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1、第十三章 自动装置第一节 概述发电厂电气自动装置(或称电气自动控制装置)有两种类型：即自动调节装置和自动操作装置。前者如发电机励磁自动调节装置、频率及有功功率自动调节装置；后者如同步发电机自动并列装置。电气自动控制装置是自动控制系统中的主要环节。任何一个自动控制系统可以用图13-1所示的框图来表示。控制对象的运行状态信息传送给自动控制装置，自动控制装置对送来的信息进行综合分析，按控制要求发出控制信息，即控制指令以实现其预定的控制目标。13-1典型自动控制系统图 132发电自动控制示意图根据电力系统的组成和特点，其自动控制系统大致划分为如下几个方面。13.1.1 电力系统自动监视和控制电力系统自
2、动监视和控制，其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。电力系统中各发电厂、变电所把反映电力系统运行状态的实时信息，由远动终端装置送至调度控制中心的计算机系统，由计算机及时地对电力系统的运行进行分析并通过人机联系系统显示出来，供运行人员参考。这样不仅为运行人员集中精力指挥电网运行创造条件，而且由于安全分析后所及时采取的预防性措施，可极大地提高电网运行的安全性。同时在计算机的经济运行软件支持下，能大大提高电力系统的经济运行水平。13.1.2 电厂动力机械自动控制电厂的动力机械随电厂类型不同而有很大的差别，如水电厂、火电厂、核电厂等，它们的动力设备截然不同，其控制要求和控制规律相差很大。电厂动
3、力机械的自动控制是电厂自动控制的主要组成部分。新建的200MW 以上的汽轮发电机组，需配置专用计算机进行监控。13.1.3 电力系统自动装置发电厂、变电所电气主接线设备运行控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。同步发电机是能量转换产生电能的机械，如图13-2 所示。它有两个可控输入量动力元素和励磁电流，其输出量为有功功率和无功功率，它们还分别与电网的频率和发电机端电压的电能质量有关。如图13-2 中所示的Pf 控制器和QU 控制器，是电力系统维持电能质量的自动装置。电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。例如按运行计划发电机并网运行的操作为正
4、常操作。电网突然发生事故，为防止事故扩大的紧急操作为反事故操作。针对电力系统的系统性事故采取相应对策的自动操作装置称为电力系统安全自动控制装置。电气设备操作的自动化是电力系统自动化的基础。第二节 同步发电机的自动并列电力系统中的各发电机组都是并列运行的。所谓并列运行，就是系统中各发电机转子以相同的电角速度旋转，各发电机转子间的相角差不超过允许的极限值；且发电机出口的折算电压近似地相等。只有满足这些条件，电力系统中的发电机才能并列运行。此时，发电机在系统中的运行又称为同步运行。同步发电机乃至各个电力系统联合起来并列运行，可以带来巨大的经济效益。一方面，可以提高供电的可靠性和电能质量：另一方面，又
5、可使负荷分配更加合理，减少系统的备用容量和充分利用各种动力资源，以达到经济运行的目的。一般说来，发电机组在投入电力系统并列运行以前，与系统中的其它发电机是不同步的。如果要使它与系统中已运行的其它发电机并列运行，则必须按一定的要求完成各种操作。这种将发电机投入电力系统并列运行的操作，称为并列操作或同期操作。用于完成并列操作的装置，称为同期装置。并列操作是发电厂一项重要且需经常进行的操作，必须认真对待，以便在并列操作以后，发电机能很快达到同步运行的目的。正常运行时，随着负荷的波动，电力系统中发电机运行的台数也要经常变动。同步发电机要经常进行并列操作，以便将机组投入系统并列运行。发生事故时，也往往要
