一、概述

   在電力系統中，同步發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。調壓方式有兩種，一種是脈寬調節適合于伺服電機控制的模擬電位器調節，另一種是計（次）數調節適合于數字控制。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電廠的控制設備中。

二、主要功能

1．   對待并發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，用戶還必須持續按外接的《認可》鍵才能發出合閘命令，“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出合閘命令。

2．   同期合閘前，調頻（速）電路在任何情況下（除發電機本身掉線外）都可以工作，跟蹤電網頻率，電網掉線時鎖定50Hz。頻率（速度）調節采用模糊控制進行變參數調節。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，調壓電路在發電機頻率GF<42Hz時不動作，在45Hz～55Hz時正常調節，電網掉線時鎖定額定電壓。調壓方式有脈寬調節和計數調節兩種供選擇，分別適合于伺服電機控制的模擬電位器調節和數字調節。參見下節。

4．   對線路變壓器的并列，如果線路變壓器具有環路，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，數碼管可以顯示發電機電壓（高2位顯示UF，低4位顯示電壓值）、發電機頻率（FF）、電網電壓（UE）、電網頻率（FE）、發電機與電網電壓差（Ud）、發電機與電網頻率差(Fd)、發電機與電網相位差(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，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。具體操作參見六-4,參數含義見第三節。

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） 發電機掉線（發電機電壓、頻率顯示為0，故障指示持續）

（C） 電網頻率偏差>3Hz（參看電網頻率顯示，故障指示持續）

（D） 發電機頻率偏差>5Hz（起車時除外, 參看顯示，故障指示持續）

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

（F） 發電機過壓（參看發電機電壓顯示，故障指示持續，故障繼電器動作）

這些故障都不允許發同期合閘命令。

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/發電機工作方式選擇，參數內容顯示為nnnn/FFFF,出廠設定為發電機工作方式，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，電壓調節方式選擇，脈寬調節/計數調節，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選脈寬調節時此參數有意義。設置范圍為0.1S～0.8S，調節總寬度（調節寬度+調節間隔）大約為1S，設置精度為0.01S，事實上此設置僅為基本設置，系統實際調節時會自動變系數調節（變調節間隔或變寬度）。出廠設定為0.3S。

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

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。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，我們規定為70%。

16． 參數15，調試參數，發電機電壓測量修正，它是用來修正發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，持續按外接的《認可》鍵才能發出同期合閘命令。

e.在發電機工作方式下，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．     請盡可能提供發電機組參數，以便出廠時對參數進行整定。