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小水电自动化装置

发布时间:2024-04-19 19:01:21

㈠ XES-07励磁控制器有何特点可以用在哪些方面

XES-07励磁控制器是武汉欧立德电气公司自主研发生产的一款32位全数字励磁控制器,此款控制器为高端励磁控制器,采用全中文液晶显示,所有参数设置中文菜单显示,比一般的数码管显示更为直观方便,整个控制器由一块4层电路主板和LCD显示组成,简单方便,功能强大,具有励磁、测速、保护、测量等功能。

一、 主要特点
一体化设计:体积小功能强。基于32位微处理器设计的自动电压调节器,功能强大,模块化密封结构,集控制单元、采样单元、供电单元于一体。
特有无电“黑”启动功能:无需任何电源,利用发电机残压(最低3V),即可轻松启动励磁调节器,实现发电机正常升压
特别程序和硬件电路设计:经典控制理论+智能调节方式选择,极大改善由于负荷稳定性差,系统周波不稳定,电压波动大造成的发电机稳定运行问题
高可靠性、高智能化:硬、软件模块化设计及EMC设计,抗干扰能力强,操作维护直观简便,有效解决农村小水电实际生产环境差、操作人员素质参差不齐的问题
功能完善:能实现自动励磁调节器应具备的各项功能
液晶中文显示:全中文液晶显示,参数设置人性化。
主要适合于三相半控、单相半波及单相全桥半控的发电机组励磁装置,是励磁厂家、发电机厂家、自动化监控厂家配套生产及电站励磁改造的首选产品。

㈡ 小水电接入对电网的影响

一是小水电机组容量大小不一,台数多,受调峰、来水等因素影响,机组启、停频繁,运行方式变化大;二是小水电出力与并网变电站负荷往往差距大,主要是依托主网运行,由于突然解列对其安全影响不大,在事故时一般是解列停机;三是并入网络中的继电保护及自动装置配置很简单,各联络线主要是简单的电流、电压保护,重合闸一般未配置检定无压及同期装置,小电源侧大多未设置保护,好多还未装设开关。由于大部分并网水电机组的过流动作时间较长,重合闸无法与其相配合,为防止故障跳闸后对小水电机组的非同期重合,在正常运行中需停用各联络开关的自动重合闸,降低了供电的可靠性。若逐级加装保护,须先安装开关,这不现实。为此,需要采取积极有效的保护措施来解决。

1 保护方式的选择
小水电与系统并网的一次典型接线如图1所示,对于变电站Ⅰ通常有两种构成型式:第一种电压等级为110/35/10 kV,接线组别为Y0/Y/Δ-11型;第二种电压等级为220/110/35 kV,接线组别为Y0/Y0/Δ-11型,如图虚框所示。对于开关1 DL的保护配置,以第一种型式的接线为例进行分析。

图1 小水电与系统并网接线图

1.1 典型保护配置方式
保护配置为:方向电流限时速断、方向过电流(或采用三段式距离保护)、同期及无压检定重合闸、低压低频解列。
(1) 限时电流速断
按与本线路对侧母线上的出线电流速断保护相配合,并躲过该母线上所接变压器的另一侧故障进行整定。当按躲过对侧母线上所接变压器的另一侧故障进行整定时,因小水电机组的阻抗相对于被保护的线路及变压器阻抗大若干倍,一般无保护范围。
(2) 过电流
按保护正方向通过的最大负荷电流整定,时限与下一级保护最高时限配合。正方向最大负荷电流应按变电站Ⅱ甩负荷fh后考虑,但当小水电在小方式运行时,往往灵敏度不够。
(3) 距离保护
小水电为弱电源,其短路电流水平较低,使距离保护装置性能处于不稳定区,且投资高,使用较少。
(4) 同期及无压检定重合闸
多数因解列后不易同步而检定同期重合无法成功,因小水电与变电站Ⅱ功率一般很难平衡,最终导致小网瓦解。
(5) 低压低频解列
失去大电源后,因小水电容量较小,在功率缺额较大时,频率及电压下降快,低频继电器不能出口,且它仅是解列装置,不能作为线路保护,也不宜采用。
1.2 电流保护解列方式
保护配置为:开关1 DL方向电流延时动作接跳开关2 DL,在联络线XL1、XL2故障时,动作解列小水电。按与本线路对侧母线上的出线速断(或限时速断)保护相配合,并满足保护正方向通过的最大负荷电流,要求在联络线XL1、XL2故障时有足够的灵敏度。
按各联络线故障有足够灵敏度计算的最大动作电流,在小水电大方式下,往往不能满足正方向通过的最大负荷电流,限制小水电的运行;在变电站Ⅱ突然甩负荷fh的同时,易导致小水电解列。
1.3 电压保护解列方式
保护配置为:开关1 DL方向低电压延时动作接跳开关2 DL,在联络线XL1、XL2故障时,动作解列小水电。当为瞬时故障时,利用线路XL1、XL2靠系统F侧开关的重合闸恢复对用户的供电。电压保护按与下一级保护的Ⅰ段或Ⅱ段相配合,并要求在联络线XL1、XL2故障时有足够的灵敏度。
电压保护解列克服了电流保护解列的缺陷:一是小水电运行方式越小,电压保护灵敏度越高;二是电压保护不存在对小水电发电出力的限制。既能提高对用户供电的可靠性,又能适应小水电的各种运行方式,是一种经济、有效的保护方式。
为防止电压回路断线,应加装电压回路断线闭锁装置(如许继厂的LB-1A型继电器)。在方向元件死区及保护或开关拒动时,为防止非同期重合,在联络线XL1、XL2靠系统F侧开关重合闸装置中,应加装检定无压及同期装置。根据电网实际,可增设方向电流电压联锁Ⅰ段,以快速保护装置保护本线路一部分,以及增设电流闭锁回路,增强保护的可靠性。在低电压与反向各保护装置有配合关系时,可不设或停用方向元件。

