1-3恒越时准同期装置

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1、1-3恒越前时间型准同期装置 一、ZZQ3A型自动准同期装置的功能 1.能自动检查频率差和电压差，鉴别它们是否满足同期条件。 2.当待并发电机系统频差大于允许频率差时，能自动调整发电机的频率，使之接近系统频率。 3.当频率差和电压差满足要求时，在两电压矢量 重合(=0)之前某一给定时间发出合闸脉冲，实现恒定越前时间自动并列。Ts1Ts2s1s2Ust=0 目前国内使用的主要有： ZZQ3A型未设自动调压部分，能自动调频、自动合闸。 ZZQ3B是ZZQ3A的改进型，为双通道准同期装置。 ZZQ3B、 ZZQ5均能自动调压、自动调频、自动合闸。二、ZZQ3A型自动准同期装置的组成 完成1、3功能的

2、称为合闸部分； 完成2功能的称为频率差调整部分； 1.合闸部分:由四个环节组成： 线性整步电压环节：产生能够检查同期条件的 脉动电压。 恒定越前时间环节：在脉动电压的每个周期内 产生一个与频差大小无关的恒定越前时间信号。 频差闭锁环节：检查频差是否小于允许频差。 压差闭锁环节：检测电压幅值差是否超过允许 值。线性整步电压环节电压差闭锁环节恒定越前时间环节频差闭锁环节或非与 合闸Us图1-6 ZZQ3A出口合闸回路逻辑方框图1.合闸部分ABCDEE=DCC=A+B返回三、合闸控制部分1.线性整步电压环节uUs是一个只有正，按正弦规律变化的脉动电压。uUs输入到越前时间电路时，只有s较小时，tah

3、.c才近似认为恒定。=stu当s较大时,tah所对应的ah较大而引入误差。u当UgU时，产生的tah信号受电压幅值的影响而带来误差。所以引入三角形脉动电压不存在误差。Ts1Ts2s1s2Ust图1-7 线性整步电压原理图返回返回 线性整步电压由相敏电路生成,其值只与发电机电压和系统电压的相角差有关,而与它们的幅值无关。 T1的集电极电阻为R5+ R6,基极偏置电阻为R3,如图1-8所示。u1R1T1D1aR3R5+ R612V图1-8 T1管有关的电路（1）相敏电路 u1不加时, T1导通,集电极电位, Ua约为0V。 u1正半周时,T1导通,集电极电位Ua约为0V。 u1负半周时, T1截止

4、,集电极电位Ua为正电位升到约等于12V。R1T1aR3R5+ R612Vu1D1ug1D2T2R4R2图1-7 ug1正半周时,T2导通,集电极电位Ua约为0V。 ug1负半周时, T2截止,集电极电位Ua为正电位约等于12V。R1T1aR3R5+ R612Vu1D1ug1D2T2R4R2 T1 和T2的集电极连在一起，只有u1 和ug1均为负半周时，即T1 和T2均截止时，a点电位才是12V. 当u1 和ug1有一个为正半周时，T1 和T2有一只饱和导通，a点电位为0V.R1T1aR3R5+ R612Vu1D1ug1D2T2R4R2（2）积分电路 输入Uin为矩形波,当Uin第 一个方波到

5、来时,将通过R7 对C1充电,C1两端电压上升 。 当Uin第一个方波过后时， Uin 0,已充好的电压将R7 并将通过外部最小电阻构 成的回路放电。 C1不断充放电，形成图示 锯齿波形。R7C1Uc1Uin图1-10 积分电路0tt, t2TS图1-11 三角形脉动电压形成电路的波形图 002t, 0 锯齿三角波电压波形中含有的交流成分主要是 50Hz的工频分量，为使输出的锯齿三角波形变成平滑线性的三角波，应滤掉50Hz的工频分量。（3）双T选频滤波电路C4Uc1R8C2C3R9R10Uou图1-12（a）双T选频滤波器l 适当选取电阻电容的参数,使输入信号参数为某一特定值f0时双T输出信号

