电力系统自动化ppt1

1、1. 什么是发电机的并列运行？同步发电机的并列操作分为哪两种，各自的定义及适用的情况？进行自动准同期并 列应该满足的条件？发电机的并列运行是指在电力系统中，如果发电机转子都已相同的电角速度运转，或各发电机转子间的相 对电角度不超过允许值得运行方式。同步发电机的并列操作分为 准同期并列 和 自同期并列 两种。 准同期并列是将待并发电机组加上励磁电流，在符合并列条件时进行并网操作 （先励磁，后并网） ，一般情 况下采用准同期的方法将发电机组并入电网。自同期并列操作是将未加励磁电流的发电机升速至接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值时进行并 网操作 （先并网，后励磁） ，应用较少，在事故情况下为迅

2、速投入水轮机组才采用。准同期满足的条件：a）待并发电机频率与母线频率相等，即 滑差（频差）为零， ；b）断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与母线的瞬时相角差为零，即 角差为零， ，；c）待并发电机电压与母线电压幅值相等，即 压差为零， 。 自动准同期装置的功能a）压差和滑差满足，提前（恒定越前时间）发合闸命令；b）当滑差和压差不合格时，能自动对待并发电机均频、均压。 2恒定越前时间的含义？数值角差的含义？线性整步电压的定义及物理意义？线性整步电压如何对滑差和压差进 行检查？恒定越前时间：同期装置中所取提前量是某一恒定时间信号，即在脉动电压在到达相角差为 0 之前的时刻发出合闸 信号。数值角差

3、：在有滑差的情况下，母线电压与发电机电压之间的相角差为时间 t 的函数，即： 。其 预报计算方法有： 1、微分预报法； 2、积分预报法。线性整步电压：指幅值在一周期内与角差 分段按比例变化的电压。 物理意义：只反映发电机与母线电压间的相角特性，与发电机电压和系统电压的幅值无关。 形成电路： 1、整形电路； 2、相敏电路； 3、滤波电路。（3）滤波电路 线性整步电压对滑差和压差的检查 p1516 期中内容 3微机自动准同期装置的合闸原理？模拟式自动准同期装置的合闸原理？（了解框图） 微机自动准同期装置的合闸原理 p17模拟式自动准同期装置的合闸原理 p18 期中内容4 发电机同期操作实验注意事项

4、？解列步骤？对数据的分析。 发电机解列的步骤：断开发电机端断路器，断开励磁开关，按下灭磁开关 5什么事同步发电机的励磁电流？同步发电机历次控制系统的任务有哪些？对励磁系统的基本要求有哪些？ 励磁电流：在同步发电机中，产生直流磁场将旋转的机械功率转换成三相交流电功率的直流电流 同步发电机励磁控制系统的任务 电压控制。 控制无功功率的分配： 同步发电机与无穷大母线并联运行的有关问题； 并联运行发电机间无功负荷的分配。 提高同步发电机并联运行的可靠性： 静态稳定（小干扰后恢复到原状态） ； 动态稳定（大干扰后恢复到原状态） 改善电力系统运行条件 改善异步电机的自启动条件 为发电机异步运行创造条件 提

5、高继电保护装置工作的正确性 对励磁系统的基本要求：有足够的调整容量；有很快的响应速度；有很高的运行可靠性 6同步发电机励磁系统的分类，及各类结构的运行特点？ P39-44a） 直流励磁机系统 （自励系统、他励系统） 专门用来供电给同步发电机转子回路的直流发电机系统，其中的直流发电机称为直流励磁机；利用剩磁建 立电压；直流励磁机一般与发电机处在同一根机械传动主轴上。其区别在于他励式励磁机系统有副励磁机，所用设备增加了，但也提高了励磁机的电压增长速度，减小了励磁 机的时间常数。由于直流励磁机存在整流环，功率过大时制造困难，所以大容量机组少于采用。b） 交流励磁机系统 （他励的交流励磁机系统、自励的

