SID2VT说明书.docx

SID2VT说明书.docx

《SID2VT说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SID2VT说明书.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

SID2VT说明书

一、概述

　　SID-2VT型多功能微机准同期控制器，是既可实现水、火电厂同步发电机组快速并网，又可实现电厂内输电线路快速并网的复合功能型的智能控制器，能够集中控制一至五台机组及一至九条线路的快速并网，特别适用于中小容量的、集中同期控制方式的发电厂内机组及线路的自动并网，具有较高的性能价格比。

　SID-2VT型控制器的突出特点是：

由于在结构上采用了全封闭式和完整的磁屏蔽措施，对输入信号采用了光电隔离和数字滤波，对频率控制采用了模糊控制技术，具有良好的均频控制和均压控制品质，从而能快速促成准同期条件的到来，其快速性极为突出。

而合闸控制在软件及硬件上采取了多重闭锁，绝无误合闸的可能性。

由于不仅考虑了并网时的频差，还考虑了其变化率（通常说的加速度），同时还采用了合闸角的预测技术，因此可以万无一失地捕捉到第一次出现的准同期时机，而且能绝对保证发电机或线路在无相差的情况下并入电网。

它具有自同期的速度、准同期的精度。

这不仅节约发电机并网前的空转能耗，更关键的是对于保证电力系统事故时快速投入备用机组，保证电力系统事故解列后快速再并网，确保系统安全稳定运行具有重大意义。

此外，本控制器适用于任何发电机及任何二次接线方式。

所具有的与上位控制计算机通讯的功能，为实现机组的实时控制和全厂自动化奠定了基础。

二、主要功能及技术指标

1、主要功能

1）在进行机组准同期过程中，能有效地进行均频控制和均压控制，尽快促成准同期条件的到来。

2）在进行线路同期过程中，如断路器两侧系统已解列，控制器将在解列后的第一次出现的零相角差时，将断路器立即重合上。

如断路器两侧系统并未解列，此时在断路器两端将出现一个功角和电压差，控制器将在整定的功角及电压差值的范围内将断路器立即重合上。

3）机组或线路的各种控制参数均可独立设置，这些参数包括：

断路器合闸导前时间、合闸允许频差、均频控制系数、均压控制系数、允许功角等，由于采用了EEPROM存储器，以上参数均可就地带电重新设置或修改。

4）具备过压保护功能，一旦机组电压出现超出给定的过压值时（过压值可根据用户要求进行整定），立即输出一降压信号，并闭锁加速控制回路，直至机组电压恢复正常为止。

5）具备待并侧PT低压闭锁功能及系统侧PT低压闭锁功能。

6）具备完善的自检功能，能定时地检查控制器内部各部件的工作情况，一旦发现错误，立即显示相应出错信息，指示出错部位，并同时以接点形式输出报警信号。

当失电时，也以接点形式输出失电信号。

7）每次并网时，都自动测量和显示“断路器操作回路实际合闸时间”，作为是否需要修改原来设置的“断路器合闸导前时间”整定值的依据，以使下次合闸更加精确无误。

此外，这一功能也提供了鉴别断路器是否有故障的依据。

8）控制器具有远方复位信号接口，可用于中央控制台在必要时进行远方复位操作，或由上位机对控制器实现复位操作。

9）控制器还设置了一个专用接口，与我公司生产的专用开发试验装置连接时，可形成完全模拟现场的试验环境，如模拟产生系统侧及待并侧的电压、待并列选择点、调压控制输出回路、调速控制输出回路、合闸控制回路、报警及失电控制回路等，还可进行修改断路器编号及修改参数的功能。

10）控制器的标准配置工作电源可直接使用交流220V或直流220V、110V供电,或用户指定的其它电压等级的电源供电.