6、正好大小相等,相位相反,互相抵消。l 对应f0输出信号为零,即传输系数T0。lf0 称为双T选频滤波器的谐振频率。l 在ZZQ-3A中,f0选为50Hz工频.0|T|f0f1.0图1-12（b） 双T选频滤波器 的传输特性（4）射极输出器 上述双T选频滤波器的特性是在空载下获得的，双T选频滤波器实际工作时加上负载后，会影响滤波器的选频效果。 为了实现滤波器与下一级负载之间的阻抗匹配，提高带负载能力，线性整步电压环节还加了射极输出器。 加了射极输出器后，双T的负载电流就是T3的基极电流。因此双T可看成空载，确保了良好的选频滤波效果。 (1) Ub不能表征发电机电压和系统电压的幅值之差 U。 (2

7、) Ub表征发电机电压和系统电压的相角差。 (3)可以利用线性整步电压Ub 获得越前时间信号tah.c和 检查频率差。从射极输出器的b端就产生了我们需要的三角波脉动电压UbUs。线性整步电压的特点：2.恒定越前时间环节返回图1-13 恒定越前时间环节原理图返回返回合闸信号应自动复归 设放大器的输入电阻为R，电阻R12与R的并联阻抗为Ri，则比例微分电路单独画出如图。（1）比例微分电路UiUsC5RD UobcRi(0)st, () (2) TS() (2)0（）图114 比例微分环节 电路图图115 脉动电压Us 波形图Us Us在为0区间时：Us K st ; Us在为2区间时：Us K s

8、t K直线的斜率，(0)st() (2) TS() (2)0（）Us（1-19)UiUsC5RD UobcRiC5RDbcRiUsUs叠加UC=Uo1+Uo2C5RDUo1bRiUs比例电路C5RDUo2bRiUs微分电路+ UC=Uo1+Uo2 求Uo1 (比例电路）: 机组并列时Us的S很小，C5也不大,因此C5形成的容抗很大,可认为C5开路。C5RDUo1bRiUs比例电路iR（1-22) 求Uo2 (微分电路）: 电容C5的容抗很大,远大于RD 与Ri的并联阻抗， UC5Us 。C5RDUo2bRiUs微分电路iC5（1-23)（1-24)UC=Uo1+Uo2（1-25)上式表明，Uc

9、与Us为比例微分关系t(2)()0（）UsTS(2)()0（）Uo1(2) ()0（）Uo2(2) 0（）Ucttttah.cAS Us在为2区间时:Us K stUC=Uo1+Uo2 看出： 不管S为多大UC在一个滑差周期内，总会 出现UC 0的情况。 在UC过零的A点时刻发合闸脉冲信号，则 UC 0到2之间的时间，怎么求？ 令UC=Uo1+Uo20 即 则得ttah.cC5RD ttah.cC5RD （a） UC0对应的越前时间 tah.c 仅与C5 和 RD的参数有关,而与滑差S无关,越前时间为恒定。 （b）调整RD的大小,可改变tah.c 的大小。tDL （c）负号表示越前时间超前于U

10、s过零（即0)的时刻。 C5粗调 RD细调 S较小时UC过零前后陡度较小，很难准确给出UC过零信号，需要提高UC过零段波形的精度。 可通过放大及触发电路实现。（2）线性放大及触发电路(2)0（）Uctah.cA b是三角波整步电压Us c是比例微分电路的输出电压 d是放大器反向输出电位，与Uc电位相位相反 e是T4T5组成的施密特触发器的输出电位,迅速上升到12V,A点电位变化极快,具有典型的继电器特性。0tb0tc0td0t0eftah.c0v12vAAAAA （3）倒相及微分电路 是为使越前时间信号为一负脉冲而加的 Ue经T6倒相 再经微分电路C9R25得f点电位，为一尖脉冲 此即我们要获