6、通过并列操作，将备用发电机迅速投入电网运行，以迅速恢复整个系统的正常运行。并列操作必须准确无误，否则，若操作不当或发生误操作，将会对电力系统带来极其严重的后果：1）可能产生巨大的冲击电流，甚至比机端短路电流还要大得多；2）会引起系统电压严重下降；3）使电力系统发生振荡以至使系统瓦解；4）冲击电流所产生的强大电动力还可能对电气设备造成严重的损坏，以致在短时期内难以恢复等。为了使并列操作后电机迅速拉入同步，在操作之前一般都应该根据不同的并列方法使待并发电机满足一定的条件。不论采取哪一种操作方法，应该共同遵循的基本要求和原则是：a) 并列操作时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值不应超过允许值（如：1
7、2 倍的额定电流）；b) 发电机投入系统后，应能迅速拉入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。13.2.1 同步发电机的并列方式同步发电机的并列方法可以分为：准同期并列和自同期并列两种，它们的使用条件与使用情况也不相同。在电力系统中，目前采用的并列有两种方式，即准同期和自同期：两种并列方式又可以是手动操作的，也可以是自动的。13.2.1.1 准同期并列准同期并列是将未投入系统的发电机加上励磁，并调节其电压和频率、在满足并列条件（即电压和频率与系统相等、相位相同）时将发电机投入系统。如果在理想的情况下使断路器合闸，则发电机定子回路的电流将为零，这样将不会产生电流或电磁力矩的冲击。
8、这是准同期并列的最大优点。但是，在实际的并列操作中，很难实现上述理想条件，总要产生一定的电流冲击和电磁力矩冲击。一般说来，只要这些冲击不大，不超过允许范围，就不会对发电机产生什么危害。但是实际上差别总是存在的，如果两者间频率差别较大，即发电机在并列前的转速太快或者太慢，则并列后会很快地带上过多的正或负的有功负荷，甚至可能失去同步。如果两者间电压差别较大，则在合闸时会出现无功性质的冲击平衡电流。如果合闸时的相角差较大，则会出现有功性质的冲击平衡电流。为减少这种冲击，在实际操作中，在合闸前应调节待并发电机或待并系统的电压与频率，同时满足如下三个准同期并列条件为：（1） 频率条件：应使待并电机的频率
9、接近系统频率，一般频率差应不超过0.20.5。（2） 电压条件：应使待并电机与系统的电压接近相等，一般电压差应不超过510。（3） 相角条件：应使待并电机与系统的相角差为0度。当上述两个条件已被调节得符合要求时，就应在断路器两侧的电压相角重合前，稍为提早一些时间给断路器发出合闸脉冲，以便在合闸瞬间，断路器两侧电压间的相角差恰好趋于零，这时的冲击电流最小。通常此相角差不宜超过10 度左右。由于准同期并列能通过调节待并发电机的频率、电压和相角，使上述三个条件得到满足，所以合闸后冲击电流很小，能很快拉入同步，对系统的扰动也最小。因此，目前在电力系统中准同期并列用得最为广泛。在正常运行情况下，一般都采
10、用准同期并列操作。采用准同期方式时必须防止非同期并列，否则可能使发电机遭到破坏。如果在发电机和系统间的相位差等于180 度时非同期合闸，那么发电机定子绕组的冲击电流将比发电机出口的三相短路电流大一倍。非同期并列时也将产生很大的冲击电磁力矩，在最不利情况下，有阻尼绕组水轮发电机的最大冲击电磁力矩可能达至额定力矩的826 倍，而出口三相突然短路时的最大电磁力矩也只有额定值的38倍。上述情况说明，非同期并列可能使发电机严重损坏。例如，一九七七年我国有一台发电机在准同期并列过程中非同期合闸，结果使发电机受到重大冲击，造成定子绕组绝缘损坏而短路，使发电机受到严重损坏。造成非同期并列的主要原因有：二次接线
11、出现错误；同期装置动作不正确；运行人员误操作等。为了防止出现上述危险，要求有关同期的接线必须正确无误，同期装置或仪表的误差必须满足要求，手动准同期操作时要由有经验的运行人员操作等。13.2.1.2 自同期并列系统发生事故对，电压和频率可能降低和不断发生变化，此时，准同期方式并列将发生困难，因此便出现了自同期的并列方式，自同期是将未加励磁电流的同步发电机升速至接近系统频率，在滑差角频率不超过允许值，且机组的加速度小于某一给定值的条件下，先把发电机投入系统，随即将励磁电流加到转子中去。在正常情况下，经过12 秒后，电力系统即可将并列的发电机拉入同步。自同期并列对于相角及电压条件没有要求，而转速条件
