一、概述

   在電力系統中，同步發(fā)電機和線路變壓器的并列操作是經常進行的，為了保證安全快速地將同步發(fā)電機并入電網，必須使用準同期控制器。

   PTQ2000A1微機智能準同期控制器對被同期對象的電壓、頻率、相位、加速度、滑差速率的測量由軟、硬件結合完成，有很高的測量精度和準確性。在發(fā)電機工作方式中可以對電壓、頻率采用模糊控制進行變參數調節(jié)。調壓方式有兩種，一種是脈寬調節(jié)適合于伺服電機控制的模擬電位器調節(jié)，另一種是計（次）數調節(jié)適合于數字控制。調頻（速）控制采用模糊控制理論有很寬的參數選擇范圍，既可適用于伺服閥控制的液壓調速機和直流伺服電機控制的調速機，也可適用于普通交流電機控制的調速機。它以PIC單片機為核心，具有高集成度、高可靠性、硬件簡單、性能完善等特點。

PTQ2000A1微機智能準同期控制器有很高的同期精度及快捷的并網速度，并提供合閘閉鎖功能。既可用于同步發(fā)電機的并列，也可以用于線路變壓器的并列。主要應用于中小型發(fā)電廠的控制設備中。

二、主要功能

1．   對待并發(fā)電機以選定的方式自動調頻、調壓，計算滑差預測合閘相角達到設定值后以選定的導前時間發(fā)出合閘命令（用戶選擇“自動合閘”時）完成并列操作。當用戶選擇“人工認可”時，用戶還必須持續(xù)按外接的《認可》鍵才能發(fā)出合閘命令，“人工認可”功能還提供了上位機遠程控制的手段。并列過程中相位差指示燈直觀指示發(fā)電機與電網的相位關系，若同期成功，指示燈會一直停留在同期點上，很快會閉鎖。

若不成功指示燈不會停留在同期點上，約10秒后自動投入下一次同期控制。但會自動加上“人工認可”功能，可以用用《參數》鍵或外接的《認可》鍵清除。另外本裝置保留有“無壓合閘”功能，在證實外電網確實無電的情況下可以用外接的《認可》鍵發(fā)出合閘命令，如果電網有電則操作無效，必須經由同期控制才能發(fā)出合閘命令。

2．   同期合閘前，調頻（速）電路在任何情況下（除發(fā)電機本身掉線外）都可以工作，跟蹤電網頻率，電網掉線時鎖定50Hz。頻率（速度）調節(jié)采用模糊控制進行變參數調節(jié)。對液壓調速機和直流伺服電機控制的調速機可以將參數11調頻脈沖寬度設小一些，對普通交流電機控制的調速機應該將參數11脈沖寬度設大一些。對轉動慣量小一些的系統可以將參數12調頻間隔設小一些，反之設大一些。

3．   同期合閘前，調壓電路在發(fā)電機頻率GF<42Hz時不動作，在45Hz～55Hz時正常調節(jié)，電網掉線時鎖定額定電壓。調壓方式有脈寬調節(jié)和計數調節(jié)兩種供選擇，分別適合于伺服電機控制的模擬電位器調節(jié)和數字調節(jié)。參見下節(jié)。

4．   對線路變壓器的并列，如果線路變壓器具有環(huán)路，同期合閘前，裝置將檢測變壓器兩邊的電網是否“同頻”，若同頻則輸出“同頻”信號（減速信號代），待并側電壓“偏高”（降壓信號），“偏低”（升壓信號），“功率角”是否在設定的范圍內，是則輸出“功角符合” 信號（增速信號代）。只有同時滿足“同頻”、“功角符合”、“壓差正常”才能發(fā)出合閘命令，在選擇允許“無壓合閘”時，在證實任一側確實無電的情況下可以用外接的《認可》鍵發(fā)出合閘命令。

5．   所有的控制輸出都是無源的開關信號，各控制繼電器動作時，相應指示燈亮。當外部負載電源為交流時，建議在負載上并聯一個0.1uf的電容，負載電源為直流時在負載上反并聯一個二極管；負載容量較大時建議用中間繼電器過渡一下。

6．  正常工作時，數碼管可以顯示發(fā)電機電壓（高2位顯示UF，低4位顯示電壓值）、發(fā)電機頻率（FF）、電網電壓（UE）、電網頻率（FE）、發(fā)電機與電網電壓差（Ud）、發(fā)電機與電網頻率差(Fd)、發(fā)電機與電網相位差(Pd)。用加、減鍵輪回選擇，同時相應輔助指示燈點亮使意義更明晰。