11、得的tah.c 0tb0tc0td0t0eftah.c0v12vAAAAAT4T5T6C9R25返回合闸3.频差闭锁环节 任务：返回合闸返回合闸误合图1-19 频差闭锁原理图返回返回自动检测频率差是否超过允许频率差.超过时闭锁,反之解锁。去T8的集电极 放大器端子1有两个电压: 从b点产生的Us加到 C10 和R32组成的微分电路的输 出电压 UfC10R30UKRUsUfC10R30UKRUsiC微分电路C10R30UKRUf整定电路+UK=UK +UK Us的S很小, C10的容抗很大,远大于R30与R的并联阻抗,流过C10的电流iC可以近似为C10不能通直流,C10可视为开路C10R33

12、RUfUK0tb0t()(2)UKUK UK 0ttUiS较小S较大0tb0t()(2)UKUK UK 0ttUi 当S较小时，因|UK| |KS | UKBUf 因此UK从02均为正值,(Ui为D7的输入电压) 当S较大时，因|UK| |K S | UKBUf 因此UK从0为正值，从2为负值。 调整Rf大小，可改变Uf的大小，从而改变BUf的大小，使其与允许频差相对应。 则判别：怎样判别是否发闭锁信号？图1-19图1-19作用：3.电压差闭锁环节至 T7 的 基 极自动检测待并发电机与系统之间的电压差是否超 过允许电压差。超过时闭锁，反之解锁。调整不平衡度滤 波 电 容整 定 电 阻UUse

13、UgUg.aUUse Ug.aUUse Use为压差闭锁环节的整定电压，可用R56调整。 装置投运以前，调整R56的滑动头，使形成的整定电压与允许压差相对应。 装置投运后，若UUse，则Ug.a0，D8导通, 怎样判别是否发闭锁信号？ 结论： 频差和压差闭锁环节通过D7D8组成“或”电路，并共用一个执行回路。 当压差不满足时，g点电位始终为正，SH1始终处于启动状态，光字牌始终是亮的，发平光信号， 频差不满足时发闪光信号。图1-195.合闸出口环节(3) f点的负脉冲波形图1-23 合闸出口原理图误合（2）过零A点之前e点（1）频差压差闭锁去T8集图1-6合闸复归D11取消闭锁D9合闸出口环节

14、主要执行以下三项任务： (1)当频差和压差有一个不满足要求时,不发合闸脉冲. (2)在每一个脉动周期内,越前时间信号未发出前,不发合闸脉冲。 (3)在越前时间信号发出时刻,发出合闸脉冲信号。 (4)合闸信号应自动复归 DL合闸后,图1-13UgU, 于是Us 0,d点电位为零, T4截止, T5 导通, T5 集电极低电位经D11加到图1-23的T10集电极,使T11截止, T12导通,T13截止,DZ1返回。去图1-13图1-23 并列装置在投运瞬间,不应误发合闸脉冲 图1-23中,T10T11是双稳态触发器，装置投运瞬间,T11可能导通,T12截止,T13导通, DZ1误发合闸脉冲。 为此

15、图1-19,设置了R36、C13支路。 装置投运瞬间, C13充电使T7导通, T8截止,T9导通, 闭锁出口回路,避免误发合闸脉冲。图1-19图1-23 合闸脉冲发出后，取消闭锁。 从发信号到DL合闸这段时间内，由于调频、调压回路波动影响，可能会使频差或压差闭锁电路动作，而导致合闸继电器抖动。为此 图1-23中D9：当T13导通, DZ1起动发合闸信号的同时，T13的集电极0V使 D9导通， 加至图1-19的T8集电极0V ，T9截止，D12不通，撤消频差及压差闭锁。图1-23图1-191.频差方向测量环节 作用：鉴别待并机组的频率是高于还是低于系统频率，从而决定装置应该发减速脉冲还是增速脉冲。 频率差调整部分由两部分组成： 频差方向测量环节和频差调整执行环节四、频率差调整部分图1-24 频差方向测量环节原理接线图fg f g点负脉冲经D6 送到减速电路，启动执行环节 作用：收到频差方向测量环节发出的增速或减速脉冲之后对待并发电机实施发增速或减速信号，并且实现按转速差成比例地对转速进行调节。 电路由3部分组成： （1）由三级管T7T8组成的双稳态电路和三级