电力系统自动化基础知识总结

1、.电气07-2 师徒祝大家考试胜利仅供参考，严禁它用 复习版 ：.；绪论1、了解电力系统自动化的重要性。被控对象复杂而庞大。被控参数很多。干扰严重。2、掌握电力系统自动化的根本内容。在跨地域的电力系统构成后，必需建立一个机构对电力系统的运转进展一致管理和指挥，合理调度电力系统中各发电厂的出力并及时综合处置影响整个电力系统正常运转的事故和异常情况，这个机构称为电力系统调度中心。按运转管理的区域划分：电网调度自动化发电厂自动化火电厂自动化、水电厂自动化变电站自动化配电网自动化。从电力系统自动控制的角度划分：电力系统频率和有功功率控制电力系统电压和无功功率控制发电机同步并列的原理。第1章 发电机的自

2、动并列1、掌握并列操作的概念及对并列操作的要求。并列的概念：将一台发电机投入电力系统并列运转的操作，称并列操作。发电机的并列操作又称为“并车、“并网、“同期。对并列操作的根本要求：并列断路器合闸时，冲击电流应尽能够的小，其瞬时最大值不宜超越12倍的额定电流。发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运转形状，进入同步运转的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。 2、掌握并列操作的两种方式及各自的特点。并列操作的两种方式：准同期并列普通采用、自同期并列很少采用。准同期并列的概念：发电机在并列合闸前已励磁，当发电机频率、电压相角、电压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小接近相等时，将发电机

3、断路器合闸，完成并列操作，这种方式称为准同期。自同期并列概念： 将一台未加励磁的发电机组升速到接近于电网频率，在滑差角频率不超越允许值，机组的加速度小于某一给定值的条件下，先合并列断路器QF，接着合励磁开关，给转子加励磁电流，在发电机电势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列机组拉入同步运转。优点：操作简单，并列迅速，易于实现自动化。缺陷:冲击电流大，对电力系统扰动大，不仅会引起电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组附近呵斥电压瞬时下降。适用：只需在电力系统事故、频率降低时运用。自同期并列不能用于两个系统之间的并列，也不用于汽轮发电机组。3、掌握准同期并列的三个理想条件，了解并列误差对并列的影

4、响。(1) fG=fX：待并发电机频率与系统频率相等，即滑差(频差)为零；(2) UG=UX：待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零；(3)e=0：断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零。？电压幅值差对并列的影响：产生的冲击电流，在只存在电压差的情况下，并列机组产生的冲击电流主要为无功冲击电流。冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响，由于定子绕组端部的机械强度最弱，所以须特别留意对它所呵斥的危害，必需限制冲击电流。合闸相角差对并列的影响：当相角差较小时，冲击电流主要为有功电流分量。阐明合闸后发电机立刻向电网输出有功功率，使机组联轴遭到忽然冲击，这对机组和电网运转

5、都是不利的。合闸频率差对并列的影响：在有滑差的情况下，将机组投入电网，需经过一段加速或减速的过程，才干使机组与系统在频率上“同步。加速或减速力矩会对机组呵斥冲击。滑差越大，并列时的冲击就越大，因此应该严厉限制并列时的滑差。4、掌握自动准同期安装的组成及各组成部分的义务。自动准同期安装的组成频差控制单元；检测UG与UX间的滑差角频率，且调理发电机转速，使发电机电压的频率接近于系统频率。电压差控制单元；检测UG与UX间的电压差，且调理发电机电压UG ，使它与UX间的电压差小于规定值。合闸信号控制单元；检测并列条件，当待并机组的频率和电压都满足并列条件时，控制单元就选择适宜的时间(恒定越前时间发出合

6、闸信号，使并列断路器的主触头接通时，相角差为零。？5、了解模拟式准同期安装的任务原理。模拟式并列安装为简化电路，在一个滑差周期Ts时间内，把s假设为恒定。数字式并列安装可以抑制这一假设的局限性，采用较为准确的公式，按照e当时的变化规律，选择最正确的越前时间发出合闸信号，可以缩短并列操作的过程，提高了自动并列安装的技术性能和运转可靠性。数字式并列安装由硬件和软件组成。？6、了解数字式准同期安装的任务原理。第2章 同步发电机励磁自动控制系统？1、了解电力系统无功功率控制的必要性；发电机是系统中主要的无功电源。为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布,要求“合理控制电力系统中并联运转发电机输出的无功