7．   按一下參數鍵即進入參數設置狀態(tài)，通常從上一次參數開始，高2位顯示參數序號，低4位顯示參數內容。再按一下即進入下一個參數設置。連續(xù)按參數鍵超過0.8秒或6秒內沒有任何操作即退出參數設置狀態(tài)。具體操作參見六-4,參數含義見第三節(jié)。

8．  本裝置具有多種故障檢測功能：

（A） 電網掉線（電網電壓、頻率顯示為0，故障指示維持76秒）

（B） 發(fā)電機掉線（發(fā)電機電壓、頻率顯示為0，故障指示持續(xù)）

（C） 電網頻率偏差>3Hz（參看電網頻率顯示，故障指示持續(xù)）

（D） 發(fā)電機頻率偏差>5Hz（起車時除外, 參看顯示，故障指示持續(xù)）

（E） 電網電壓異常（過、欠壓,參看電網電壓顯示，故障指示持續(xù)，故障繼電器動作）

（F） 發(fā)電機過壓（參看發(fā)電機電壓顯示，故障指示持續(xù)，故障繼電器動作）

這些故障都不允許發(fā)同期合閘命令。

三、參數說明

1．參數0，輸入電壓400V/100V選擇，參數內容顯示為U400/U100，用加（減）鍵選擇它與輸入電壓值相匹配，出廠設定100V。

2．參數1，線路/發(fā)電機工作方式選擇，參數內容顯示為nnnn/FFFF,出廠設定為發(fā)電機工作方式，顯示為FFFF。如果用戶不特別要求工作方式將鎖定為發(fā)電機方式。

3．參數2，合閘方式選擇，自動合閘/人工認可，顯示為HEAU/HE--，出廠設定為自動合閘，顯示為HEAU。

4．參數3，無壓合閘選擇，顯示為HUYY/HUnO，出廠設定為不允許，顯示為HUnO。

5．參數4，電壓調節(jié)方式選擇，脈寬調節(jié)/計數調節(jié)，顯示為UPPP/UCCC，出廠設定脈寬調壓，顯示為UPPP。

6．參數5，導前時間設置，設定范圍為0.1S～2.5S，設定精度為0.01S。導前時間用于補償從準同期裝置合閘命令發(fā)出到真正合閘的一系列時延。出廠設定為0.3S。

7．參數6，允許電壓差設置，設定范圍為額定電壓的2%～10%（線路方式為2%～18%）。設定精度為0.1%。在發(fā)電機方式系統會根據此設定值作正偏調整（正差為設定值的1.5倍，負差為設定值的0.5倍），出廠設定為4%。

8．參數7，允許頻率差設置，設定范圍為±0.05Hz～±0.6Hz。設定精度為0.01Hz，出廠設定為0.2Hz。

9．參數8，線路工作方式下允許功角（相位角）設置，設定范圍為10°～60°，設定精度為1°，出廠設定為30°。在發(fā)電機工作方式下此參數無意義。

10．參數9，調壓脈寬設置，當參數4選脈寬調節(jié)時此參數有意義。設置范圍為0.1S～0.8S，調節(jié)總寬度（調節(jié)寬度+調節(jié)間隔）大約為1S，設置精度為0.01S，事實上此設置僅為基本設置，系統實際調節(jié)時會自動變系數調節(jié)（變調節(jié)間隔或變寬度）。出廠設定為0.3S。

11． 參數10，計數調壓次數設置，當參數4選計數調節(jié)時此參數有意義。設定范圍為2～10，出廠設定為4。實際調節(jié)時也是變系數的（改變調節(jié)間隔和次數）。

12． 參數11，調速脈寬設置，設定范圍為0.2S～2.5S，設定精度為0.1S，它與參數12配合使用，變系數調節(jié)。出廠設定為0.4S。

13． 參數12，調速間隔設置，設定范圍為3.0S～25S，設定精度為0.1S，出廠設定為10S。它與參數11配合使用，總調節(jié)周期=調速脈寬+調速間隔。

14． 參數13，合閘寬度設置，設定范圍0.3S～1S，設定精度為0.01S，出廠設定為0.5S。

15． 參數14，過電壓值設置，它的含義是過電壓值與額定電壓的比，設定范圍為110～130%。出廠設定為120%。發(fā)電機與電網電壓過電壓值設置一樣，另外對于電網電壓還有欠電壓設置，我們規(guī)定為70%。

