电力系统自动化复习资料.doc

1、心之所向，所向披靡第一章1.自动装置的硬件结构 ：微型计算机系统，工业控制计算机系统，集散控制系统，现场总线系统。2.采样 ：对连续的模拟信号想X（ t），按一定的时间间隔T ，抽取相应的瞬时值，这个过程称为采样； 采样周期 ：周期性采样控制系统中两次采样之间的时间间隔 ；采样定理 ：采样定理又称奈奎斯定理，是指在模拟 /数字信号的转换过程中，当采样频率大于信号中最高频率的 2 倍，采样之后的信号完整保留了原始信号中的信息。3.前置处理包含的环节 ：采入数据，标度变换，有效性检验，线性化处理，数字滤波，数据保存。第二章1并列操作 ：将发电机投入到系统并列运行的操作过程称发电机的并列操作；准同期

2、并列 ：准同期并列是将未投入系统的发电机加上励磁，并调节其电压和频率，在满足并列条件 （即电压、频率、相位相同）时，将发电机投入系统；自同期并列 ：自同期并列是将未励磁而转速接近同步转速的发电机投入系统并立即加上励磁。2.准同期并列的三个条件：频率相等，电压幅值相等，相角差为零；意义：是得并列合闸的冲击电流等于零，并列后发电机G 与电网立即进入同步运行，极大地简化并列过程；后果：引起较大的冲击电流带并发电机需经历一个很长得暂态过程才能进入同步运行状态，严重时甚至失步。滑差：滑差是发电机角频率与电网角频率的差值，即s=G-x；滑差频率与滑差3.角频率的关系： s=2fs; 滑差周期 Ts 与滑差

3、频率 fs 的关系： Ts12fss4.略 P23 图2-6， 2-75.提前发合闸信号的原因： 考虑到断路器操作机构和合闸回路控制电器的固有动作时间，必须在两电压相量重合之前发出合闸信号，即取一提前量。oo6.准同期并列装置的三个组成单元及功能：频率控制单元：检测U g 与 Ux 间的滑差角频率 s，并调节待并发电机组的转速，使发电机电压的频率接近于电网频率。电压差oo控制单元：检测 Ug 与 Ux 间的电压差，且调节发电机电压Ug ，使它与 Ux 间的电压差值小于规定允许值， 促使并列条件形成。合闸信号控制单元：检查并列条件，当待并机组的频率和电压都满足并列条件时，合闸控制单元就选择合适的

4、时间发出合闸信号，使并列断路器QF的主触头接通时，相角差e 接近于零或者控制允许范围内。7.准同期装置的分类 ：按提前量不同， 准同期并列装置可分为恒定越前相角准同期并列和恒定越前时间准同期并列。8.略P289.整步电压 ：自动并列装置检测并列条件的电压。10.正弦整步电压和线性整步电压所包含信息异同oo：相同的是反映 UG 和 U X 间的相角差特性；不同的是正弦整步电压还反映了电压差值，而线性整步电压则与电压差值无关。11.半波线性整步电压 ： UsLUsLme 0,， UsL 2UsLmUsLme ,2全波线性UsLme - ，0， UsLUsLm整步电压 ： UsL- e 0,全波线性

5、整步电压较半波多了一倍矩形脉冲，因而可适当减小滤波器的时间常数，性能得到改善。12.略P33,P36第三章1.同步发电机励磁系统组成：一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，如图P43-图 3-12.励磁控制系统的任务： （ 1）电压控制（ 2）控制无功功率的分配（ 3）提高同步电机并联运行的稳定性（ 4）改善电力系统的运行条件（ 5）水轮发电机组要实行强行减磁3.励磁调节器对同步发电机的电压和无功控制原理：（向量图，分析P4345）4.同步发电机外特性：P44 图 3-35.静态稳定 ：是指电力系统在正常运行状态下经受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。暂态稳定： 是指电力系统在某一正常运

6、行方式下突然遭受大扰动后能否过渡到一个新的稳定运行状态。6.励磁顶值电压 UEFq 是励磁功率单元在强行励磁时可能提供的最高输出电压值。 强励倍数 一般 Ua 为额定工况下的励磁电压。则 UEFq/Ua 为强励倍数。7.直流励磁系统的基本构成：（一）自励直流励磁系统基本构成：发电机，励磁变压器，励磁调节器，励磁功率单元（含励磁绕组EEW ，直流励磁机 DE，磁场电阻 RC ，整流晶闸管AVR ），原理： 接线图见 P51 图 3-13，发电机转子绕组由专门的直流励磁机DE 供电， 调整励磁机磁场电阻 RC 可改变励磁机励磁电流中的IRC，从而达到人工调整发电机转子电流的目的，实现对发电机励磁的