2、技术指标

1）输入信号：

A、待并侧电压互感器A相电压：

100V或100V/√3；

B、系统侧电压互感器A相电压：

100V或100V/√3；

C、并列断路器常开辅助接点：

1-14对（每个待并点一对）

D、待并列点选择信号（常开空接点）：

1-14对（每个待并点一对）；E、远方复位信号（常开按钮空接点）：

一对；

2）输出信号：

所有输出信号均为继电器输出：

AC220V/5A或DC220V/0.5A。

A、输出的控制信号有：

加速、减速、升压、降压、合闸等控制信号；

B、输出的报警信号有：

自检出错、失电等信号。

3）参数整定范围：

（1）导前时间：

20-999ms，步距1ms

（2）允许频差：

0.05-0.5Hz（机组待并点）步距0.01Hz

0.05-0.8Hz（线路待并点）步距0.01Hz

（3）允许电压差：

3-25%额定电压，连续可调

（4）均频控制系数：

0-1.00，步距0.01

（5）均压控制系数：

0-1.00，步距0.01

（6）允许功角：

0-50，步距1

4）工作电源：

AC220V、50HZ或DC220V或DC110V

5）绝缘强度：

　弱电回路对地：

　工频500V、1分钟；

　强电回路对地：

　工频1750V、1分钟；

　强弱电回路之间：

工频1000V、1分钟。

6）工作环境：

环境温度：

10℃～+50℃；

相对湿度：

不大于80％。

三、基本原理及组成

SID-2VT型控制器工作原理如图3-1所示。

CPU配8KEPROM、2KEEPROM、8KRAM和若干定时计数器及并行接口等芯片，组成一个专用微机控制系统，下面就各主要功能的原理进行介绍。

1、自动准同期并列

1）机组自动准同期并列

当待并列发电机的电压、频率与系统相应值相近（即压差、频差在允许范围内）时，待并机组断路器的主触头应在相角差δ=0°时闭合。

这时冲击电流在相应频差、压差允许条件下最小，从而大大减少了机组的冲击受损。

允许差值越小，其冲击电流越小，但这将影响并列的快速性。

因此，允许值可根据实际要求选择。

定时计数器

数据存储器

参数存储器

程序存储器

微

处

理

器

输出口

输入口

输入口

计数器

逻辑阵列

整流滤波

光电隔离

分频相敏

变压器隔离

驱动器

光电隔离

继电器组

并列点选择

远方复位

断路器辅助接点

为精确满足上述并列条件，一个理想的准同期并列过程应该是在操作人员发出并网操作命令后，便能有效地对机组的电压和频率进行控制，使其尽快地平稳地接近系统值，并在达到允许值时有能力使其不再偏离允许值，且在此前提下，准确捕捉第一次出现δ=0°的时机。

.确切地说，即在δ=0°到来前相当于断路器合闸时间的时刻发出并网命令，将机组并入电网。

这种理想的准同期并列过程，要求自动准同期装置具有优良的均压及均频控制功能，并能不失时机地捕捉第一次出现的同期时机。

一般机组所配备的励磁调节器都具有较好的调压性能，因此自动准同期装置无需在调压功能上考虑过多。

但不同机组的调速器具有很大的特性差异，因此，为了取得快速、平稳的准同期效果，要求自动准同期装置不仅应具有优良的均频控制品质而且还应对不同调速器具备良好的自适应能力。