12、亦可放得较宽。通常的允许滑差，在正常时为23，事故情况下可达10。自同期并列的最大特点是并列过程迅速、操作简单。由于待并发电机在投入系统时未加励磁，故这种并列方式从根本上消除了非同期并列的可能性。同时，并列操作比较简单。不存在调节和校准电压和相角的问题，只是调节发电机的转速，易于实现操作过程的自动化。此外，自同期方式还可大大缩短并列所需时间。采用自动自同期并列的水轮发电机，从发出开机脉冲至发电机并入系统，一般只需要2040 秒甚至更短的对间。自同期并列的这一优点为在电力系统发生事故而出现低频率低电压时起动备用机组创造了很好条件，这对于防止系统瓦解和事故扩大，以及较快地恢复系统的正常工作起着重要
13、的作用。应用自同期并列方式使电机投入系统时，因为电机没有加励磁，这相当于系统经过很小的发电机次暂态电抗Xd而短路，所以合闸时的冲击电流较大，这会引起系统电压的短时下降。冲击电流引起的电动力可能对定子绕组绝缘和定子绕组端部产生不良影响；冲击电磁力矩也将使机组大轴产生扭矩，并引起振动，不过一般说来，冲击电流和冲击电磁力矩也比发电机出口突然三相短路时小、且衰减较快。自同期合闸时最大冲击电流的周期分量Izh可由式（13-1）求得： （13-1）式中： Xd-发电机的纵轴次暂态电抗； Ux -系统电压； Xs -系统电抗。自同期时发电机母线电压Uf 为 （13-2）可以看出，自同期合闸时的最大冲击电流必
14、然小于发电机出口三相短路时的电流，一般来说发电机是应该经受得起这一冲击电流的。由于突然三相短路是发电机设计制造时必须加以考虑的条件，因此自同期方式的使用，一般不会给发电机造成严重后果。至于电压的降低，由于发电机投入后很快加上励磁，且系统中其它发电机的快速励磁和强励装置在工作，通常在0.51 秒或稍长时间后即可使电压恢复到额定值的95以上，故一般不会影响用户的正常工作。值得注意的是，发电机突然三相短路是很少发生的，而并列操作是要经常进行的。经常使用自同期方式，冲击电流产生的电动力可能对发电机定子绕组绝缘和端部产生积累性变形和损坏。特别是自同期时，发电机一般处于冷状态，造成的不良影响可能比热状态下
15、的三相短路更为严重，这些都是自同期方式的缺点。因此，对定子绕组绝缘已老化或端部固定存在不良情况的发电机，应限制自同期方式的经常使用；另外自同期并列时，电网电压的降低值和恢复时间，与投入发电机的容量等因素有关。在一般情况下，这种电压降低不会影响系统的正常运行，但对占系统容量比例较大的发电机，必要时需通过对系统各主要电压监视点电压的计算，来确定是否采用自同期方式。准同期并列与自同期并列各有优缺点。为了减少发电机并列时对系统产生的冲击，继电保护和安全自动装置技术规定3.6.2 款规定：在正常情况下，同步发电机的并列应采用准同期并列方式；在事故情况下，水轮发电机可以采用自同期方式，100MW 以下的汽
16、轮发电机，也可以采用自同期方式。随着微机自动准同期装置的推广和普及，自动准同期的准确性、可靠性得到了保证，并列过程的时间也大大缩短，其快速性完全可以与自同期一较高低，故自同期并列方式使用的越来越少。13.2.2 同期点的选择和同期电压的引入13.2.2.1 同期点的选择为了实现与系统的并列运行，发电厂必须有一部分断路器由同期装置来进行并列操作（即同期合闸），这些用于同期并列的断路器，即称为同期点，一般说来，如果一个断路器断开后，两侧都有电源且可能不同步，则这个断路器就应该是同期点。继电保护和安全自动装置技术规定3.6.1 款规定：发电厂内，下列断路器应能进行同步操作：发电机、发电机双绕组变压器
17、组高压侧、发电机三绕组变压器组各电源侧、双绕组变压器低压侧或高压侧、三绕组变压器各电源侧、母线分段、母线联络、旁路、35KV及以上系统联络线，以及其它可能发生异步合闸的断路器。13.2.2.2 同期电压的引入采用准同期方式并列时，需比较待并发电机与系统电压的幅值、频率和相位。为此，需将待并发电机和系统的电压引至同期装置，以便进行比较判断。引入同期装置的电压通常取自不同的电压互感器。在发电厂中，若升压变压器采用Y，d11 接线时，这种变压器两侧相应电压的相位是不同的，由于用来取得同期电压的互感器可能安装在不同的地方，有的安装在发电机电压侧，有的安装在升高电压侧，且互感器本身也有各种不同的接线，因