7、功率。？2、掌握同步发电机励磁系统的义务；控制发电机端电压：在发电机不经升压直接向用户供电的简单系统中，假设供电线路不长，线路上电压损耗不大，单靠调理发电机的励磁来控制发电机的端电压就能满足负荷对电压质量的要求。合理分配并联运转发电机间的无功功率：发电机是系统中主要的无功电源。为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布,要求“合理控制电力系统中并联运转发电机输出的无功功率。“合理控制的含义：(1)每台发电机发出的无功功率数量要合理；(2)当系统电压变化时，每台发电机输出的无功功率要随之自动调理，而且调理量要合理。提高同步发电机并联运转的稳定性改善电力系统的运转条件：当电力系统由于种种缘由，出现短

8、时低电压时，发电机的励磁自动控制系统可发扬其调理功能，即大幅度地快速添加励磁电流以提高系统电压来改善系统运转条件。防止水轮发电机过电压：水轮发电机在因系统缺点被切除或忽然甩负荷时，一方面由于水轮发电机组的机械转动惯量很大，另一方面为了引水管道的平安，不能迅速封锁水轮机的导水叶，致使发电机的转速急剧上升。假设不采取措施迅速降低发电机的励磁电流，那么发电机感应电势有能够升高到危及定子绕组绝缘的程度。因此要求励磁自动控制系统能实现强行减磁功能。？3、掌握同步发电机励磁控制系统的组成及各组成部分的作用。同步发电机励磁控制系统的组成：励磁功率单元励磁功率单元向同步发电机提供直流电流。励磁调理器检测和综合

9、系统运转形状的信息，经相应处置后，产生控制信号，控制励磁功率单元，以得到所要求的发电机励磁电流。4、了解各种类型励磁功率单元的特点即交、直流励磁机励磁系统的根本构成、特点及运用范围。直流励磁机励磁系统按励磁机励磁方式不同分：自励式直流励磁机励磁系统、他励式直流励磁机励磁系统交流励磁机励磁功率单元的组成：交流励磁机与发电机同轴、硅整流器5、了解励磁系统中转子磁场的建立和灭磁的作用及原理。磁场的建立：在外部事故情况下，需求发电机转子磁场能迅速加强，到达尽能够高的数值，以弥补无功功率的缺额。两个目的：强励顶值：转子励磁电压的最大值1.82倍额定电流呼应比：磁场建立的速度灭磁：当转子磁场曾经建立起来后

10、，假设由于某种缘由发电机绕组内部缺点等需求强迫发电机立刻退出任务，在断开发电机断路器的同时，必需使转子磁场尽快的消逝，否那么转子磁场内存储的大量能量迅速消释，会使电机内产生危险的过电压。6、掌握自动励磁调理器的根本原理，了解励磁调理器静态特性的合成；掌握同步发电机励磁调理器静态特性的调整，了解自动励磁调理器的辅助控制。自动励磁调理器的根本原理：励磁调理安装(自动励磁调理器)是一个闭环比例调理器。输入量：发电机电压UG；输出量：励磁机的励磁电流或是转子电流，通称为IAVR。同步发电机励磁调理器静态特性的调整：对同步发电机电压调理特性进展调整的目的，主要是为了满足运转方面的要求： 保证并列运转发电

11、机组间无功功率的合理分配(经过调整各发电机的调差系数，使其相等即可实现)； 保证发电机能平稳地投入和退出运转，而不发生冲击景象。(经过上下平移发电机调理特性曲线即可实现)7、了解励磁控制系统的动态特性的分析方法。第3章 电力系统频率及有功功率的自动调理1、了解电力系统频率及有功功率控制的必要性。电力系统频率控制的必要性：1)频率对电力用户的影响电力系统频率变化会引起异步电动机转速变化电力系统频率动摇会影响某些丈量和控制用的电子设备的准确性和性能，频率过低时有些设备甚至无法任务。电力系统频率降低会使电动机的转速和输出功率降低，导致其所带动机械的转速和出力降低，影响电力用户设备的正常运转。2)频率

