电力系统自动装置原理
《电力系统自动装置原理》课程教学大纲
《电力系统自动装置原理》课程教学大纲一、课程基本信息
二、课程内容及基本要求
a)同步发电机的自动并列
➢自同期并列
➢准同期并列
➢恒定越前时间并列装置的合闸控制频率差控制
b)同步发电机励磁自动控制系统
➢电压控制控制无功功率的分配提高同步发电机并联运行的稳定性改善电力系统的运行条件对水轮发电机组实行强行减磁
c)励磁自动控制系统的动态特性
➢励磁控制系统的传递函数励磁自动控制系统的稳定性电力系统频率及有功功率的自动调节
➢电力系统的频率特性调速器原理电力系统频率调节系统及其特性电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置
➢对汽轮机的影响
➢发生频率崩溃现象
➢发生电压崩溃现象
三、实践环节及基本要求：
详见《电力系统自动装置原理》实验教学大纲
四、学时分配表：
五、课程教学的有关说明
可对下述有关情况做出说明：
1．本课程自学内容及学时
2．课内习题课的安排及学时
3．利用现代化教学手段内容及学时4．对学生能力培养的要求等。
电力系统自动装置原理
电力系统自动装置原理电力系统自动装置是指利用自动化技术，对电力系统进行监测、控制和保护的装置。
它可以实现对电力系统的实时监测，及时发现故障并采取相应的措施，保障电力系统的安全稳定运行。
本文将从电力系统自动装置的原理入手，对其工作原理进行详细介绍。
首先，电力系统自动装置的原理基于电力系统的特点和运行需求。
电力系统是由发电厂、变电站、输电线路和配电设备等组成的复杂系统，其运行需要保持稳定的电压、频率和功率因数。
同时，电力系统还面临着各种故障和突发事件的影响，如短路、过载、接地故障等。
因此，电力系统自动装置需要具备对电力系统各种参数和状态进行监测和分析的能力，能够根据系统运行情况进行自动调节和控制。
其次，电力系统自动装置的原理基于先进的传感器和监测设备。
电力系统自动装置需要通过传感器对电力系统的各项参数进行实时监测，如电压、电流、频率、功率因数等。
这些传感器可以将监测到的数据传输给自动装置的控制器，实现对电力系统运行状态的实时监测。
同时，监测设备还可以对电力系统的各种故障和异常情况进行检测和诊断，为自动装置的控制和保护提供准确的依据。
此外，电力系统自动装置的原理基于先进的控制算法和逻辑。
自动装置需要根据监测到的数据和系统运行状态，通过预设的控制算法和逻辑进行分析和判断，实现对电力系统的自动控制和保护。
例如，当监测到电力系统发生过载或短路时，自动装置可以根据预设的保护逻辑，迅速切除故障部分，保护系统设备不受损坏。
同时，自动装置还可以根据系统运行需求，实现对电力系统的自动调节和优化，提高系统的运行效率和稳定性。
最后，电力系统自动装置的原理基于先进的通信技术和网络系统。
随着信息技术的发展，电力系统自动装置还需要具备远程通信和监控能力，实现对分布式电力系统的远程监测和控制。
通过先进的通信技术和网络系统，自动装置可以实现与电力系统各个部分的信息交互和数据传输，及时掌握系统运行情况，实现对电力系统的远程监控和调度。
电力系统自动装置原理
电力系统自动装置原理第一章1)电能质量的两个最主要指标：电压、频率。
2)自动装置的首要任务：将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机，即数据采集和模拟信号的数字化。
3)香农采样定理：采样频率必须大于原模拟信号频谱中最高频率的两倍，则模拟信号可由采样信号唯一表示（）。
第二章1)恒定越前时间的准同期并列装置中的合闸信号控制单元有哪些环节组成：由滑差角频率检测、电压检测和越前时间信号等环节组成。
2)同步发电机的两种并列方式：准同期并列和自同期并列。
3)同步发电机并列操作时，冲击电流最大瞬时值一般不应超过待并发电机额定电流的1~2倍。
4)什么是整步电压：自动并列装置检测并列条件的电压。
5)频率差调整的任务：将待并发电机的频率调整到接近于电网电压频率，使频率差趋向并列条件允许的范围，以促成并列的实现。
6)运行母线电压的三个状态量：幅值、频率、相角。
7)发电机电压落后电网电压时，发电机吸收电网功率。
8)发电机并列操作时，相角差较小时，其冲击电流主要分量是有功。
9)按照提前时间不同，准同期并列分为哪两种：恒定越前相角准同期并列、恒定越前时间准同期并列。
10)准同期并列的理想条件：频率相等（）、电压幅值相等（）、相角差为零（）。
11)什么是同步发电机自动准同期并列？有什么特点？适用什么场合？为什么？答：调节发电机的电压Ug，使Ug与母线电压Ux相等，满足条件后进行合闸的过程。
特点：并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低；但并列操作过程中需要对发电机电压、频率进行调整，并列时间较长且操作复杂。
适用场合：由于准同步并列冲击电流小，不会引起系统电压降低，所以适用于正常情况下发电机的并列，是发电机的主要并列方式，但因为并列时间较长且操作复杂，故不适用紧急情况的发电机并列。
12)什么是同步发电机自同期并列？有什么特点？适用什么场合？为什么？答：是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近电网频率，滑差角频率不超过允许值，且在机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上断路器QF，接着合上励磁开关开关SE，给转子加励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，又电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。