2 故障时保护安装处的电压分析
在图2所示的简单电网中,设系统归算至故障点的正序阻抗等于负序阻抗为X,系统归算至故障点的零序阻抗为X0,变压器一侧电压计算点距另一侧故障点正序阻抗为ΔX,计算中的各值均取其标么值的模,则正、负序分量有:

(1)

图2 简单电网示意图

2.1 三相短路

I=1/X, U=ΔX/X (2)

2.2 两相(B、C相)短路

(3)

(1) Y/Y-12型变压器一侧两相短路
计算点的电压矢量图如图3所示,则:

将式(1)、(3)代入上式,得:

由于以上电压是以相电压为基准的标么值,需以线电压为基准进行计算,所以:

(4)

图3 Y/Y-12型变压器一侧BC相短路

(2) Y/Δ-11型变压器Δ侧两相短路
计算点的电压矢量图如图4所示。

(5)

图4 Y/Δ-11型变压器Δ侧BC相短路

(3) Y/Δ-11型变压器Y侧两相短路
计算点的电压矢量图如图5所示。

(6)

图5 Y/Δ-11型变压器Y侧BC相短路

2.3 两相(B、C相)短路接地

(1) Y0/Y-12型Y0侧两相短路接地
计算点的电压矢量图如图6所示。

(7)

图6 Y0/Y-12型变压器Y0侧BC相短路接地

(2) Y0/Δ-11型Y0侧两相短路接地
计算点的电压矢量图如图7所示。

(8)

图7 Y0/Δ-11型Y0侧BC相短路接地

2.4 单相(A相)接地

IA1=IA2=1/(2X+X0)
UA1=(X+X0)/(2X+X0)
UA2=X/(2X+X0)
(1) Y0/Y-12型Y0侧单相接地
计算点的电压矢量图如图8所示。

(9)

图8 Y0/Y-12型变压器Y0侧A相接地

(2) Y0/Δ-11型Y0侧单相接地
计算点的电压矢量图如图9所示。

(10)

图9 Y0/Δ-11型变压器Y0侧A相接地

3 电压保护解列的整定计算
3.1 动作电压按保护灵敏度整定
(1) 故障为三相短路、两相短路及两相短路接地时
从式(2)、(4)、(7)可得:

式中 Udz.j——低电压继电器动作电压;
Zbh——保护安装处至被保护线路末端阻抗;
Zxtf.max——保护安装处背侧小水电系统最大运行方式下阻抗;
KE——发电机电势与PT一次额定电压的比值,取为1.1;
KK——可靠系数,取为1.3。
由于小水电机组的阻抗较大,若Zxtf.max是Zbh的3倍,则Udz.j=35.75V,按额定电压为100 V的DY系列低压继电器的最小刻度取为40 V,可充分满足整定要求。若定值要求较小,可用静态电压继电器。
(2) 故障为线路XL1单相接地时
从式(9)可知,保护安装处继电器电压大于50 V,故低电压保护解列不可能动作。但当线路XL1靠系统F侧开关单相接地保护动作跳闸后,对变电站Ⅰ:若主变高压侧中性点不接地,其间隙保护以一定延时(一般为0.5 s)切除故障;若主变高压侧中性点接地,其零序保护以一定延时切除故障。因此,在单相接地时用主变间隙保护及零序保护与系统F侧开关重合闸相配合,可弥补低电压保护解列的不足。
3.2 动作电压与对侧母线各出线的配合
以图1所示接线为例,设保护延伸至下级线路的电抗为X,当低电压继电器动作电压为Udz.j时,有如下方程,求得延伸范围X后,即可确定与对侧母线各出线的配合关系。

式中 KZ——为助增系数,等于(XMF.min+XXL2+XNf.min)/XMF.min
XNf.min——最小方式下,小水电f归算至母线N的电抗;
XMF.min——最小方式下,系统F归算至母线M的电抗;
XXL2——线路XL2的电抗。

3.3 动作电压与对侧主变第三侧的配合
在图10所示接线中,母线M为低电压保护解列安装处,设母线N所属线路的零序电抗为其正序电抗的n倍,低电压动作电压标么值为Udz,只要求出在各种故障时延伸出母线N的范围X1,就能方便地验算与母线N各出线保护的配合关系。

㈢ 有人要做小型水电站的综合自动化改造吗

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