专利名称：自产可调同期电压的微机同期装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统领域的微机同期装置，具体而言，本发明创造属于电力系统二次设备，是重要的安全自动装置，是保证同步发电机组安全精确并列上网发电的最新技术，适用于各种类型的发电厂和变电所的同期并列操作。
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，自产可调同期电压的微机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，随着负荷的增加，要求备用发电机组迅速投入系统，以满足用电量增长的需求；在系统发生事故时，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。这些情况均要进行同期操作，将发电机组安全可靠、准确快速地投入，确保系统的可靠、经济运行和发电机的安全。不良同期装置与手动并网是发电机的隐形杀手，也是电力系统稳定运行的安全隐患。我国目前还有为数可观的发电厂使用手动并网方式。究其原因，主要是我国广为流传的模拟式自动准同期装置不仅原理粗糙，而且经常发生非同期并列。而非同期合闸使发电机的绕组、轴承、联轴器受到严重的累积损伤，使机组寿命大大缩短，有时还会诱发更为惨重的后果一一次同步谐振。手动并网靠运行人员的感觉来操作，很容易延误并网时机。这在系统稳定储备不够时将带来严重后果，在系统事故时尤为有害，此外长时间并网过程还将造成大量的空转能耗。尽管大部分电厂都有自动准同期装置，但大多数都在停用状态。在微机型自动准同期研制领域中，各厂家技术参差不齐，造成微机型自动准同期装置良莠不齐，不能准确快速地实现发电机的并网操作。此外，对于要实行“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准同期装置取代无法与上位机通讯的准同期装置。随着电力系统容量及发电机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。因此，对同期操作进行研究，提高准同期装置并列操作的准确性、快速性和可靠性，对于系统的可靠运行具有很大的现实意义。对于微机准同期装置，决定产品性能指标的试验主要为假同期操作，即接入两路外供同期电压，测试观察同期装置的并列操作性能，而装置运行现场要提供所需的两路电源较困难，特别是非检修时间更是几乎不可能。这就给在线检验装置的正常指标和性能带来极大困难。
发明内容国内目前的相关产品，无法在在线运行条件下自行提供测试同期电压，需要离线后外接试验电源，这样，对微机同期装置的监视评价只能等到检修调试的阶段才能进行，降低了装置实际使用的可靠性，增加了同期装置并网失败的概率，对发电机组的安全并网发电造成潜在的隐患。本发明为装置内部自行产生可调的两路同期电压，在在线运行的情况下，可以很方便地对同期装置进行重要的并列指标和性能的测试。其发明目的是让微机准同期装置自身自产两路可调节的同期电压，既能对两路信号的电压幅值大小进行在线调节，也能对两路信号的频率高低进行调节，还能对两路电压信号之间的相位差进行设置调节，能够充分模拟现场实际的运行工况，随时对微机准同期装置进行性能测试和考察，为发电机组的同期并列操作提供可靠的试验和技术保证。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种自产可调同期电压的微机同期装置，其特征在于它包括微机准同期模块和自产可调同期电压调试模块，微机准同期模块和自产同期电压调试模块可靠集成在新型微机准同期装置内，可以通过装置面板的开关选择，切换运行状态和调试状态。自产可调同期电压调试模块，其特征在于所述自产是指同期电压调试信号由装置内部产生，不接外部功率调试信号源；所述可调是指自产的两路同期电压可以改变电压幅值、频率大小和相位关系。为实现上述技术方案，本实用新型采用了内含工控机(上位机)的新型微机准同期装置的结构设计，有别于目前的单纯的嵌入式微处理器结构。上位机和下位机通过PCI桥连接，并可靠实现对功放单元的控制，在调试状态下输出可调的两路同期电压供内嵌的被测微机准同期装置测试使用；测试结果通过PCI桥传输给上位机进行评测分析，如产生调整要求，则可以由上位机对被测装置的相关参数进行在线调节，或产生相关报告为现场运行人员提供操作建议。有益效果与现有微机准同期装置相比，本实用新型可以自行产生两路可调节电压幅值和电压频率的同期电压信号，装置的运行状态和调试状态可以方便切换控制，在设备在线投运阶段的任何时间，运行操作人员都可以实施测试调节，极大地方便现场的使用和维护的方便性，提高了同期并列的可靠性和安全性。同时，也简化了调试检修的工作和流程。
