1 同期合閘
1.1概要說明
同期合閘是變電站中經(jīng)常遇到的操作,對減小沖擊,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用。同期的條件有三點:頻差、壓差、角差合格[1]。
同期要求為安全、準確、快速。三個條件中安全最重要,同期裝置必須有完善的閉鎖功能,寧拒動不誤動。對差頻同期,在系統(tǒng)角差為0時合閘,對系統(tǒng)的沖擊最?。浑姀S中作為發(fā)電機的并網(wǎng),快速性也很重要,捕捉第一次0角度合閘可以節(jié)省大量能源。
1.2環(huán)網(wǎng)并列與差頻同期
差頻同期是指兩個沒有電氣聯(lián)系的兩個系統(tǒng)的并列,包括發(fā)電機的并網(wǎng)及兩個無聯(lián)系電網(wǎng)的并列;兩側(cè)的頻率不同,有可能捕捉到0角度合閘時機。環(huán)網(wǎng)并列是指兩個本已有電氣聯(lián)接的系統(tǒng),再在該點增加一個聯(lián)絡(luò)開關(guān);兩側(cè)頻率相同,相角差即為系統(tǒng)在這兩點之間的功角,該角度在網(wǎng)絡(luò)拓撲及負荷沒有大變動時基本保持不變。
國內(nèi)有的稱之為檢同期與捕捉同期,有的稱之檢同期與準同期,有的叫同頻同期與差頻同期。兩個系統(tǒng)若頻率相差在測量誤差范圍內(nèi),是同頻,但卻不能按同網(wǎng)來同期,為了物理概念上的清晰,本文定義這兩種方式為環(huán)網(wǎng)并列與差頻同期。
差頻同期的目標是捕捉第一次的零相角差時機合閘,即自動準同期;環(huán)網(wǎng)并列相角差為兩端的功角,僅是一個壓差和功角的閉鎖功能。
1.3同期遙控方式及自適應(yīng)識別
環(huán)網(wǎng)并列和差頻同期的要求不同。裝置雖然可以自適應(yīng)地判斷出是同頻還是差頻,但對頻差很小的系統(tǒng),這樣作意味著犧牲一些時間來判斷,會對合閘的時機帶來延誤。而調(diào)度員是了解系統(tǒng)的運行結(jié)構(gòu)的,知道欲合閘的斷路器是處于同頻還是差頻同期的位置,在發(fā)命令的時候即區(qū)分開同頻同期、差頻同期、遙控合閘命令會更好。裝置的自動識別功能,是指在合閘命令下發(fā)后,自動判斷是差頻、同頻還是無壓狀態(tài),并由不同的約束條件進行操作。
1.4合閘導(dǎo)前時間的計算
裝置出口到斷路器合上閘的動作時間。它的準確獲得直接關(guān)系到同期點角差的準確性。常規(guī)方法是通過開入量的方式,即通過接入斷路器的輔助接點,來計算發(fā)出合閘令到該信號變位的時間。該方法思路直接,容易實現(xiàn);但問題是當斷路器合上電流的時刻與輔助接點變位不一致的時差會引入誤差,另外要接點抖動也影響精度。
本文提出一種模擬量檢測導(dǎo)前時間的方法,即用電流的從無到有的檢測。若采樣裝置采樣速率能達到64點/周波(DF1700模塊采樣速率),則時間分辨率約為0.3毫秒,可以滿足要求。這種方法要求引入電流的檢測,分布式的同期系統(tǒng)一般是將同期功能融合在斷路器的測控單元中,能滿足這種要求。該方法物理概念更為清晰:從無流變?yōu)橛辛鳎ǘ皇禽o助接點變位)時,才算真正合閘成功。