一、概述

   在電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機(jī)和線路變壓器的并列操作是經(jīng)常進(jìn)行的，為了保證安全快速地將同步發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)，必須使用準(zhǔn)同期控制器。

   PTQ2000A1微機(jī)智能準(zhǔn)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(jié)合完成，有很高的測量精度和準(zhǔn)確性。在發(fā)電機(jī)工作方式中可以對電壓、頻率采用模糊控制進(jìn)行變參數(shù)調(diào)節(jié)。調(diào)壓方式有兩種，一種是脈寬調(diào)節(jié)適合于伺服電機(jī)控制的模擬電位器調(diào)節(jié)，另一種是計(jì)（次）數(shù)調(diào)節(jié)適合于數(shù)字控制。調(diào)頻（速）控制采用模糊控制理論有很寬的參數(shù)選擇范圍，既可適用于伺服閥控制的液壓調(diào)速機(jī)和直流伺服電機(jī)控制的調(diào)速機(jī)，也可適用于普通交流電機(jī)控制的調(diào)速機(jī)。它以PIC單片機(jī)為核心，具有高集成度、高可靠性、硬件簡單、性能完善等特點(diǎn)。

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

二、主要功能

1．   對待并發(fā)電機(jī)以選定的方式自動調(diào)頻、調(diào)壓，計(jì)算滑差預(yù)測合閘相角達(dá)到設(shè)定值后以選定的導(dǎo)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(dāng)用戶選擇“人工認(rèn)可”時，用戶還必須持續(xù)按外接的《認(rèn)可》鍵才能發(fā)出合閘命令，“人工認(rèn)可”功能還提供了上位機(jī)遠(yuǎn)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(jī)與電網(wǎng)的相位關(guān)系，若同期成功，指示燈會一直停留在同期點(diǎn)上，很快會閉鎖。

若不成功指示燈不會停留在同期點(diǎn)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(rèn)可”功能，可以用用《參數(shù)》鍵或外接的《認(rèn)可》鍵清除。另外本裝置保留有“無壓合閘”功能，在證實(shí)外電網(wǎng)確實(shí)無電的情況下可以用外接的《認(rèn)可》鍵發(fā)出合閘命令，如果電網(wǎng)有電則操作無效，必須經(jīng)由同期控制才能發(fā)出合閘命令。

2．   同期合閘前，調(diào)頻（速）電路在任何情況下（除發(fā)電機(jī)本身掉線外）都可以工作，跟蹤電網(wǎng)頻率，電網(wǎng)掉線時鎖定50Hz。頻率（速度）調(diào)節(jié)采用模糊控制進(jìn)行變參數(shù)調(diào)節(jié)。對液壓調(diào)速機(jī)和直流伺服電機(jī)控制的調(diào)速機(jī)可以將參數(shù)11調(diào)頻脈沖寬度設(shè)小一些，對普通交流電機(jī)控制的調(diào)速機(jī)應(yīng)該將參數(shù)11脈沖寬度設(shè)大一些。對轉(zhuǎn)動慣量小一些的系統(tǒng)可以將參數(shù)12調(diào)頻間隔設(shè)小一些，反之設(shè)大一些。

3．   同期合閘前，調(diào)壓電路在發(fā)電機(jī)頻率GF<42Hz時不動作，在45Hz～55Hz時正常調(diào)節(jié)，電網(wǎng)掉線時鎖定額定電壓。調(diào)壓方式有脈寬調(diào)節(jié)和計(jì)數(shù)調(diào)節(jié)兩種供選擇，分別適合于伺服電機(jī)控制的模擬電位器調(diào)節(jié)和數(shù)字調(diào)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(wǎng)是否“同頻”，若同頻則輸出“同頻”信號（減速信號代），待并側(cè)電壓“偏高”（降壓信號），“偏低”（升壓信號），“功率角”是否在設(shè)定的范圍內(nèi)，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(shí)任一側(cè)確實(shí)無電的情況下可以用外接的《認(rèn)可》鍵發(fā)出合閘命令。

5．   所有的控制輸出都是無源的開關(guān)信號，各控制繼電器動作時，相應(yīng)指示燈亮。當(dāng)外部負(fù)載電源為交流時，建議在負(fù)載上并聯(lián)一個0.1uf的電容，負(fù)載電源為直流時在負(fù)載上反并聯(lián)一個二極管；負(fù)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(shù)碼管可以顯示發(fā)電機(jī)電壓（高2位顯示UF，低4位顯示電壓值）、發(fā)電機(jī)頻率（FF）、電網(wǎng)電壓（UE）、電網(wǎng)頻率（FE）、發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)電壓差（Ud）、發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)頻率差(Fd)、發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)相位差(Pd)。用加、減鍵輪回選擇，同時相應(yīng)輔助指示燈點(diǎn)亮使意義更明晰。