6、交流励磁机系统、无刷励磁系统） 是指给同步发电机转子回路供电的是交流发电机。其核心设备是交流励磁机。由于励磁机容量现对发电机 本身而言较小，但要求其响应速度快，所以在启动时必须外加一个直流起励电压c）发电机的自并励系统 ； p 7在事故情况下，励磁系统中转子磁场的建立有哪两个重要指标？强励作用的定义？转子回路的灭磁原理，理想 灭磁的原理和快速灭磁开关的原理？交流系统的灭磁原理？ 磁场建立的指标： 1、强励定值：转子励磁电压的最大值2、电压响应比：转子磁场建立的速度 强励作用：强行励磁作用的简称，当系统发生短路性故障时，发电机端电压下降，励磁系统进行强行励磁，想 发电机转子回路输出远大于额定值的

7、励磁电流，即向系统输出尽可能多的无功功率，以利于系统安全运行 p54灭磁原理： 在转子回路内加装灭磁开关， 使其直流电流迅速降为零。 要求、直流励磁机的灭磁操作顺序图 p4849 理想灭磁原理：在灭磁的整个过程中始终保持端电压为最大允许值不变 快速灭磁开关的原理：带有灭弧栅，利用串联短弧的端电压不变的特性控制灭弧过程。使他接近于理想灭磁交流系统的灭磁原理：采用逆变灭磁方案，由全可控硅整流电路和转子过电压保护电路组成 p51538自动调压器的特性与功能？微机型自动调压器的组成部分及各部分功能？可控硅自动调压器中测量单元的工作 原理？什么是同步发电机的电压调差系数，其物理意义是什么？ 自动调压器的

8、特性与功能：与发电机组组成闭环控制系统，根据 Ug（发电机端电压）的变化来改变Ig（励磁电流）的大小，实现自动调压目的。其基本部分为闭环比例调节器，输入量为发电机端电压Ug，输出量为励磁电流 Ig功能有： 1、维持发电机端电压的稳定 2、保持并联运行机组间无功功率的合理分配 p5354微机型自动调压器的组成部分： 1、测量单元：电路隔离滤波电路A/D 转换器2、主控制单元3、移相触发单元4、人机接口： 程序调试参数设定与维护运行操作 模拟式自动调压器的组成部分：1、 测量单元作用：测量发电机电压并变换成直流电压，与给定的基准电压相比较，得出电压的偏差信号 测量变压器及整流电路滤波电路测量桥2、

9、 综合放大单元 任务：根据励磁调节装置的功能，能线性地综合测量、反馈及限制等各种信号，并将其放大，以得到适应 移相触发单元所需要的控制电压，即有综合和放大两个作用3、 移相触发单元 任务：产生触发脉冲，其相位可以改变，用来改变整流桥中可控硅元件的控制角，使其输出电压随控制电 力的大小而改变。从而达到调节励磁的目的 单稳态触发电路： 同步回路移相控制环节控制电压与触发单元的关系脉冲输出 单结晶体管触发电路：简答，温度补偿性能稳定；输出脉冲较窄，功率较小。线性度差可控硅自动调压器中测量单元的工作原理图 1 三相半控整流电路图 2可控硅半空桥平均输出电压与触发角的关系 Ud= 连接方式、工作原理、

10、5 个工作原理p5557测量桥：模拟式自动调压器中反映发电机端电压与标准电压的差值的单元如图 p66U1U2 U2=- U1U1U2 U2= U1- U2自动调压器的测量桥由电阻 R1和R2和稳压管 WD1和 WD1组成，其中 R1= R2，稳压管的击穿电压 UZ1= UZ2= UZ；测量桥的输入电阻 U1 的大小正比于发电机三项电压的平均值， U2为测量桥的输出当 U1U2 时，稳压管都处于击穿状态，且维持端电压不变，可得到 U2=U1-2U2 上图显示出测量桥的测量特性，假定U1=2U2， U2=0 为额定工作点，该点对应于发电机端电压运行在额定值，那么 U1U2，则 U20 表示发电机端

