(2xf8什 )，则 考虑到同期并列时，发 电机频率 是跟随系统 △ c0s(2 f+ )一‰ cos(2xf~f+ )(1) 频率随时在调整变化之中，故应考虑发电机频率唐 由 (1)式可知，△|=，的大小取决于合闸时刻的 存在加速度情况。因此，角差计算公式为 角差、频差、电压幅值差，如果上述三差为零，则 + ÷ ，2 (2) 合闸冲击就不会产生。当频差和电压幅值差△哚 件满足后，合 闸冲击的大小，主要取决于合闸时刻 式 (2)的物理意义是，当 与 之间的角速 收稿 日期：2009—08—30。 作者简介：吴卓娟 (1977一)，女，山西朔州供电分公司工程师，E-mail：dongjie@sf-auto．Gom。 第 1期 吴卓娟，等 基于相角差预测的准同期装置研制 度差为W、角加速度差为 dw／dt时，f时间内 绕 因此，可以在采样中断中根据式 (5)来计算 所转过的角度。 当