图1为本实用新型自产可调同期电压的微机同期装置的硬件系统原理框图。图2为本实用新型自产可调同期电压的微机同期装置的功能流程图。图3为本实用新型自产可调同期电压的微机同期装置的面板布置示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。自产可调同期电压的微机同期装置能够自动检测待并断路器两侧的电压和频率，并对发电机进行调频和调压控制，促使其迅速满足同期条件，当条件满足时快速、准确地实现待并点的并网操作。同时，在在线运行的条件下，不借助于任何外接的调试电源和设备，自行产生两路可调的同期测试电源。因此，本发明的微机准同期装置需要具备两种可在线切换的工作模式运行模式和调试模式，并在调试模式时自行产生运行模式下现场提供的两路同期电压。在运行模式下，自产可调同期电压的微机同期装置具有双CPU结构的特点，各自独立的两套准同期判断控制模块，并有多重冗余设计、抗干扰设计，同期速度快、精度高，稳定性好。具有电压回路断线、低电压保护、过电压保护、过励磁保护、高频率保护和低频率保护等特点。支持相电压、线电压同期，自动补偿相角差、电压差，实时测量断路器合闸时间，具备当地、远方操作功能。支持后台DCS硬控和软控，具有通信功能、视频接口功能等。在调试模式下，自产可调同期电压的微机同期装置能够在装置内部自行产生两路可调的同期电压信号，既要能够调节电压幅值，又要能够调节电压频率，还要能够对两路电压信号的相位差进行调节，并准确输入到准同期比较回路中，让装置自身来测试相关同期操作的性能和水平，并有明确直观的显示和记录，为运行模式下的同期并列操作提供最新的参照数据和指标。自产可调同期电压的微机同期装置的功能流程见图2。自产可调同期电压的微机同期装置的在线测试项目主要有0差频同期整组测试0同频同期(环并)测试0断路器合闸时间测试0压差上下限闭锁测试0频差上下限闭锁测试
·[0027]0同期合闸脉宽测试0调压脉宽测试0调频脉宽测试。自产可调同期电压的微机同期装置的硬件系统原理框图见图1。自产可调同期电压的微机同期装置的面板布置见图3。在图3中，可见运行状态和调试状态可以直接在装置面板上进行操作，“RUN”和“TEST”两种模式，并且，调压、调频、调相的操作也可以通过V+/V-、f+/f-、Φ等按键实施。总之，自产可调同期电压的微机同期装置以独特的双表决机制，先进的同期预报算法，极其稳定可靠地实现了快速、精确的同期合闸功能；以独有的在线可调同期电压功能，实现微机准同期装置的在线性能测试，为发电机组的安全并网和电力系统及相关电力设备的安全运行提供了有效的保证。该发明技术先进，方便实用，具有较好的市场优势和应用前景。
权利要求1.一种自产可调同期电压的微机同期装置，其特征在于它包括微机准同期模块和自产可调同期电压调试模块，上述微机准同期模块和自产同期电压调试模块可靠集成在新型微机准同期装置内，可以通过装置面板的开关选择，切换运行状态和调试状态。
2.根据权利要求1所述的自产可调同期电压调试模块，其特征在于所述自产是指同期电压调试信号由装置内部产生，不接外部功率调试信号源；所述可调是指自产的两路同期电压可以改变电压幅值、频率大小和相位关系。
专利摘要本实用新型公开了一种自产可调同期电压的微机同期装置，它能够自动检测待并断路器两侧的电压和频率，并对发电机进行调频和调压控制，促使其迅速满足同期条件，当条件满足时快速、准确地实现待并点的并网操作。同时，在在线运行的条件下，不借助于任何外接的调试电源和设备，自行产生两路可调的同期测试电源。因此，本实用新型的微机准同期装置需要具备两种可在线切换的工作模式运行模式和调试模式，并在调试模式时自行产生运行模式下现场提供的两路同期电压。
文档编号H02J3/40GK202906493SQ20122063773
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者许正亚, 王 忠, 完弘 申请人:南京国瑞自动化工程有限公司