12、对电力系统的影响频率下降时，汽轮机叶片的振动会变大，轻那么影响运用寿命，重那么能够产生裂纹。频率下降到4748HZ时，由异步电功机驱动的送风机等火电厂厂用机械的出力随之下降，使火电厂锅炉和汽轮机的出力随之下降，从而使火电厂发电机发出的有功功率下降，这种趋势假设不能及时制止，就会出现频率雪崩,会呵斥大面积停电，甚至使整个系统瓦解。在核电厂中，反响堆冷却介质泵对供电频率有严厉要求。当频率降到一定数值时，冷却介质泵即自动跳开，使反响堆停顿运转。电力系统频率下降时，异步电动机和变压器的励磁电流添加，使异步电动机和变压器的无功耗费添加，引起系统电压下降。假设电力系统原来的电压程度偏低，在频率下降到一定值

13、时能够出现电压快速而不断地下降，出现电压雪崩,会呵斥大面积停电，甚至使系统瓦解。电力系统有功功率控制的必要性:维持电力系统频率在允许范围之内提高电力系统运转的经济性保证结合电力系统的协调运转2、掌握电力系统负荷的功率频率特性，了解负荷频率调理效应系数的含义；掌握发电机组的功率频率特性，了解调差特性与有功功率分配的关系，掌握调速器的失灵区对调理特性的影响；掌握电力系统的频率特性，了解电力系统功率频率特性系数的含义，掌握一次调频与二次调频的概念及特点。负荷的功率频率特性定义：当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改动，即Pl=F(f),这种有功负荷随频率而改动的特性称为负荷的功率频率特性，即

14、负荷的静态频率特性。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理作用，这种特性有利于系统中有功功率在另一频率下重新平衡。这种景象称为负荷的频率调理效应。通常用负荷的频率调理效应系数KL来衡量负荷调理效应的大小。发电机组的功率频率特性：通常把由于频率变化而引起发电机组输出功率变化的关系称为发电机组的功率频率特性或调理特性。发电机组的功率频率特性取决于调速系统的特性。调差特性与有功功率分配的关系：当发电机组的功率增量用各自的标么值表示时，发电机组间的功率分配与机组的调差系数成反比，与单位调理功率成正比。调速器的失灵区对调理特性的影响：由于调速器的频率调理特性是条带子，因此会导

15、致各并联运转的发电机组间有功功率的分配产生误差。PW*与失灵度成正比，而与调差系数成反比。不灵敏区的存在虽然会引起一定的功率误差或频率误差。但是，不灵敏区不能太小或完全没有。电力系统的频率特性：电力系统主要由发电机组、输电网络及负荷组成，发电机组的功率频率特性与负荷的功率、频率特性曲线的交点就是电力系统频率的稳定运转点。一次调频的概念：当电力系统负荷发生变化引起系统频率变化时，系统内并联运转机组的调速器会根据电力系统频率变化自动调理进入它所控制的原动机的动力元素，改动输入原动机的功率，使系统频率维持在某一值运转，这就是电力系统频率的一次调整，也称为一次调频。二次调频概念：当机组负荷变动引起频率

16、变化时，利用同步器调频器平移机组工频特性来调理系统频率，称为电力系统频率的二次调理，也称为二次调频。3、了解电力系统自动调频的方法，了解积差调理与改良积差调理法的特点，掌握积差调理法的两种实现方式。电力系统自动调频方法有差调频法主导发电机法积差调理法积差调理法的特点：随着负荷的变化，频率发生变化，产生频率偏向，f0，即fdt就不断积累，调频器动作挪动调速器调理特性，改动进入机组的进汽(或进水)量，使频率力求恢复额定值，频率调理过程只能在f=0时终了。此时系统中的功率到达新的平衡。积差调理法的缺陷：频率的积差信号滞后于频率瞬时值的变化，因此调理过程缓慢。不能保证频率的瞬时偏向在规定范围内。改良：

