D25同期软件升级说明

  发布日期：2005-6

原D25同期软件B078利用电压的矢量差作为同期判据。由于此同期判断方式与华东地区用户的要求不一致。为了满足华东地区用户的要求，即电压差要求采用幅值差的计算方式，我们对B078做了修改。升级后的D25同期软件B078在华东中试所进行了严格的测试，检测结论为“被测样品准同期功能提供各项参数的设置，包括压差、频差、相角差、无压、最小允许合闸电压和导前时间。经试验，其同期功能及参数设置方法，满足华东电网对I/O测控单元准同期功能及参数设置的相关要求，试验合格”。
以下针对升级前后不同的同期原理进行详细说明。
升级后D25的算法
通常我们采用电压差和相位差分离的算法，即用电压有效值直接进行算术相减，获得电压差ΔU；用相角直接相减，获得相位差。用算式表示为：
ΔU = |Ub| - |Ua|            (1)

假设线路电压ULine的幅值比母线电压UBus低20%，ULine的相位角落后UBus 20度。按照该算法，如果电压差条件为20%额定电压，相位差条件＝20°，则准同期区域为一个扇形区，如图1所示的网格区。

                    
                                        图1        常用的准同期区域

升级前D25算法
升级前D25采用电压相量相减的算法获得电压差ΔU，具体算法为：
   
这里，表示线路电压相量，表示母线电压相量。
在滑差满足同期条件的情况下，升级前D25的准同期区域是以参考电压相量为中心，以电压差ΔU为半径的圆，如图2所示的灰色区。图中，因为准同期圆与相切，所以 、 和 构成一个直角三角形。如果设升级前D25的同期相位差条件＝20°，可以计算出同期电压差条件ΔU＝| UBus |*sin20° = 34.2% | UBus |。那么，同时满足相位差和电压差条件的区域就在图2所示的灰色区内，圆圈为电压差条件的临界点，其中的两个切线点为电压差和相位差条件的临界点。

      
                                        图2        升级前D25准同期区域

两种算法的差异
这里假设同期相位差条件＝20°，同期电压差条件ΔU＝20%，并且滑差已满足同期条件。按照目前常用的同期算法，图2中的UBus是临界满足同期要求的，因为
ΔU = |ULine| - |UBus| ＝ 0.94 －1 = 6% < 20%          (4)

但是，用升级前D25的同期算法，由于

此时电压差ΔU＝34.2% > 20%，不满足电压差条件，因而也就不满足同期条件。只有角差继续减小，使得升级前D25计算出的ΔU ≤20%，方认为满足合闸条件，如图3所示。此时，为11.54°，已经远小于角差条件20°，当然也肯定满足目前常用的同期条件。
                              图3        满足电压差条件的升级前D25准同期区域

可见，在升级前D25同期算法中，电压差和角差是有关联的，整定一个之后，另一个就随之确定。如果电压差和角差都整定，则实际的同期圆为二者中半径较小的那一个。
例如，我们将图2、图3放在一起比较，就会发现，即使我们整定了角差条件为＝20°，同期电压差条件为ΔU＝20%，实际上的准同期区域为图4中的灰色区，即ΔU＝20%的同期圆。

      
                                  图4        升级前D25实际准同期区域(灰色)

如果我们把图1和图4放在一起比较，就会发现，升级前D25的准同期圆在与常用的准同期扇形区内，如图5所示，即升级前D25的准同期区域比较小，同期合闸产生的冲击通常也比较小。
            
                                            图5        准同期区域比较