7．   按一下參數(shù)鍵即進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，通常從上一次參數(shù)開始，高2位顯示參數(shù)序號，低4位顯示參數(shù)內(nèi)容。再按一下即進(jìn)入下一個參數(shù)設(shè)置。連續(xù)按參數(shù)鍵超過0.8秒或6秒內(nèi)沒有任何操作即退出參數(shù)設(shè)置狀態(tài)。具體操作參見六-4,參數(shù)含義見第三節(jié)。

8．  本裝置具有多種故障檢測功能：

（A） 電網(wǎng)掉線（電網(wǎng)電壓、頻率顯示為0，故障指示維持76秒）

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

（C） 電網(wǎng)頻率偏差>3Hz（參看電網(wǎng)頻率顯示，故障指示持續(xù)）

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

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

（F） 發(fā)電機(jī)過壓（參看發(fā)電機(jī)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(shù)說明

1．參數(shù)0，輸入電壓400V/100V選擇，參數(shù)內(nèi)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(shè)定100V。

2．參數(shù)1，線路/發(fā)電機(jī)工作方式選擇，參數(shù)內(nèi)容顯示為nnnn/FFFF,出廠設(shè)定為發(fā)電機(jī)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(jī)方式。

3．參數(shù)2，合閘方式選擇，自動合閘/人工認(rèn)可，顯示為HEAU/HE--，出廠設(shè)定為自動合閘，顯示為HEAU。

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

5．參數(shù)4，電壓調(diào)節(jié)方式選擇，脈寬調(diào)節(jié)/計(jì)數(shù)調(diào)節(jié)，顯示為UPPP/UCCC，出廠設(shè)定脈寬調(diào)壓，顯示為UPPP。

6．參數(shù)5，導(dǎo)前時間設(shè)置，設(shè)定范圍為0.1S～2.5S，設(shè)定精度為0.01S。導(dǎo)前時間用于補(bǔ)償從準(zhǔn)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(shè)定為0.3S。

7．參數(shù)6，允許電壓差設(shè)置，設(shè)定范圍為額定電壓的2%～10%（線路方式為2%～18%）。設(shè)定精度為0.1%。在發(fā)電機(jī)方式系統(tǒng)會根據(jù)此設(shè)定值作正偏調(diào)整（正差為設(shè)定值的1.5倍，負(fù)差為設(shè)定值的0.5倍），出廠設(shè)定為4%。

8．參數(shù)7，允許頻率差設(shè)置，設(shè)定范圍為±0.05Hz～±0.6Hz。設(shè)定精度為0.01Hz，出廠設(shè)定為0.2Hz。

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

10．參數(shù)9，調(diào)壓脈寬設(shè)置，當(dāng)參數(shù)4選脈寬調(diào)節(jié)時此參數(shù)有意義。設(shè)置范圍為0.1S～0.8S，調(diào)節(jié)總寬度（調(diào)節(jié)寬度+調(diào)節(jié)間隔）大約為1S，設(shè)置精度為0.01S，事實(shí)上此設(shè)置僅為基本設(shè)置，系統(tǒng)實(shí)際調(diào)節(jié)時會自動變系數(shù)調(diào)節(jié)（變調(diào)節(jié)間隔或變寬度）。出廠設(shè)定為0.3S。

11． 參數(shù)10，計(jì)數(shù)調(diào)壓次數(shù)設(shè)置，當(dāng)參數(shù)4選計(jì)數(shù)調(diào)節(jié)時此參數(shù)有意義。設(shè)定范圍為2～10，出廠設(shè)定為4。實(shí)際調(diào)節(jié)時也是變系數(shù)的（改變調(diào)節(jié)間隔和次數(shù)）。

12． 參數(shù)11，調(diào)速脈寬設(shè)置，設(shè)定范圍為0.2S～2.5S，設(shè)定精度為0.1S，它與參數(shù)12配合使用，變系數(shù)調(diào)節(jié)。出廠設(shè)定為0.4S。

13． 參數(shù)12，調(diào)速間隔設(shè)置，設(shè)定范圍為3.0S～25S，設(shè)定精度為0.1S，出廠設(shè)定為10S。它與參數(shù)11配合使用，總調(diào)節(jié)周期=調(diào)速脈寬+調(diào)速間隔。