17、通常不单纯采用积差调理，而是采用在频率积差调理的根底上，添加频率瞬时偏向调理信号，构成改良的频率积差调理方程。积差调理法的两种实现方式：集中调频制分散调频制4、掌握电力系统经济调度的原那么，掌握自动发电控制的原理。最经济的分配是按等微增率分配负荷。微增率是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值。等微增率法那么就是运转的发电机组按微增率相等的原那么来分配负荷，这样就可使系统总的燃料耗费或费用为最小。自动发电控制AGC/EDC功能原理：单台发电机组的AGC系统具有多台发电机的AGC系统负荷分配器根据输入的控制信号大小并且根据等微增率准那么或其他原那么来控制各台发电机输出功率的大小。5、掌握电力系统

18、低频减载安装的作用及原理。当频率下降到某一定值时，低频减负荷安装起动，自动切除预先安排的部分负荷，同时迅速启动备用发电机组，能有效地抑制频率的继续下降，使之逐渐恢复到稳定运转形状。这种方法称为按频率自动减负荷6、了解电力系统常用的几种稳定安装及其作用。常用的几种稳定安装：低频自起动发电机安装低频调相改发电安装低频降低电压安装低频抽水改发电安装在抽水蓄能水电厂，当系统频率下降时，利用低频继电器使发电机组由抽水运转方式迅速改为发电运转方式。自动低频减载安装高频切机安装当系统频率超越某一整定值时，利用高频继电器起动，将部分运转的发电机组退出运转，以减轻系统功率过剩。高频减出力安装当系统频率升高时，可

19、用短时减小汽轮机主汽门或水轮机导水叶开度的方法，减少发电机组的出力，当系统缺点消除后，又很容易恢复到正常出力。这种方法比高频切机安装的灵敏性好。第5章 电力系统调度自动化1、掌握电网调度的义务及电网调度自动化的义务。电力系统调度的义务：控制整个电力系统的运转方式。保证供电的质量优良保证系统运转的经济性保证较高的平安程度保证提供强有力的事故处置措施。电力系统调度自动化的义务：综合利用电子计算机、远动和远程通讯技术，实现电力系统调度管理自动化，有效的协助 电力系统调度员完成调度义务。2、掌握电网调度自动化的构造及各组成部分的功能。电网调度自动化的构造：信息采集和命令执行子系统，即远动终端RTU作用

20、：采集各发电厂、变电所中各种表征电力系统运转形状的实时信息，并根据运转需求将有关信息经过信息传输通道传送到调度中心，同时也接受调度端发来的控制命令，并执行相应的操作。信息传输子系统信道；作用：信息传输子系统是调度中心和厂站端(RTU)信息沟通的桥梁。将远动终端的各种实时信息上传给主站，把主站发出的各种调度命令下到达各有关厂站，即完成主站与远动终端之间信息与命令可靠、准确地传输。信息搜集处置与控制子系统调度端；作用：信息搜集处置与控制子系统，是整个电力调度自动化系统的中心。3、掌握RTU的“四遥功能及实现方法。可以实现“四遥功能：遥测(YC)、遥信(YX)、遥控(YK)和遥调(YT).遥测:采集

21、并传送电力系统运转模拟量的实时信息；遥信:采集并传送电力系统中开关量的实时信息；遥控:指接纳调度中心主站发送的命令信息，执行对断路器的分合闸、发电机的开停、并联电容器的投切等操作；遥调:指接纳并执行调度中心主站计算机发送的遥调命令，如调整发电机的有功出力或无功出力、发电机组的电压、变压器的分接头等。4、掌握电量采集的两种采样方式及各自的特点。电量采集的两种采样方式：直流采样交流采样直流采样的优点：软件设计简单，计算简便。直流采样的缺陷：采样结果实时性较差；丈量准确度受直流变送器的准确度和稳定性的影响；设备复杂，添加系统的造价。交流采样的优点：A、实时性好；B、能反映原来电流、电压的实践波形，便