11、电压高于额定值，繁殖U12U2,U20（10）的 机组，在暂态稳定分析中可以归为一组，用一个等值发电机代替这一群机组在暂态分析中的转子摆动特性。 17电力系统负荷的静态频率特性如何？发电机组的频率特性如何？什么是发电机的调差系数？调频失灵区的定 义？ 电力系统负荷的静态频率特性 239 当电力系统频率变化时，整个系统的有功负荷将随着改变，即Pi=F（ f），这种有功功率随频率变化而改变的特性称之为负荷的静态频率特性。 负荷的频率调节效应：当系统机组的输入功率和负荷功率间失去平衡时，系统负荷也参与了调节作用，它的特性有 利于系统中有功功率在另一组频率下重新平衡 负荷的频率调节效应系数 KL=PL

12、/ f （ MW/Hz ） 发电机组的频率特性：由于频率变幻而引起的发电机输出功率变化的关系 p212 发电机的频率调差系数 KS=- f/ GP 发电机的静态调节方程： f*+ K S*PG=0 调频失灵区：由于测量元件的不灵敏性，对微小的转速变化不能反应，调速器具有一定的失灵区，因而调节特性实 际上是一条具有一定宽度的带子，是零度，由失灵区产生的分配功率上的误差。 P212-213 功率分配误差与是零度成正比， 而与调差系数成反比， 过小的调差系数将会引起较大的功率分配误差， 所以 调差系数不能太小。 如果不灵敏区太小或完全没有， 那么当系统频率发生微小波动时， 调速器也要调节， 这样会使

13、阀门的调节过 分频繁，因此适当的失灵区是必要的。 18电力系统调频的特点和任务？正常运行条件下几种调频方式的方程式和特点的比较？分区调频的概念？ 电力系统调频的特点和任务 准确度要求高 系统各节点频率一致 调频方式的方程式和特点1.有差调频法：用有差调频器进行并联运行，达到系统调频的目睹的方法f KSP 0特点： 各频率机组同时参加调频，没有先后之分 计划外调频负荷在机组间是按一定的比例分配的 频率稳定之的偏差较大 2积差调频法：是根据系统频率偏差的累积值进行工作的 fd KP=0特点： 系统频率维持在额定值 调频负荷能在所有调频机组间按比例分配 频率积差信号滞后于频率瞬时值的变化，因此调节过

14、程缓慢3改进的频率积差方程式：在频率积差调节的基础上增加频率时偏差的信息，f Ki（Pi Kf）d =0，有利于说明积差调频过程中，调速器与调频器的工作关系。分区调频：以下图表示系统分为A、B 两区的联合电力系统设经由联络线 A端流向 B端的功率为 PAB，由 B 端流向 A端的功率为 PBA，则必有 PAB+PBA=0，当 B 区内负荷突 然增长， A 区负荷不变时，整个系统的频率都会下降，即f0 ，与 f 异号；同时在另一端必有 PBA0，与 f 同号。这说明在联合电力系统中流出某区功率增量的正或负与系统频率增量的符号进行比较，来判断符合变动到底发 生在哪个区域。分区控制误差 ACE=Kf

15、+Ptie， Ptie 是联络线上的功率变化 *联络线功率应维持为计划功率*A 区负荷不变时， B 区负荷增长， f0*f 和 PAB的符号相同，本区有负荷变动*f 和 PAB的符号不同，它区有负荷变动*找到 KA 使 KAf+PAB=0*ACE=0 表明本区无负荷变动，无需调频 19电力系统负荷经济分配的原则如何？利用等微增率法则计算负荷的经济分配？利用等微增率法则如何进行机组 的经济负荷分配 电力系统负荷的经济分配：在一定运行方式下，把系统负荷在各电站及各机组间进行分配，使所需的运行费用为最 小微增率：输入微增量与输出微增量的比值20AGC的功能如何？ 1、2、3 次调频的作用分别是什么？ AGC的构成缓解及各环节的作用？AGC功能 使发电自动跟踪电力系统负荷变化 响应负荷和发电的随机变化，维持系统频率的为规定值 在各区域间分配系统发电功率，维持区域间净交换功率为计划值 对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率，对偏离预计的负荷实现在线经济负荷分配 监视和调整备用容量，满足电力系统安全要求123 次调频的作用 由同步发电机的调速器实现的控制（一次调整10s） 由自动发电控制（简称 AGC）（二次调整， 10s