18、此可能出现这种情况，即从互感器二次绕组取得而引入同期装置的电压相位，与同期点两侧待并发电机和系统的实际电压相位不符，这样就可能造成非同期合闸。为了避免这种情况，必须保证从互感器取得的电压的相位与同期点两侧实际的电压相位相符。对于引入的电压相位不符的情况，应根据具体情况，或采用改变电压互感器连接组别，或采用转角变压器对电压相位进行校正。此外，同期装置的输入电压均为100V，所以，应保证同期装置所用电压互感器二次电压为100V。13.2.3 同期并列的基本原理在满足并列条件的情况下，采用准同期并列方法将待并发电机组投入电网运行，只要控制得当就可使冲击电流很小且对电网扰动甚微。因此准同期并列是电力系
19、统运行中的主要并列方式。如图 13-3（a）所示的发电机与系统的简化接线，其中F1表示待并发电机，F2表示系统中并列运行着的各机组的等值发电机。此系统的等值电路如图13-3（b）所示。（a） （b）图 13-3 发电机并列示意图(a)简化系统接线图；(b)等值电路图假定待并发电机端电压及系统电压瞬时值分别为： （13-3） （13-4）式中：Um-电压幅值；-角频率；-电压初相角准同期并列时，在理想情况下，三个并列条件可分别表示为：a) 频率相等：f =x或ff= fx，即频率差为0。b) 电压幅值相等：U fm =U xm，即电压差为。c) 电压的相角相等：假设合闸瞬间t = 0 ，则有f
20、= x，即相角差为0。如同时满足这三个条件，将上面三式代入式（13-3）、（13-4）中，则在合闸瞬间断路器触头两端的电压差将为0。此时，并列的冲击电流等于零，并列后发电机可立即同步运转，不会发生任何的冲击情况。但是，实际情况并不那么理想，三个条件不会也不可能完全满足，因此允许在有一定的偏差情况下合闸。这时，电压差不等于零，且电压差是随着时间变化的，称之谓拍频电压，习惯上常称之为“脉动电压”。在此情况下，并列断路器DL 主触头闭合瞬间所出现的冲击电流值以及进入同步运行的暂态过程，决定于合闸时的断路器两侧触头间的脉动电压和滑差角频率。准同期并列主要对脉动电压U s 和滑差角频率ws 进行检测和控
21、制，并选择合适的时间发出合闸脉冲，使合闸瞬间的U s值在允许值以内。为了更进一步搞清楚各种并列条件的变化对并列过程带来的影响，下面对这个脉动电压的变化规律进行分析。13.2.3.1 脉动电压为了简化起见，可以假定两侧的电压幅值相等（ Ufm = Uxm），初相角也相等（f = x），而滑差角频率不等于零，即（fx），由式（9-3）和（9-4），得断路器两侧的电压差为： （13-5）若令 它表示脉动电压的幅值大小，则有：考虑到滑差角频率： （13-6）及电压向量的相角差为： （13-7）于是 （13-8）这个脉动电压的向量图及电压变化的瞬时值曲线如图13-4所示图13-4 脉动电压 （a)向量图
22、（b）瞬时电压波形从图（13-4b）所示的电压曲线可以看出，脉动电压U s 是一个频率接近于工频、振幅作脉动变化的电压。脉动电压幅值Usm ，即此电压波形的包络线并非是固定不变的，而是以滑差角频率s的一半作为它的频率脉动地变化着，其脉动周期为： （13-9）它的最大振幅是发电机（或系统）电压幅值的两倍。正是由于这个脉动电压反映待并的断路器触头之间电压幅值的变化，并载有准同期并列所需检测的信息电压幅值差、频率差以及相角差随时间的变化规律。因此有必要认真研究其变化规律，并在实际同期装置中，用它作为检查同期条件的信号。图 13-5整流后的脉动电压幅值(a)Uxm=Ufm (b)UxmUfm若电压u1