22、于对所丈量的结果进展波形分析；C、设备简单，可以节约投资。5、了解信息传输的根本知识。6、掌握电力系统远动信息传输通道有几种类型及其特点。P113P1157、了解RTU与调度中心通讯的特点，掌握电力系统远动通讯的两种规约及各自的特点。RTU与调度中心通讯的特点：1)间隔 远 2)实时性强 3)可靠性高。我国电网调度自动化的两大通讯规约：循环式通讯规约CDT、问答式通讯规约Polling。循环式通讯规约的特点：重要数据发送周期短，实时性强；普通数据发送周期长，主站对其呼应慢。采用信息字校验方式，当某个字符出错时，只需丢弃相应的字，其他可以正常接纳；数据传送以现场端为主，因此假设发生暂时性通讯失败

23、，当通讯恢复时，未发出的数据仍有时机上报，而不至于呵斥显著危害；循环式较应对式规约容量大，可传送512路遥信量，256路遥丈量。问答式规约特点是：RTU有问必答： RTU收到主机查询命令时，必需在规定的时间内应对，否那么视为通讯失败；RTU无问不答：当RTU未收到主机查询命令时，决不允许上报信息。8、了解调度中心计算机系统的配置情况，调度中心计算机系统的配置：前置机：完成数字信号的接纳及预处置等功能。担负着与厂所RTU和各分局的数据通讯及通讯规约解释等义务，是SCADA/EMS系统的桥梁和根底。后台处置机：完成数据的进一步处置、存储、系统监视与分析等高级功能。9、了解EMS系统的含义，了解常用

24、高级运用软件的作用，其中重点掌握形状估计的功能及根本原理。形状估计的功能：得到最接近于系统真实形状的最正确估计值。对生数据进展不良数据或叫坏数据的检测与辨识，删除或矫正不良数据。推算出齐全而准确的电力系统运转参数。根据遥丈量估计电网的实践构造，纠正偶尔会出现的开关形状遥信错误，保证数据库中电网构造数据的正确性。估计某些可疑或未知的设备参数。以现有数据预测未来的趋势和能够出现的形状。确定合理的测点数量和合理的测点分布。？形状估计的根本原理：1.丈量的冗余度；普通要求是：丈量系统的冗余度=系统独立丈量数/ 系统形状变量数=1.53.02、形状估计的步骤第6章 配电管理系统1、掌握配电管理系统DMS

25、的组成及各组成部分的功能；了解配电SCADA的含义及特点。通常把从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统，称为配电管理系统。配电管理系统的组成：配电自动化系统(DAS)、网络分析和优化、任务管理系统、调度员培训模拟系统DAS组成部分及功能：配电网数据采集和监控SCADA)；配电SCADA系统是配电网管理系统DMS根本功能的组成，同时又是DMS的根本运用平台。需方管理DSM电力的供需双方共同对用电市场进展管理，以到达供电可靠性，减少能源耗费及供需双方的费用支出的目的。2、掌握馈线自动化FA的含义，掌握就地控制的馈线自动化中缺点隔离与自动恢复原理；掌握远方控制的馈线自动化系统的构造

26、；馈线自动化FA的含义：馈线自动化指配电线路的自动化。就地控制依托馈线上安装的重合器和分段器本身的功能来消除瞬时性缺点和隔离永久性缺点，不需求和控制中心通讯即可完成缺点隔离和恢复供电；P159 远方控制是由FTU采集到缺点前后的各种信息并传送至控制中心，由分析软件分析后确定缺点区域和最正确供电恢复方案，最后以遥控方式隔离缺点区域，恢复正常区域供电。3、了解负荷自动控制技术的作用，熟习电力系统负荷控制的种类，了解负荷控制的层次；电力负荷控制种类：分散的负荷控制负荷控制安装功能有限，不灵敏，但价钱廉价。用于一些简单的负荷控制。远方集中负荷控制负荷控制系统的种类比较多，根据所采用的信息传输方式有：音频负荷控制、工频负荷控制、载波负荷控制和无线电负荷控制等。4、熟习配电图资地理信息系统的组成，了解其在配电网络中的运用。配电图资地理信息系统组成:自动绘图AM、设备管理FM、地理信息系统GISAM/FM/GIS系统在配电网中的实践运用5、熟习远程自动抄表计费系统的构成，了解远程自动抄表系统的典型方案。远程自动抄表系统主要包括四个部分：具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、