16． 參數15，調試參數，發(fā)電機電壓測量修正，它是用來修正發(fā)電機電壓測量電路的制造誤差，用戶一般不能進入此參數。

17．參數16，調試參數，電網電壓測量修正，它是用來修正電網電壓測量電路的制造誤差。同樣用戶不能進入。

四、系統框圖和操作面板示意圖

裝置面板示意圖

五、裝置技術條件

1．電源：   AC：110V～280V/50Hz,DC：110V～250V

2．輸入信號：

發(fā)電機標準電壓：0V～100V+30V（或0V～400V+120V）

電網標準電壓：  0V～100V+30V（或0V～400V+120V）

注意，標準電壓分別取自被同期對象兩側電壓互感器的同名相。采用標準電壓互感器時選100V，直接采用380V線電壓時選400V。另外參數0必須作相應修改。

3．輸出信號：

增速（功角符合）、減速（同頻）、升壓（偏低）、降壓（偏高）同期合閘及故障六個開關信號，以繼電器方式輸出。

接點容量為交流阻性220V/5A；交流阻性380V/2A；直流110V/0.8A,直流220V/0.2A。當外部負載電源為交流時，建議在負載線圈上并聯一個0.1uf的電容，負載電源為直流時在負載線圈上反并聯一個二極管；負載容量較大時建議用中間繼電器過渡一下。

六、安裝使用

1．機箱

機箱尺寸：高×寬×深＝75×150×260 mm

開孔尺寸：高×寬＝75×150 mm

面板高×寬=80×160 mm

2．背面接線圖

3．安裝接線：

參照背面接線圖，接好電源，發(fā)電機電壓、電網電壓，特別注意同名端不能接錯；“增速”、“減速”引至調速機；“升壓”、“降壓”引至勵磁裝置，注意由于接線端子數量的限制，“升壓”、“降壓”共用了一個接線端子，

“同期”引至儲能合閘機構，必要時考慮增加一個中間繼電器。“故障”信號可以引至操作臺作（燈光、聲音）告警信號。“認可” 接線端引至操作臺或上位機上。CT電流接線端子是為PTQ2000B型同期裝置準備的這里不接。建議對“增速”、“減速”、“同期”、“故障” 信號當外部負載電源為交流時，在負載線圈上并聯一個0.1uf的電容，負載電源為直流時在負載線圈上反并聯一個二極管。

4． 運行

a.**次開機必須先暫時斷開“同期”控制輸出，接通電源，查看、修改好參數后再投入運行。

b.接通發(fā)電機PT電壓、電網PT電壓信號。

c.給合閘機構（主同期開關）儲能。

d.接通同期裝置電源，裝置開始投入運行，在發(fā)電機工作方式經短時的調速、調壓后，同期裝置將會快速捕捉**次出現的合閘時機，發(fā)出同期合閘命令；在線路工作方式同期裝置立即檢測合閘條件是否滿足，如果條件滿足立即發(fā)出同期合閘命令。在選擇合閘需“人工認可”時，必須在時機合適的時候，持續(xù)按外接的《認可》鍵才能發(fā)出同期合閘命令。

e.在發(fā)電機工作方式下，如果無電網電壓一般會報警，但在選擇“允許無壓合閘”時可以用外接的《認可》鍵發(fā)出同期合閘命令（如果有電網電壓則無效，自動轉為同期合閘）。在線路工作方式下同樣（任意一側無電壓均可）。

f.并列成功后，相位差指示燈會一直停留在“同期點”上，觀察發(fā)電機電壓、頻率是否正常。此后可以切斷或保留同期裝置電源。

g.若并列不成功，12S后會投入下一次同期操作，但會自動加“人工認可”，可以用《參數》鍵或外接的《認可》鍵取消它。

七、調試步驟

     PTQ 2000A1微機智能準同期控制保護器有數碼管顯示，可以方便地觀察發(fā)電機電壓、頻率，電網電壓、頻率以及它們的電壓差、頻率差、相位差。

若在現場調試，必須將主同期開關斷開。可以接入實際電網、發(fā)電機電壓進行調試。

1.使兩路輸入信號有一定頻差、壓差，觀察增速、減速、升壓、降壓繼電器動作是否正確。

2.調整一路輸入（模擬發(fā)電機信號）使頻差、壓差在設定范圍內，觀察同期繼電器是否正確動作，條件許可可以用示波器觀察。由于兩路輸入信號相位差不可能總是為“零”，模擬同期一般不能成功，10秒后是否可以再次合閘。

3.兩路輸入接同一信號源**次使用一定要做）。當同名端相接時，同期繼電器應能正確合閘，幾秒后應能閉鎖，相差指示燈應一直停留在同期點上。當異名端相接時同期繼電器永遠不能合閘！

八、訂貨須知

1．     本裝置保修期一年。

2．     請盡可能提供發(fā)電機組參數，以便出廠時對參數進行整定。