23、 和u2 幅值不相等，则当相角差为零时，脉动电压Usm并不为零，而是具有某一最小值： （13-10）因此，通过分析脉动电压幅值Usm的变化规律，就可以了解全部同期条件是否均已满足。这可通过检查脉动电压的下列两个参数脉动周期Ts 和脉动电压幅值Usm来判断。（1）电压幅值差只有当断路器两侧的电压差及相角差同时为零，脉动电压幅值才会为零，如在这一瞬间断路器触头闭合，冲击电流将为零。如果任一条件不满足，则不会出现脉动电压为零。脉动电压的最小幅值对应于电压幅值差，脉动电压幅值最小的这一时刻表示了相角差为零这一条件。即 （13-11）通过对Usm的测量，就可判别Uf和Ux 间的电压幅值差是否超出允许值。
24、（2）频率差Uf与Ux 间的频率差就是脉动电压Usm的频率fs，它与滑差角频率s的关系如下： （13-12）可见s反映了频率差fs的大小。由式（13-14）的关系可知，要求s 小于某一允许值，就相当于要求脉动电压脉动周期Ts 大于某一给定值。例如，设滑差角频率的允许值sy规定为0.2，即对应的脉动电压周期Ts 值为所以Usm 的脉动周期Ts 大于10 秒才满足sy 小于0.2的要求。这就是说测量Ts的值可以检测待并发电机组与电网间的滑差角频率s的大小，即频率差的大小。（3）合闸相角差h的控制假如可以不考虑合闸时间，前面已经提及，最理想的合闸瞬间是在脉动电压幅值最小的时刻，即Ux 和Uf 两相量
25、重合的瞬间。但是实际上断路器具有一定的固有合闸时间，因此，就得比这一瞬间稍为提前一段时间发出合闸脉冲。这个提前量取决于断路器的固有合闸时间。由发出合闸脉冲起到发电机与系统电压相角相重合时为止，这段时间称为越前时间，可用tqh表示。对应于发出合闸脉冲瞬间的电压相角差称为越前相角，可用h表示。对于两个不同脉动周期的脉动电压。当相角同样变化了2，但由于滑差角频率s不同，对应的脉动周期Ts 便不相同。反过来说，对于相同的越前时间tqh，由于不同的s，所对应的越前相角qh也就不一样。根据关系式 （13-13）可以得到 （13-14）式（9-14）表明了越前相角、越前时间与滑差频率三者之间的关系。13.2
26、.3.2 自动准同期装置构造原理自动准同期装置根据其构造原理，可以分为以下两大类：（1）恒定越前相角型同期装置这种装置规定在脉动电压过零以前，提早某一恒定的相角发出合闸脉冲。既然越前相角恒定，在滑差频率变化的情况下，越前时间就不可能是一个确定的数值。所以在原理上，就不能保证一定满足准同期条件，因而导致合闸时可能出现的冲击电流比下述恒定越前时间装置的为大。为了使合闸时冲击电流值不超过允许值，滑差角频率的允许值就必须限制在某一范围以内，其值可 据发电机的参数计算求得。我们只要分析一下式（9-15），就可以发现，一定的相角对应于脉动电压曲线上一定的电压值，即 （13-15）所以只要测量脉动电压Usm
27、（如接入一个电压继电器来检查电压的变化情况），即可获得所需的越前相角。由于其结构简单，过去不少发电厂曾采用过这类装置，但目前已逐渐被性能更好的恒定越前时间型同期装置所取代。然而，利用脉动电压数值来反映相角差的原理，则仍被广泛地采用。（2）恒定越前时间型同期装置这种装置规定提早一个恒定的越前时间发出合闸脉冲，这一越前时间在数值上等于断路器的合闸时间。所以对于各种不同的滑差情况（只要是符合频差条件），发出合闸脉冲的时间提前量原则上是不变的。因此在并列时基本上都能满足准同期条件，只有不大的偏差，冲击电流较小。这种装置目前在电力系统中得到广泛的应用。本节在介绍自动准同期装置时，均以此种原理为基础。13
28、.2.4 微机自动准同期装置13.2.4.1 概述用模拟电路构成的自动准同期装置，其功能全部靠硬件电路实现，结构较为复杂。特别是越前时间是由电阻电容所构成的单稳态电路形成的，调整精度低，且易随着时间和温度产生漂移，影响了其使用效果。近几年来，随着微机技术的发展，用大规模集成电路微处理器（CPU）等器件构成的数字式并列装置，由于硬件简单，编程灵活，运行可靠，且技术上已日趋成熟，成为当前自动并列装置发展的主流。微处理器（CPU）具有高速运算和逻辑判断能力，它的指令周期以微秒计，这对于发电机频率为50Hz，周期20ms 的信号来说，具有充裕的时间进行相角差和滑差角频率s 进行快速运算，并按照频差值的