7、手动调节。特点：正常工作时， IAVR 与 I RC 同时担负励磁机的励磁绕组EEW 的调节功率，这样减小了励磁调节器的容量，这对于功率放大系统较小，由电磁元件组成的励磁调节器来说很必要。（二）他励直流励磁系统基本构成：发电机，励磁变压器，励磁调节器，励磁功率单元（含励磁绕组EEW ，直流励磁机 DE，磁场电阻 R ，AVR ，副励磁机 PE）C ，整流晶闸管原理：接线图见线图见 P52 图 3-14 ，其励磁绕组是由副励磁机供电，副励磁机PE 和励磁机DE 都与发电机同轴。特点：由于他励方式取消了励磁机的自并励， 励磁单元的时间常数就是励磁机励磁绕组的时间常数，与自励方式相比，时间常数减小了

8、，即提高了励磁系统的电压增长速率。交流励磁系统，由于过于复杂，在此不详细列举，参照P5254。8 根据比例式励磁调节器的励磁特性分析其工作原理：量，判断，执行的步骤功能对发电机机电压进行调节，其工作特性如比例式励磁调节器是依照测P66 图 3-33，发电机电压 UG 升高时，调节器经过测量后，减小输出电流。当UG 降低时，它的输出电流就增大。它与励磁机配合，组成如图3-34 所示的闭环控制回路，实现对发电机端电压的调节。9.模拟式励磁调节器的构成：简化框图如P67 图3-3610.励磁调节器的静态工作特性：Ude =K 1 * （UREF UG），K1 测量比较单元的放大系数 UREF 发电机

9、电压的整定值。发电机调节特性： 是指发电机转子电流 I EF 与无功负荷电流 I Q 的关系如图 3-38 调差系数 表示无功功率从零增加到额定值时，发电机电压的相对变化。 （=UG1 UG2）/UGN UGN 发电机额定电压； UG1 UG2分别为空载运行和额定无功电流时的发电机电压，一般取 UG2UGN0 为 正调差 系数，其调节特性下倾，即发电机端电压随无功电流增大而减小 0 为 负调差 系数，起调节特性上翘，及发电机端电压随无功电流增大而上升 =0 称为 无差 特性，发电机端电压为定值11.发电机无功调节特性的形成： 发电机的调节特性是发电机转子电流 I EF 与无功负荷电流 IQ 的

10、关系。由于在励磁调节器作用下，发电机端电压仅在额定值附近变化。励磁机的工作特性在一般情况下是接近线性的，即励磁机定子电流和励磁机的励磁电流IEE 之间近似呈线性关系。这样，发电机转子电流就可以直接用励磁机励磁电流I EE 表示。（作图法， P68图 3-38）12.如何平移发电机调节特性使发电机平稳投入或退出：移动发电机调节特性的操作是通过改变励磁调节器的整定值来实现的。当整定单元的整定值增加时，调节器的测量特性将向右移， 所对应的调节器的工作特性也将右移。当整定单元的整定值增加时，调节器输出特性 IEFf U G 曲线平行上移，发电机无功调节特性也随之上移。反之，整定值减小，无功调节特性平行

11、下移。 因此，现场运行人员只要调节机组的励磁调节器中的整定器件就可以控制无功调节特性上下移动，实现无功功率的转移。13.不同调差特性机组并联运行的原理（正，负，零调差之间能否并联）：一台无差调节特性的发电机可以和多台正调差特性的发电机组并联运行； 具有负调差特性的发电机是不能在公共母线上并联运行； 两台无差调节特性的发电机是不能并联运行的； 两台正有差调节特性的发电机在公共母线上可并联运行。14.计算题例3-1,3-2.P72第五章改变发电机转速的基本方法：调节频率或调节发电机转速的基本方法是改变单位时间1.内进入原动机的动力元素。在调整系统频率时，要求维持系统频率在规定范围内。此外，还要力求

12、使系统负荷在安全运行约束条件下，实现经济运行，发电机组之间实现经济分配。2.负荷的静态频率特性 ：当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变，即PLF f 。 发电机组的功率频率特性 ：由于频率变化而引起发电机组输出功率变化的关系。3.通过负荷静态频率特性图说明负荷频率调节效应含义, 公式表达： 在额定频率 fN时，系统负荷功率由 PLN 下降到 PLb。如果系统的频率升高，负荷功率将增大。也就是说，当系统内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频率值下重新平衡。这种现象称为负荷的频率调节效应。 通常有dPLKLdfL*计算频