为此，SID-2VT型控制器采用了模糊控制原理来实施均频控制。

　　模糊控制的基本思想是模拟人脑的功能。

人脑的思维不能用一个确切的数学函数来表达，而是基于靠实践经验所建立的一些模糊概念之上的，模糊控制理论是依据模糊数学的知识来作出模糊决策。

一般模糊控制器是根据被控量的偏差Ｅ及偏差的变化率Ｃ按模糊推理规则确定控制量Ｕ。

通常把E分八挡。

即分别为负大、负中、负小、负零、零、正小、正中、正大。

把C和U分成七挡。

即分别为负大、负中、负小、零、正小、正中、正大。

这样就可以按照人们的实践经验确定控制量U与偏差E、变化率C的关系,并列出一张模糊推理规则表（见表3-1）。

表3-1模糊推理规则表

E

U

正大

正中

正小

正零

负零

负小

负中

负大

C

正大

零

零

负中

负中

负大

负大

负大

负大

正中

正小

零

负小

负小

负中

负中

负大

负大

正小

正中

正小

零

零

负小

负小

负中

负大

零

正中

正中

正小

零

零

负小

负中

负中

负小

正大

正中

正小

正小

零

零

负小

负中

负中

正大

正大

正中

正中

正小

正小

零

负小

负大

正大

正大

正大

正大

正中

正中

零

零

dΔf

dt

　　在准同期过程中将根据待并机组与系统的频差Δf及Δf'（───）对调速器进行控制，控制量的大小表现为每次控制脉冲的持续时间，即脉冲宽度τ。

所以在模糊控制器中Δf即为E，Δf'即为C，于是可写出：

　　　　U=g（Δf，Δf'）

式中g为模糊控制算法。

我们将每组Δf及Δf'按设定的调频系数Ｋ所产生的控制量Ｕ值列出一张模糊控制表，将其存在内存中。

SID-2VT型控制器即按此表进行均频控制。

根据机组调速器的特性，整定不同调频系数K值，在机组运行时试设不同的K值，最终找到一个控制过程既快且稳的K值，从而实现对不同调速器都有良好的自适应性能。

众所周知，机组在并网过程中的转速是变化的。

特别是作为运行备用的水轮机组、燃气轮机组、柴油发电机组等是由静止状态启动加速至额定转速的。

因此，不能忽视频差变化率在准同期过程中所带来的影响，频差Δf和其变化率Δf'分别是表征机组较之系统转速的快慢及其发展趋势。

特别对于断路器合闸时间较长的情况，如果不计及Δf'的影响，则势必产生较大的合闸误差角，甚至在发出合闸脉冲后出现频差符号改变的情况，即同步表反转。

因此，引起的后果有时会很严重。

为此SID-2VT型控制器的理想合闸导前角由以下数学模型确定。

δK＝ωstk＋（1/2）×（dωs/dt）×tk2

式中δK──理想合闸导前角；

ωs──系统与机组角频率之差；

tk──并列点开关合闸时间；

dωs/dt──频差变化率；

SID-2VT型控制器每半个工频周期测量一次实时的相角差δ值，并在每个工频周期计算一次理想合闸导前角δK，当δK＝δ时控制器即发出合闸脉冲。

考虑到δ的测量以及δK的计算均是离散的，为了不漏掉合闸机会，控制器采用了一种合闸角的预测算法，从而确保在频差及压差已满足允许值时，能不失时机地捕捉到第一次出现的并网机会。

综上所述，控制器的均频控制，采用模糊控制技术，计及频差变化率的理想合闸导前角的数学模型及其预测技术,保证了SID-2VT型控制器的快速性、精确性。

2）线路自动准同期并列

控制器的主要输入信号为线路断路器两侧的PT电压，断路器跳闸后，可能出现两种情况。

一种是系统解列了，此时控制器将在待并侧的电压、频率与系统侧相应值相近（即压差、频差在允许范围内）时，控制断路器在相角差=0时闭合。

这时的冲击电流在相应频差、压差允许条件下最小，从而大大减少了对系统的冲击。

允许差值越小，其冲击电流越小，但这将影响并列的快速性。

因此，允许值可根据实际要求选择。

另一种情况是系统并未解列，此时控制器将测量出断路器两侧有一个功角，经过运算，确认系统没有解列，且断路器两侧出现的功角及压差均满足允许值时，控制器将立即发出合闸信号，使系统再次恢复。

不论系统解列还是没有解列，如果控制器并网后继电保护再次跳闸，控制器不再发出并网命令。

2、断路器合闸时间的测量：

断路器合闸时间是指控制器发出合闸命令至断路器主触头闭合这段时间。

用SID-2VT型控制器的计时功能可以在发出并网命令时开始计时，直至因开关主触头闭合停止计时，从而获得开关合闸回路的总体合闸时间。

停止计时信号取自于断路器辅助接点，断路器分闸状态时，该辅助接点断开。

控制器在每次并网后测得并列点断路器的实际合闸时间，并在八位数码显示器上显示实测值，如实测值与原整定值偏差较大，可考虑重新就地整定导前时间参数。

应该指出，为了能读出测量的合闸时间，装置在并网结束后要保证不能立即断开供电电源。

3、均压控制：

考虑到发电机一般都具有灵敏稳定的励磁调节器，因此在机组并网过程中维持正常的机端电压是不难的。

在SID-2VT型控制器中采用了纯硬件的电压比较电路实现均压控制。

通过两个电压比较器可分别设定允许电压差的上下限值VH及VD。

当并网时的电压差超过允许值范围，控制器将发出降压或升压命令，控制信号是一组可由软件整定宽度的脉冲序列。

控制量的大小取决于均压控制系数，这个系数也是在机组运行时进行试设，取一个控制品质最好的值。

4、发电机过电压保护：

SID-2VT型控制器设置了并网过程中机组的过压保护，当发电机电压超过了给定过压保护值时，控制器将切断加速回路并将持续发出降压命令，直至发电机电压降至给定过压保护值以下为止。

这一功能是由电压比较器以硬件方式实现的。

整定值可由用户设定。

5、自检：

为保证控制器随时都处在正常工作状态，并及时发现硬件故障，SID-2VT型控制器设计了一套先进的自检软件，在控制器工作过程中对全部硬件，包括微处理器、随机存储器、只读存储器、接口电路、继电器等进行自检，任何部位的故障都将及时显示出来并以继电器空接点输出报警，此时控制器将闭锁合闸回路，不产生任何对外控制，以杜绝错误操作。