29、大小和方向、电压差值的大小和方向，确定相应的调节量，对机组进行调节，以达到较满意的并列控制效果。一般模拟式并列装置为了简化电路，在一个滑差周期Ts 内，假设s 为恒定。而数字式并列装置可以克服这一假设的局限，采用较为精确的公式，考虑相角差可能具有加速运动等问题，能按照的变化规律，选择最佳的越前时间发出合闸信号，从而，可以缩短并列操作的过程，提高了自动装置的技术性能和同期并列的准确性和可靠性。此外，微机自动准同期装置，还可以方便地应用诊断技术对装置进行自检，提高了装置的维护水平。数字式并列装置由硬件和软件组成、以下分别进行介绍。13.2.4.2 自动准同期装置原理框图恒定越前时间型的同期装置，虽
30、然在原理和结构上比较复杂，但由于其优点较多，所以在发电机的并列操作中得到了广泛的应用。目前，正广泛被采用的微机数字式自动准同期装置也是基于恒定越前时间原理研制生产的。恒定越前时间准同期装置一个重要特点，就是要找出某一恒定的越前时间，作为合闸操作的一个重要条件，并应不断检查频差条件和压差条件是否均已满足。假如频差或压差条件任一不能满足，即进行闭锁装置的操作。这时，将会通过均频部分鉴别待并电机转速的快慢，相应发出减速或增速脉冲；或通过均压部分检查发电机电压的高低，相应发出降压或升压脉冲。装置最终要在符合并列条件时于规定的恒定越前时间发出合闸脉冲，使发电机实现准同期并列。为了实现上述各种功能，现代的
31、同期装置通常包括以下四个部分，1、恒定越前时间单元；2、自动同期合闸单元；3、均频单元；4、均压单元。13.2.5 京能宁东公司一期工程微机自动准同期装置简介13.2.5.1 选线器京能宁东电厂选线器采用深圳市智能设备开发有限公司生产的SID-2X-A型选线器。选线器工作原理选线器由下列部件组成：(1) 公共微处理器模块其功能如下：1) 接受由上位计算机（DCS）经RS-485总线发来的选线指令，控制指定的多路开关进行选线操作。2) 接受由上位计算机（DCS）发来的点动开关信号控制指定的多路开关进行选线操作。使用点动（即短暂闭合一下）开关信号的原因是因同期过程所需时间是不可预计的，因此启动同期
32、装置的命令不能设置一个固定的闭合时间，只能由选线器来保持短暂接通的点动信号，直至完成并网操作。3) 在并网过程中，如发生紧急事件，上位计算机（DCS）可发送一短暂闭合的开关量给选线器，执行紧急中断同期过程。4) 接受由现场一对一同期开关按钮发来的开关信号控制指定的多路开关接通完成选线操作。5) 同期过程结束，选线器自动返回待命状态并断开同期装置电源。6) 闭锁多路重选，此时，必须撤除错选信号，在复位后再重选。7) 用8（或12）个指示灯指示选中的并列点。8) 选线器在待命状态时，将定时进行各多路开关自检，若检测到有故障，选线器将发报警信号（持续闭合开关量信号），并在面板上由对应红色指示灯指示故
33、障多路开关。在自检过程中选线器不给同期装置上电(2) 多路开关其功能为接收公共处理器模块GD发来的选线信号，完成将指定并列点的全部同期信号转接到同期装置的输入端。同期信号包含以下内容：1) 供检测同期条件的并列点断路器两侧的TV二次电压单相信号。2) 供监视并列点断路器两侧TV二次断线的三相TV二次电压信号及任一相空气开关或熔丝前的TV二次电压信号。对不需进行单侧无压合闸的并列点可不输入此组信号。对只可能发生在某一侧无压时才有单侧无压合闸需要的并列点，只输入该侧的三相TV二次电压及空开或熔丝前电压信号。3) 供选择SID-2SL-A微机多功能同步表12个同期点中的某个同期点，该同步表可对每个同
34、期点的TV二次电压转角、同期闭锁角及TV二次电压值进行单独设置。4) 供反映断路器分合状态的断路器辅助接点信号，断路器合时闭合。5) 同期装置执行断路器合闸操作的输出开关量信号。6) 对于发电机型并列点，同期装置执行自动调频和调压的输出开关量信号，而对于线路型并列点则为同期装置输出频差越限、压差越限、功角越限、同频等遥信用开关量信号。7) 选择并列点的开关量信号，闭合时选中。应特别指出，多路开关中除断路器合闸回路的切换接点为外接中间继电器接点，且可以承受220V DC、 5A持续负载功率外，其他回路的切换接点只能承受240V AC、5A或220VDC、0.5A，如超过前述限值，则应用切换开关接