14． 參數(shù)13，合閘寬度設(shè)置，設(shè)定范圍0.3S～1S，設(shè)定精度為0.01S，出廠設(shè)定為0.5S。

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

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

17．參數(shù)16，調(diào)試參數(shù)，電網(wǎng)電壓測量修正，它是用來修正電網(wǎng)電壓測量電路的制造誤差。同樣用戶不能進(jìn)入。

四、系統(tǒng)框圖和操作面板示意圖

裝置面板示意圖

五、裝置技術(shù)條件

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

2．輸入信號：

發(fā)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)電壓：0V～100V+30V（或0V～400V+120V）

電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)電壓：  0V～100V+30V（或0V～400V+120V）

注意，標(biāo)準(zhǔn)電壓分別取自被同期對象兩側(cè)電壓互感器的同名相。采用標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器時選100V，直接采用380V線電壓時選400V。另外參數(shù)0必須作相應(yīng)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(guān)信號，以繼電器方式輸出。

接點(diǎn)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(dāng)外部負(fù)載電源為交流時，建議在負(fù)載線圈上并聯(lián)一個0.1uf的電容，負(fù)載電源為直流時在負(fù)載線圈上反并聯(lián)一個二極管；負(fù)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(jī)箱

機(jī)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(jī)電壓、電網(wǎng)電壓，特別注意同名端不能接錯；“增速”、“減速”引至調(diào)速機(jī)；“升壓”、“降壓”引至勵磁裝置，注意由于接線端子數(shù)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(jī)構(gòu)，必要時考慮增加一個中間繼電器?！肮收稀毙盘柨梢砸敛僮髋_作（燈光、聲音）告警信號?！罢J(rèn)可” 接線端引至操作臺或上位機(jī)上。CT電流接線端子是為PTQ2000B型同期裝置準(zhǔn)備的這里不接。建議對“增速”、“減速”、“同期”、“故障” 信號當(dāng)外部負(fù)載電源為交流時，在負(fù)載線圈上并聯(lián)一個0.1uf的電容，負(fù)載電源為直流時在負(fù)載線圈上反并聯(lián)一個二極管。

4． 運(yùn)行

a.**次開機(jī)必須先暫時斷開“同期”控制輸出，接通電源，查看、修改好參數(shù)后再投入運(yùn)行。

b.接通發(fā)電機(jī)PT電壓、電網(wǎng)PT電壓信號。

c.給合閘機(jī)構(gòu)（主同期開關(guān)）儲能。

d.接通同期裝置電源，裝置開始投入運(yùn)行，在發(fā)電機(jī)工作方式經(jīng)短時的調(diào)速、調(diào)壓后，同期裝置將會快速捕捉**次出現(xiàn)的合閘時機(jī)，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(rèn)可”時，必須在時機(jī)合適的時候，持續(xù)按外接的《認(rèn)可》鍵才能發(fā)出同期合閘命令。

e.在發(fā)電機(jī)工作方式下，如果無電網(wǎng)電壓一般會報(bào)警，但在選擇“允許無壓合閘”時可以用外接的《認(rèn)可》鍵發(fā)出同期合閘命令（如果有電網(wǎng)電壓則無效，自動轉(zhuǎn)為同期合閘）。在線路工作方式下同樣（任意一側(cè)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(diǎn)”上，觀察發(fā)電機(jī)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(rèn)可”，可以用《參數(shù)》鍵或外接的《認(rèn)可》鍵取消它。

七、調(diào)試步驟

     PTQ 2000A1微機(jī)智能準(zhǔn)同期控制保護(hù)器有數(shù)碼管顯示，可以方便地觀察發(fā)電機(jī)電壓、頻率，電網(wǎng)電壓、頻率以及它們的電壓差、頻率差、相位差。

若在現(xiàn)場調(diào)試，必須將主同期開關(guān)斷開?？梢越尤雽?shí)際電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)電壓進(jìn)行調(diào)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(diào)整一路輸入（模擬發(fā)電機(jī)信號）使頻差、壓差在設(shè)定范圍內(nèi)，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(dāng)同名端相接時，同期繼電器應(yīng)能正確合閘，幾秒后應(yīng)能閉鎖，相差指示燈應(yīng)一直停留在同期點(diǎn)上。當(dāng)異名端相接時同期繼電器永遠(yuǎn)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(jī)組參數(shù)，以便出廠時對參數(shù)進(jìn)行整定。