6、电源：

　　为减少电源功耗，控制机箱温升，保证控制器的工作稳定性，SID-2VT型控制器采用了高效率低纹波开关稳压电源，并配备了冷却排风扇。

电源设计成不仅可由交流220V电源供电，也可由发电厂的直流220V或110V电源供电，从而提供了交直流电源通用的便利。

如需要使用其它等级的电源电压例如DC48V等，用户可在订货时提出。

　　为提高抗干扰能力，交直流220V电源经噪音滤波器除去干扰再进入开关稳压电源。

考虑到不同电路在电气上隔离以抑制干扰的需要，机内设计了互不共地的若干个独立电源。

　　另外，控制器的所有输入、输出信号分别采用继电器、变压器、光电隔离器等器件进行隔离，同时在结构上还采用了完整的电磁屏蔽措施，大大加强了控制器的抗干扰能力，提高了控制器的可靠性。

以上对SID-2VT型控制器各基本功能的原理以及组成作了介绍。

对于图3-1所示的工作过程可简述如下：

待并列选择信号由中央控制室同期开关经光电隔离后送入控制器，控制器自动选择该机组或线路的有关同期参数，并将待并发电机组或线路和系统的电压经变压器和光电隔离器后送入控制器。

系统和待并侧的电压、频率、相位等参数，在控制器中进行处理和比较。

若同期条件不满足，对机组将发出相应控制待并机组的信号：

加速、减速、升压、降压等，并在硬件、软件上同时闭锁合闸回路；对于线路则给出功角不满足或电压不满足的提示及报警信号。

另外，对合闸信号还引入了最大相角闭锁、最小相角闭锁、频率变化率

闭锁等措施。

控制器的合闸回路由多个继电器的接点串联起来，从而完全避免了误合闸的可能性。

如同期条件满足，则控制器发出合闸脉冲完成并网操作，并随即显示断路器合闸回路时间实测值。

　　综上所述，本控制器实际上是一种按准同期方式，以自同期速度实现发电机或线路并网，且具有多种功能的快速控制器。

四、结构与接线

SID-2VT型控制器采用仪表盘嵌装式结构，只需将控制器嵌入仪表盘即可，安装尺寸见图4-1。

在仪表盘上开一个340×162mm的安装孔，沿纵深方向用角钢支撑。

控制器与现场的连接，主要是通过后面板（或称背板）的接线插座实现的（见图4-2）。

概括起来，SID-2VT型控制器对外有如下连接线：

宽

440

深

340

162

高

162

图4-1　安装尺寸（mm）

1、待并侧PT电压接线一对；

　　　2、系统侧PT电压接线一对；

　　　3、待并断路器辅助常开接点接线一对；

4、待并同期开关空接点（常开）接线1-14对（决定并列点个数）；

5、升压控制接线一对；

　　　6、降压控制接线一对；

　　　7、加速控制接线一对；

　　　8、减速控制接线一对；

　　　9、合闸控制接线一对；

　　10、远方复位控制接线一对（可与中央控制台相连，以进行远方复位

操作，或与上位机相连以实现联机控制）；

11、键盘接口一个；

　　12、合闸信号和脉振电压信号的录波输出接线各一对；

　　13、失电信号和报警信号输出接线各一对；

　　14、220V交流或直流电源接线一对（二者择其一）；

　　15、机箱接地端子一个。

　其具体接法如下：

交直流电源插座JK1（4芯）接2、3两个端子，无极性，其余按以下表格接线。

待并侧PT

熔断器

JK5

录波输出

系统侧PT

熔断器

34

12

脉振电压

合闸接点

JK2

控制继电器输出

电源

熔断器

JK1

电源220V

JK3

PT输入

辅助接点输入

JK4

远方复位输入

并列点选择输入

3132

202122232425

2627282930

171819

13141516

89101112

4567

123

67

345

12

34

12

141516171819

8910111213

12

34567

深圳市智能设备开发有限公司制造产品编号：

图4-2后面板

表[4-1]并列点选择（及复位）信号输入插座JK4（19芯）

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

8L

7L

6L

5L

4L

3L

2L

1L

5F

4F

3F

2F

1F

+5V

复位

DL

9L

19

18

17

16

15

14

其中：

“1F”表示第一号机组同期开关接点，依次类推。

“1L”表示第一条线路同期开关接点，依次类推。

“DL”表示待并断路器的辅助接点。

表[4-2]PT信号输入插座JK3（7芯）

7

6

5

4

3

2

1

直流电源负极

系统侧PTb相或中性点

待并侧PTb

相或中性点

系统侧PTa相