35、点驱动外加中间继电器，再用中间继电器接点驱动被切换电路。(3) 转接部件X1、X2、X3、X4有些同期信号是各并列点共用的，不需经过多路开关切换，而直接通向同期装置，这些信号由选线器中的转接部件直接转接到同期装置，信号如下：1) 远方复位同期装置的开关量信号，短暂闭合即复位。2) 供运行人员确认可进行单侧或双侧无压合闸操作的确认开关量信号，闭合为确认。3) 同期装置输出的报警、同期装置失电等开关量信号，闭合有效。4) 微机同步表功能选择开关量信号，闭合时为选择此功能。5) RS-485串行接口通讯信号。6) 同期装置自检完成后发给DCS的“同期装置准备就绪”信号。7) 由DCS或手动同期开关输
36、入的8（或12）个选择并启动并列点的点动开关量信号，闭合有效。8) 由DCS发给同期装置的“起动同期工作”信号。9) 同期装置和选线器电源。(4) 拔码开关选线器的公共信号模块（GD）上设有B1、B2、B3三个8位拨码开关，其功能设置如下：1) B1为设备号拨码开关选线器如同其他的智能终端一样，具有独立的设备号，以便上位机通过RS-485总线进行寻址。选线器的设备号通过8位拨码开关B1设置，14位代表十位数，58位代表个位数，采用BCD码设置，设备号可在199之间任意设置，选线器投运前应先设置好设备号，不能与其他联接在同一RS-485总线上的智能终端同设备号。2) B2和B3的14位为设置多路
37、开关的投退状态。选线器中切换同期信号的多路开关最大配置为12路，而实际使用一般会低于12路，或者由于某一路因故障需退出。则需对B2和B3进行相应的设置，B2的18位分别代表18路多路开关的投退状态，B3的14位分别代表912路多路开关投退状态。把相应的位拨至“on”状态表示对应的多路开关处在投入状态，选线器在自检时，只对这些投入的多路开关进行检测。B3的拨码位置3) B3的58位代表与上位机通讯的波特率设置，波特率设置对应表如下：波特率56783001000600010012001100240000104800101096000110 “0”代表拨码开关在“off”位置 “1”代表拨码开关在“
38、on”位置，选线器的波特率必须与上位机的设置相同。(5) 方式选择开关选线器在正常工作时，面板上的方式选择开关处在“自动”位置，一旦选线器的CPU模块故障，导致不能正常接收到上位机（DCS）或同期开关的信号，此时需把面板上方式选择开关置于“手动”状态，然后通过面板上配备的可用一把专用钥匙对12个手动开关中的任一个实行手动选线操作，为了防止一次同时投入多个多路开关造成重选，每台选线器的8（或12）个带锁开关只配一把钥匙。钥匙插入开关后右旋即完成选线操作，左旋才可拨出钥匙并撤消选线。(6) 电源：选线器电源交、直流通用，并与同期装置共用。选线器可全天候带电运行，也可短期带电，而同期装置只在同期过程
39、中带电，同期过程结束后由选线器延时10秒后断开同期装置电源。选线器的原理框图如下：工作过程简述选线器上电后或在自动方式下进行复位后首先自检，然后处于待命状态，如果此时没有由上位机（DCS）或同期开关发来的启动同期操作的点动开关量选线信号，也没有由RS-485通讯发来的信号，则选线器进入定时自检和待命状态。选线器在待命状态中，接收到了由上位机（DCS）或同期开关（按钮）发来的同期点选线开关量信号，或由RS-485总线发来的同期点选线信号，选线器将立即响应，经判断检测到是唯一的且为合法的同期点选择信号，选线器将接通相应的多路开关，同时启动同期装置。同期装置上电4秒完成自检，若自检无误将向DCS（或
40、DEH及AVR）发出同期装置准备就绪开关量信号（持续闭合，直到并网完成），随即同期装置转入工作状态，也可在接收到DCS发来的“启动同期工作”的开关量信号后再转入工作状态。直到发出合闸脉冲。随后通过同期装置的另一对合闸接点输入选线器，选线器检测到此信号时延时10秒断开选中的多路开关，并使同期装置断电。然后选线器又进入待命状态，直到再次收到选线命令。如果在执行并网的过程中，发电机组或线路遇到紧急情况或同期装置故障报警需中断同期，上位机即向选线器发出紧急中断同期的开关量信号，立即断开选中的多路开关并使同期装置断电。如果故障处理完毕后，要再进行并网时，需对选线器复位，然后再进行相应的选线操作。在没有上
