装置工作原理
3.1电压及频率的测量方法
装置对输入的交流电压进行高速采样,一个工频周期采样24点,采样周期为0.833ms。电压幅值采用滤波算法,频率值采用硬件捕获加软件效验算法。经数字滤波后准确快速地计算出电压有效值及频率值。电压变化率及频率变化率,计算公式如下:
du/dt≌10·[Uk—U(K-0.1”)] %Un/s
df/dt≌10·[fk—f(K-0.1”)] Hz/s
3.2双母线电压频率测量的自动切换方式
当装置测量的两段母线电压(图1)均正常时,装置首先选用Ⅰ段母电压、频率进行判断,如果满足动作条件则再经Ⅱ段母电压、频率判断确认决定是否出口;当一段母线电压消失或发生PT断线时装置自动选用另一段母线电压进行判断,装置仍能正常监视电网的运行,并延时后发出母线电压消失或PT断线的告警信号;当两段母线电压均消失时,则装置立即闭锁装置出口,同时经延时后发母线电压消失告警信号;当两段母线PT断线时,则装置立即闭锁电压判断功能,同时延时5秒发PT断线告警信号。但装置的频率判断功能仍能正常运行。
图1 二段母线电压测量图
3.3起动元件
装置具有的启动元件。
3.3.1低频启动
起动条件:f≤Fq t≥tfq
3.3.1低压启动
起动条件:U≤Uq t≥tuq
3.4低压减载动作原理
装置的低压减载动作原理逻辑如图3.1所示,图中U为正序电压,Un=100/√3V,其它定值符号参见其定义。
合理的结构设计
装置采用了整体面板、全封闭的4U机箱结构,新型的后插件方式,强弱电严格分离,整个装置从输入、输出端子到各个插件、插件到总线板、总线板到前面板之间电路连接全部采用硬连接,从而有效地避免了因导线连接引起的干扰,同时在硬件上采用双CPU结构,在软件设计也采取了有效的抗干扰措施,因此装置在整体结构上就具有很强的抗电磁干扰与辐射的能力。
1.3.2高品质的硬件处理系统
装置采用了双32位CPU硬件处理系统。 32位CPU的DSP芯片,是当前国际市场**行、功能强大的数据信号处理器,150MHZ的主频,ISC精简指令集计算功能。具有其数据采集量大、运算速度快、数据存储空间大、集成度高等特点。DSP数据处理芯片集AD转换器、数据采集、数据处理、数据存储为一体使装置的频率、电压的测量精度高,抗干扰能力强,可靠性更高。
装置的主要功能
测量安装处的两段母线电压、频率及它们的变化率。装置可接入同一系统两段母线电压或两个不同电压等级的母线电压。
在电力系统由于有功缺额引起频率下降时,装置自动根据频率降低值切除部分电力用户负荷,使系统的电源与负荷重新平衡。本装置频率电压均有的8个轮次输出(5个的基本轮、3个特殊轮)。电压、频率的各轮次输出可由定值灵活整定,每个轮次个以直接控制任一个出口。一般配置可以切除线路25回,可满足一个厂站的切负荷要求。
当电力系统功率缺额较大时,本装置具有根据df/dt加速切负荷的功能,在切轮时可加速切*二轮或二、三两轮,尽早制止频率的下降,防止出现频率崩溃事故。
在电力系统由于无功不足引起电压下降时,装置自动根据电压降低值切除部分电力用户负荷,确保系统内无功的平衡,使电网的电压恢复正常。本装置根据电压切负荷的轮次与根据频率切负荷轮次相同。
低频自动减载判别式
Fk≤Fq t≥Tfq 低频起动
↓Fk≤F1 t≥Tf1 低频一轮动作
df/dt1≤-df/dt
df/dt2≤-df/dt↓Fk≤F2 t≥Tf2 低频二轮动作
↓Fk≤F3 t≥Tf3 低频三轮动作
↓Fk≤F4 t≥Tf4 低频四轮动作
↓Fk≤F5 t≥Tf5 低频五轮动作
以上五轮基本轮按箭头顺序相继动作。三个特殊轮的动作顺序为:
Fk≤Fq t≥Tfq 低频起动
Fk≤Fs6 t≥Tf6 低频特殊轮轮动作
Fk≤Fs7 t≥Tf7 低频特殊轮*二轮动作
Fk≤Fs8 t≥Tf8 低频特殊轮*三轮动作
3.5.2频率及电压异常情况所可能引起的装置误动的闭锁措施
3.5.2.1电压过低闭锁:
正序电压Uk< k 2Un时,判母线电压过低、消失,不进行频率判断,闭锁出口。
3.5.2.2 df/dts频率突变闭锁
∣df/dt ∣≥df/dt3(Fk3.5.2.3频率差闭锁:
当电网的各相频差>0.2Hz不进行频率判断,闭锁频率判断回路。
3.5.2.4频率值异常闭锁:
当Fk≤45Hz或 Fk≥55Hz 则认为测量频率值异常,并将频率显示值置为零,闭锁频率判回路,显示频率**限。
3.5.3防低频低压过切负荷的措施
在低频减载实际动作过程中,可能会出现**轮动作后系统的有功功率已经不再缺额,频率开始回升,但频率回升的拐点可能在下轮动作范围之内,轮切负荷后开始上升,但在*二轮频率定值以下的时间**过了*二轮的延时定值,则*二轮动作,不必要的多切了负荷,导致频率上升**过了正常值。过切的现象在地区小电网容易发生。为此在每一轮的判据中增加“df/dt>0”的闭锁判据,可以有效防止过切现象发生,即每一轮同时满足以下三个条件时才能动作出口:
Fk≤Fn df/dt≤0 T≥Tfn
其中:Fn是*“n”轮的频率设定值,n表示*“n"轮次;Tfn是*“ n”轮次的延时定值, “n”表示*“n"轮次,n=1~8。

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