13、率下降）4.小计算（有关利用 KP127例 5-1， 5-25.发电机组的（有功）调差系数及其导数含义：发电机以额定频率f N 运行时，其输出功率为 PGa；当系统负荷增加而使频率下降到f 1 时，则发电机组由于调速器的作用， 使输出功率增加到 PGb。可见对应于频率下降f，发电机组的输出功率增加PG。这是一种有差调节， 其特性称为有差调节特性。特性曲线的斜率为R -f，R 为发电机组的调差系PG数。R 的倒数 K G* 为发电机组的功率- 频率静特性系数，或者原动机的单位调节功率。6.调差特性与机组间有功功率的分配关系（图，分析）推导等值调差系数：调差特性与机组间有功功率分配的关系可用P12

14、9 图 5-7 来表示。图中表示两台发电机并联运行的情况， 曲线表示1 号发电机组的调节特性，曲线表示2 号发电机组的调节特性。假设此时系统总负荷为L的长度所示，系统频率为fN时， 1 号机承担的负荷为P，如线段 CBP ， 2 号机承担的负荷为 P 。于是有 P +P =P。1212L当系统负荷增加，经过调速器的调节后，系统频率稳定在f 1，这时1 号发电机组的负荷为P ，增加了 P；2 号发电机组的负荷为 P ，增加了 P，两台发电机组增量之和等于P。1122L可得P1* /P2*=R2* /R1* 。则表明发电机组的功率增量用各自的标幺值表示时，在发电机组间的功率分配与机组的调差系数成反

15、比。调差系数小得机组承担的负荷增量标幺值要大，而调差系数大地机组承担的负荷增量标幺值要小。推广到系统中多台发电机并联运行的情况，可得系统中第i台发电机组的调节方程为PGi=- （ 1/Ri*） * （f/fN PGiN）（ i=1,2,.n） . 对上式求和，并考虑到稳态时整个系统内频率的变化f 是相同的，则得P =- f/fN（ PGiN/Ri*），如用一台等值机组来代替，则有P =- （ 1/R * ） * （ f/fN P N）。 P N 为全系统总额定容量。则有R * （系统等值机组的调差系数）=P N/ (PGiN/Ri*)7. 最大频率呆滞 ：不灵敏区的宽度可以用失灵度来描述，即f

16、w，式中 fw 调fN速器的最大频率呆滞。最大误差功率 ： 对应于一定的失灵度来说，最大误差功率与调差系数存在关系 fw PwtgR ，Pw机组的最大误差功率。 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，特别是机械式调速器尤为明显，这就是说，调速器具有一定的失灵区。失灵度：不灵敏区的宽度可以用失灵度来描述。失灵区存在的意义：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，调速器也要调节，这样会使阀门的调节过于频繁。8.一次调频 ：在电网负荷发生变化时，依靠发电机的调速器以及负荷的调节效应的共同作用而使电网在新的频率下稳定运行的自动调整方法。二次调频 ：用手动或自动装置

17、改变调速器给定值， 使得其调速特性曲线上下平移，以改变原动机的动力元素以维持电网频率不变。9.根据电力系统频率特性图分析一次调频及二次调频的作用： P13110.控制调频器的信号形式：（ 1）比例调节： 按频率偏移的大小，控制调频器按比例地增、减机组功率，即Pcf ，这种调频方式只能减小而不能消除系统频率偏移。（ 2）积分调节：按频率偏移对时间的积分控制调频器，即Pfdt ，这种方式可以实现频率的无c差调节，但负荷变动最初阶段，因控制信号不大而延缓了调解过程。（ 3）微分调节：按频率偏移对时间的微分控制调频器，即Pcd f ，在负荷变动最初阶段，增、减调节较快，dt但随着时间推移f 趋于稳定时

18、，调节量也趋于零，在稳态时它就不起作用。11. 微增率 ：是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值。等微增率法则 ：就是运行的发电机组按微增率相等的原则分配负荷，这样就可使系统总的燃料消耗 （或费用） 为最小，从而是最经济的。耗量特性 ：对于一台发电机组，它包括了锅炉、汽轮机、和发电机三个单元，它们在单位时间内所消耗的能量与输出功率之间的关系，称为耗量特性。第六章低频危害性：电力系统频率的变化， 对生产率以及发电厂间的负荷分配都有直接的影响，1.频率变化时， 使发电机组和厂用电辅机等设备偏离额定工况，因而它们的效率降低， 电厂在不经济的状况下运行， 还影响着整个电网的经济运行。频率过低时， 还会危及全系统的安全运行。 频率降低较大时， 对系统运行极为不利，甚至会造成系统崩溃