34自动调频调载装置ppt

　　第四节 自动调频调载装置 一、概述 二、自动调频调载装置的基本组成 三、自动调频调载的方法 概述 要实现电力系统的自动化，“频率自动调整和有功功率的自动分配”必不可少；它与自动并车装置，合称自动并联运行控制器。 调频调载装置的基本功能是： 1、自动维持电网的频率为额定值； 2、按并联各机组的容量以既定比例或既定方式自动分配负荷； 3、接收“解列”指令时，能自动控制负荷转移。 一、自动调频调载装置的基本组成 一套自动调频调载装置通常都由如下四个部分组成。 频率变换器 有功功率变换器 有功功率分配器 调整器 1、频率变换器 ☆频率变换器，又称为频率检测器。 ☆当电力系统的负载变化时，电网的频率必然变化，为了实现调频，需要检测出电网的实际频率对于额定频率的偏差 . ☆每一套调频调载装置可只配置一个频率变换器，其方框图及所要求的输入-输出特性如图3-9所示。 频率变换器及其特性 图3-9 频率变换器 (2)基于波形变换的频率变换器 它的原理是这样的，将频率为f的正弦波电压经波形变换器变成方波。 UΔf=kfΔf=kf(fsh-fe) 2、有功功率变换器 它用来测量每一台发电机输出的有功功率P，并将测得的有功功率值变换为与之成正比的直流电压信号，即 UP=KPP 这样每台发电机需配置一个功率变换器。 有功功率变换器 有功功率变换器及其特性 3.有功功率分配器 电网总的有功功率为P=∑Pi 1)每台发电机的平均功率为Pp=∑Pi/n 2)各台发电机实际功率与平均功率值之差 Δ Pi= Pi -∑Pi/n 相当于功率分配差值的信号电压则为: uΔP= kPΔ Pi = kP (Pi -∑Pi/n) 4.调整器 调整器是用来接受频差和功率分配差信号,通过计算后,发出相应的调整信号. 调整器能够根据频差和功率分配差的综合信号,按其信号的极性和大小,变换成相应的脉冲调整信号,作用于发电机的调速器上的伺服电动机,形成加速或减速(即伺服电动机正转或反转)控制,实现对频率和功率的调整. 调整器 调整信号电压为：usr=kfΔf+kpΔPi=uΔf+uΔp 当usr＞0时，调整器发出减速信号； usr＜0时，调整器发出加速信号； Usr=0时，调整器停止调整。 调整器是每台发电机需配置一台，脉冲是等脉宽或等频率，而频率或脉宽与输入信号usr大小成正比；这样可快速平稳地调整。 调整器 三、自动调频调载的方法 调频调载装置基本方法 虚有差法调频调载装置的原理图 频率调整调整 功率分配调整 综合调整 调频调载基本方法 频载自动调节按工作原理分为：有差调节法、虚有差调节法和主导发电机法等。 1．有差调节法 有差调节法是由调差系数相近的有差调速特性来恒定频率和负载分配的方法。这种方法没有外加自动调频调载装置作二次调节，各机组只由具有有差特性的调速器来控制，因此不能很好地维持频率恒定，负载分配一般也不均匀。此外，它不能自动转移负载。 调频调载基本方法 2．主导发电机法 在并联运行的发电机中选择一台作为“主调发电机”。 其任务是，当电网的负载变动出现频差时，由它改变油门、调整电网的频率维持于额定时，并承担系统负载的变化量。其余的机组则总是保持运行于额定负载，称为基载发电机。 调频调载基本方法 3．虚有差调节 在并联运行的各机组上分别装有功率变换器和调整器，整套装置只装一台频率变换器。在其控制下，保持电网的频率为额定值，负载按给定比例进行机组间的合理分配。每台发电机组所装置的调整器仍是有差特性，但不影响达到无差特性的调整效果。 虚有差法的原理图 图3-15所示包括2台发电机虚有差调节的频载调节系统方框原理图。为简化分析，设各台发电机功率相同，2台功率变换的调差系数Kp相等。各功率变换器P输出端“1”联成一点，称为“均功点”。频率变换器f的两个端子联于各均功电阻R的一端“2”点，另一端联到各调整器的一个输入端“3”点。整个装置共有三个公用点，称为三点式网络。 “均功”时系统的等效电路 图3-16 频率调整 假设两台发电机有功功率已均匀分配，则图3-15中各功率变换器输出端1、4两点间直流电压相等，又因为1已联成一点，故4点亦为等电位点，其等效电路如图3-16所示。 若电网频率ffe,则usr0,各调节器均发出“减速”信号，使调速特性曲线向下移动，系统频率下降，直到f＝fe， usr＝ uΔf =0;若ffe，则系统向相反的调节。总之，只有电网的频率调到额定值，调整过程才结束。 