41、位机时，“紧急中断同期”命令可由人工通过按钮发出。如出现同期装置故障报警时，选线器将会延时10秒将同期装置断电，并返回待命状态。在自检状态时，如果选线器检测到某路多路开关故障，将发报警信号（持续闭合开关量信号，直到故障解除并复位），并在面板上由对应的指示灯作相应的指示。自检正常时，各路对应的绿灯依次点亮，并随即转入待命状态，绿灯熄灭。此后，如有选线命令被检测到，该路指示灯将持续发绿光，直到并网过程结束。若出现故障时，对应故障点的指示灯将变成红色，并持续点亮。在选线器CPU模块GD故障，不能正常接收到上位机（DCS）现场总线或开出量的指令时，可用选线器面板上的8（或12）个带锁手动选线开关进行选
42、线操作。装置配有一把公用钥匙，在方式选择开关处于“手动”位置时，该带锁开关可以在面板上实现对多路开关的选线操作，由于只有一把钥匙，所以在同一时刻只能操作一个开关，从而实现了重选闭锁。13.2.5.2 同期装置 京能宁东电厂同期装置采用深圳市智能设备开发有限公司生产的SID-2AF和SID-2C。SID-2AF装置同期工作过程说明装置进入正常工作模式后，首先进行装置自检，如果自检不通过，装置报警并进入闭锁状态。自检通过后进行输入量检查，如果开入量或电压不满足条件（见下面输入量检查说明），装置报警并进入闭锁状态；如果输入量符合进入同期过程要求，装置会输出“就绪”信号，此时如果有“启动同期工作”信号
43、输入，装置自动进入同期过程；进入同期过程后，先判定同期模式，可能的同期模式有单侧无压合闸，双侧无压合闸，同频并网，差频并网；在确定同期模式后，进入同期过程。在同期过程中，如果出现某种使装置不能自动完成同期操作的情况（如在非无压合闸并网时系统侧或待并侧无压，或同期时间超过整定值等），装置报警并进入闭锁状态。当符合同期合闸条件时，装置发出合闸令，完成同期操作。在发电机同期（整定设备输出方式为控制）时，如果频差或压差超过整定值且允许调频调压，装置自动发出相关控制指令，以期快速满足同期条件。完成同期操作后装置进入闭锁状态。装置自检在装置自检阶段，装置对自身的工作状态进行检查，并对相关参数进行合理性判断
44、，可能出现的自检错误有：1) EEPROM同期参数读写错误，报警提示信息为“EEPROM1读写错误”，同时报警指示灯亮，并发出“报警”开出信息（所有报警都会有报警开出及指示灯亮，以下不再重复描述）。2) EEPROM MCU1模拟采样参数读写错误，报警提示信息为“EEPROM2读写错误”。3) EEPROM MCU2模拟采样参数读写错误，报警提示信息为“EEPROM3读写错误”。4) 同期参数不合法，报警提示信息为“整定参数错误”。5) MCU1模拟采样参数不合法，报警提示信息为“MCU1标定参数错误”。6) MCU2模拟采样参数不合法，报警提示信息为“MCU2标定参数错误”。7) MCU1与
45、MCU2通讯错误，报警提示信息为“MCU2通讯错误”。8) MCU1与MCU3通讯错误，报警提示信息为“MCU3通讯错误”。9) 装置报警后，必须复位才可退出报警状态。10) 如果装置自检通过，则进入输入量检查。输入量检查输入量包括开入量和系统侧及待并侧TV二次电压输入。输入量检查时有11种情况会使设备报警，并有相关提示信息如下：1) “无并列点”：指没有同期点选点信号输入装置。2) “多个并列点”：指有两个或两个以上同期点选点信号输入装置。3) “无压开入错误”：指单、双侧无压开入信号同时有效，造成装置不知该以何种方式工作。4) “禁止单侧无压”：指有单侧无压开入信号，但同期参数设置上禁止单侧无压，即在“退”状态。5) “禁止双侧无压”：指有双侧无压开入信号，但同期参数设置上禁止双侧无压，即在“退”状态。6) “断路器合状态”：指装置尚未同期，就检测到断路器辅助接点处于合状态。7) “TV断线”：指装置检测到TV断线开入信号。8) “待并侧低压”：指