待并侧PTa相

表[4-3]继电器接点输出插座JK2（32芯）

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

报警

升压

降压

减速

加速

合闸

失电

合闸

均频公共

均压公共

报警

失电

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

注：

20-32都为空，作为备用。

表[4-4]录波信号输出插座JK5（4芯）

4

3

2

1

脉振电压信号

合闸接点信号

另列以下几点注意事项：

·并列点选择信号和远方复位信号、断路器辅助接点均应为常开空接点；

·均频（加速、减速）、均压（升压、降压）两种控制信号，各用三根线，其中一根为公共线，其余控制信号各用两根线；特殊情况，订货时要加以说明。

·PT输入，若并列点开关两侧PT的B相共地，则将JK3-5端子与JK3-6端子引出线合并作为公共B相的连线。

·并列点选择输入信号由待并点同期开关引接。

五、使用说明

1、操作面板

　　前面板如图5-1所示，左面为相位指示灯（一个由软件控制的同步表），控制器工作时，动态指示待并侧与系统侧电压的相位差。

当准同期条件满足时，发出合闸信号，园心位置的指示灯亮。

右上方为由8个LED数码显示管组成的显示器，自检、参数设置和工作时,显示相应的数据和状态。

右下角小面板内有一个20芯键盘（keyport）接口插座，用于连接专用的SID-2DS准同期开发试验装置，实现对控制器的调试、故障检测、修改参数及程序。

红色复位（Reset）按键，用于控制器的复位。

另外，还设有工作/参数设置（work/test）选择开关，以及key-P、key-G和kv1、kv2、kf1、kf2微型拨动开关，供参数设置和控制方式选择之用。

2、参数设置及功能选择

SID-2VT型多功能微机准同期控制器

电源

0

数码显示器

Kf2

Kf1

18915ts

18915tg

＋－

Kv1

90

90

Kv2

P

G

W

T

合闸指示灯

key-p

key-g

reset

工作/设置

选择开关

180

键盘接口

深圳市智能设备开发有限公司

图5-1操作面板

控制器在投入使用之前，先要设置“断路器合闸导前时间”、“合闸允许频差”、“均频控制系数”、“均压控制系数”、“允许功角”等参数，以及进行是否需要均频、均压控制等功能的选择。

设置的具体方法如下：

·准备阶段

　　将前面板右下方的小面板取下，将工作/参数设置（work/test）选择开关拨向参数设置（test）侧，合上电源（若已合上，则只需按一下“Reset”键），参数设置指示灯亮，数码显示器在最左端随即显示提示符“”，此时即可进行参数设置。

·设置阶段

1）参数设置

参数设置由key-G和key-P两按键完成，key-G键用以选择待设置参数并同时显示该参数原整定值，及确认新整定值。

当连续按下key-G键时，八位显示器将依次循环显示各机组（1F-5F）的四个待定参数原整定值及各线路（1L-9L）的三个待定参数原整定值。

按最先的四下依次显示的是第一号机组的四个参数，其显示顺序如表5-1所示：

表[5-1]参数显示及格式

顺序机组编号标志参数整定值说明

断路器合闸导前时间（ms）

（20～999步距1ms）

1

合闸允许频差（Hz）

（0.05～0.50步距0.01Hz）

.



2

均频控制系数

（0～1.00步距0.01）

.

3

均压控制系数

（0～1.00步距0.01）

.

4

继续按key-G键，将按以上格式顺序依次循环显示各机组的四个参数。

当显示完最后一台机组（5F）的均压控制系数后，再按key-G键则开始显示第一条线路（1L）的参数，按最先的三下依次显示的是第一条线路的三个参数，其显示顺序如表5-2所示

表[5-2]参数显示及格式

顺序线路编号标志参数整定值说明

断路器合闸导前时间（ms）

（20～999步距1ms）

1



合闸允许频差（Hz）

（0.05～0.80步距0.01Hz）

.

2

允许功角

（0-50，步距1）

3

继续按Key-G键，将按以上格式顺序依次循环显示各线路的三个参数。

当显示完最后一条线路的允许功角后，再按一次key-G键则返回显示第一台机组的断路器合闸时间。

若要重新设置和修正某台机组或某条线路的某个参数,首先持续按key-G键，当显示器出现该机组或该线路编号下的该参数标志时即松开此按键，再按下参数修改键key-P，这时显示器所显示的参数值按给定步距递增（若超过程序所设上限值，则