功率分配调整 假定在调整过程中频率始终保持为额定值，则频率变换器输出为零。 图3-15中的2、3两点为同电位，功率变换器的输出此时可以看作一个电源，装置的等效电路变为图3-17。 功率分配调整 由含源支路的欧姆定律求各支路的电流为 由基尔霍夫第一定律∑Ii=0 ∑(U+UPi )/R=0 U=- ∑UPi/n UP1=KP ?Pi URi=IiR= U+UPi URi=UP1- ∑Pi/n =KP(P1- ∑UPi/n ) URi=KPΔPi 功率分配调整 从上式可见，每一个均功电阻上的电压（信号），就是功差信号。 假若一号发电机的实际功率P1大于平均功率1/n ∑UPi，则均功电阻上的信号 UR1=KPΔP10，这个信号加于调整器T1，对一号机组发出“减速”信号，使之减少负荷；同时，必有另外的机组在均功电阻上的信号URK 0，以使相应的调整器TK发出“加速”信号，使之增加负荷，一直进行到各机组的有功负荷都相等为止。此时 Pi- ∑UPi/n ＝0，各均功电阻上的信号URK ＝ Usrk=0 调整结束。 综合调整 在实际中，随着功率的变化，电网的频率也会发生变化，反之亦然。所以，上述恒频和均功两种调节是同时进行的，即调整器同时接受“频率差”和“功率差”信号的综合信号 。根据叠加原理，其结论是恒频和均功，所以这就是虚有差的调整准则。 综上所述，这个调整系统对频率和有功功率的平均分配都能实现无差调整，尽管调速器本身是有差特性。因此，这种调节方式称为“虚有差”法。 机组解列时的调整 如图3-18在并联运行时，需要解列一台机组的自动调节过程如下： 如解列一号机，按下JA1 ，形成1号机的“解列指令”，使JJ1激励，1号机组的功率变换器脱离均功点1，经R1和R自形成回路（解列回路）。但1号机仍承担着负荷，所以功率变换器P1输出端仍有电压，在解列电路上产生电流，在均功电阻R上形成电压。R上的这一方向的电压经频率变换器（此时输出为零）加于调整器T1，1号机就会“减速”，即卸去负荷。 机组解列时的调整 此时二号机还没有加大油门，所以系统的功率出现供不应求，频率下降，于是变换器就有了如图3-18虚线所示的频差电压信号出现，通过二号机组的均功电阻加于T2，使二号机“加速”（即加负荷）。另外，频率变换器的输出与解列电路的电压反向串联，加于T1，使T1获得信号不致太强，减缓1号机卸负荷的速度，以保证系统在不太大的频差下，均缓地实现负荷转移。 机组解列时的调整 图3-18中继电器jj1、jj2是1号、2号机投入电网的控制继电器。设1号机已运行jj1得电，其常开接点闭合，l号机将被控，运行于额定频率。若2号机投入并联，QF2使jj2得电，其常闭接点闭合。此时，系统的接线一样，将在频载自动调整器的作用下实现均功率及恒频率运行。 4.主-从控制方式 主从控制方式是在并联运行的机组中，选择一台机组作为主控机，它的控制装置接受电网的频率信号，与额定频率比较，保持频率为给定值。其余机组为从动机，专管负荷分配，即按既定的负荷分配方式来承担负荷，而不管系统的频率变化。 主从控制方式的调节结果是恒频、均功。 5.积差调整法 按频差Δf对时间的积分 ΔF=K?Δf dt 来进行调频的方法则成为积差调整法，同时引入并联机组实际功率成正比的功率信号进行比较来校正负荷分配，调整完毕，总是保持恒频和按比例分配负荷。 * * 自动调频调载装置，作为维持电力系统的频率恒定和保证有功功率按比例分配，实质就是对原动机调速器的弹簧的预紧力作微量的调节，即平移其静态调速特性曲线，以获得恒定的频率和按比例分配负荷。 调频调载装置是作为调速器的静态校正器，当负载突变时，各机组的动态特性相差较大；调频调载装置不能改善调速器的动态性能。 在过渡过程中，自动调频调载装置不宜介入，以免干扰调速器的正常工作。为避开调速器的动态过程，自动调频调载装置一般采用延时来实现。 自动调频调载装置 图3－12 频率变换器原理示意图 调整器一般还具有的功能： 1.判断综合信号的极性,决定调整方向. 2.每个调节过程的第一个调整信号要有适当的延时,以避开动态过程. 3.设置一定的“不灵敏区”.因为电力系统的频率和有功功率的分配,允许有一定的误差;所以调节系统没必要过于灵敏,以致系统工作过于频繁. 图3－15 虚有差法框图 （三点式网络） 图3－17 恒频时系统的等效电路 图3-18 解列时的调整过程

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