电力系统自动装置原理第02章同步发电机的自动并列(自动并列装置的工作原理)
第二章同步发电机的自动并列1.概述2.准同期并列的基本原理3.自动并列装置的工作原理4.频率差与电压差的调整5.数字型并列装置的组成脉动电压含有同期合闸所需要的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差。
但是，在实际装置中，却不能利用它检测并列条件。
因为它的幅值与发电机电压及系统电压有关。
这就使得利用脉动电压检测并列条件的越前时间信号和频率检测引入了受电压影响的因素，造成越前时间信号时间误差不准，从而成为引起合闸误差的原因之一。
逻辑关系满足即可以合闸。
必须在之前判定完毕。
YJt•装置的控制逻辑越前时间信号电压差不允许滑差不允许与门或非门合闸信号电压差、频率差判别区U tYJt stω正弦整步电压法采用与直接做差，得到正弦性的包络线来判别。
误差较大。
GU •并列的检测信号&两种方法应用于模拟式并列装置中，实现检测。
线性整步电压法X U &采用三角波（线性）的整步电压。
不考虑电压差，只考虑相角差。
精度较好。
整步电压自动并列装置监测并列条件的电压–正弦整步电压法–线性整步电压法X G U U =若：若X G U U ≠：K Z ——整流系数正弦整步电压法特点：正弦型整步电压不仅是相角差的函数，还与电压差有关。
此并列条件检测引入误差成为合闸误差的原因之一。
应用：早期曾采用，现已被“线性整步电压”替代。
线性整步电压法线性整步电压---指其幅值在一周期内与相角差δe分段按比例变化的电压。
注意：线性整步电压只与发电机电压和系统电压的相角差δe 有关，而与它们的幅值无关。
线性整步电压的表达式:U sl 的上升段)0,0)(()(sl≤≤≤−+=+=t t U U e s slme slmUδπωππδππ)0,0)(()(sl≥≤≤−=−=t t U U s slme slmUπδωππδππfS s T Δ=Δ==1f 222ππωπU slm ---U sl 的最大值U sl 的周期T S 表征发电机电压和系统电压频率差△f的大小：U sl 的下降段线性整步电压法2.因此：越前时间信号和频率差的检测不受电压幅值的影响，提高了并列装置的控制性能。
电力系统自动装置原理
1.并列操作：将同步发电机并入电力系统参加并列运行的操作2.不恰当并列操作影响：①产生巨大冲击电流；②系统电压严重下降；③使电力系统震荡以致瓦解3. 同步发电机并列原则：①并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1~2倍；②发电机组并入电网后，应能迅速同步，暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。
4. 同步发电机并列方法：准同期并列、自同期并列5. 并列的理想条件：① ƒG =ƒX ②U G =U X ③ δe=0 （即相角差为0）6. 存在电压幅值差时，冲击电流主要为无功电流分量；存在合闸相角差时，冲击电流主要是有功电流分量；存在频率差时，待并发电机需经很长暂态过程才能同步，严重时甚至失步。
7.准同期并列主要是对脉动电压Us 和滑差角频率ωs 进行检测和控制。
8.准同期并列装置采用的提前量有恒定越前相角和恒定越前时间。
9. 计算题： 例：一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗"q X 为0.125；系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路电抗X X 为0.25；断路器QF t =0.5s,它的最大可能误差时间为±20%QF t ；自动并列装置最大误差时间为±0.05s ，待并发电机允许的冲击电流值为"i hm =2GN I 。
试计算允许合闸误差角ey δ、允许滑差角频率sy ω，与相应的脉动电压周期s T 。
解：按题意求解如下：① 取''q E =1.05，允许合闸误差角ey δ=''q ""21.82arcsin 2E X X i X q hm ⨯+）（=2arcsin 05.128.1225.0125.012⨯⨯+⨯⨯）（=11.38°=0.199 rad PS:若记不住以上公式，可用"''28.1h hm I i =和2sin X 2ey ''q "q"δX h X E I +=推导。
电力系统自动装置原理-第06章_电力系统自动装置原理
原则2：级差不强调选择性
• 由于实际系统中运行方式和事故的不同，造成 功率缺额具有很大的分散性。若低频减载装置 采用试探法逐级求解，分级切除少量负荷，以 达到比较好的效果。这时要求n较大，这就使得 每级切除的负荷较少，即使两级间无选择性起 动，也不会造成负荷切除量过大，因而频率恢 复值不致于太高 。
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自动低频减载装置的动作时延
• 原则上，动作应尽可能地快，以便延缓f 的下 降。然而，在事故期间可能的电压下降（f 不一 定不满足要求）可能会引起装置误动作，这时人
为设定一0.3~0.5秒的时间延迟以躲过可能的误
动作。
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第2节 自动低频减载
一、概述 二、电力系统频率 静特性€ 三、电力系统频率的动 态特性€ 四、自动低频减载 的工作原理€ 五、自动低频减载的接线与运行
Phmax PLmax PLN PLmax
K L*f * P Lmax
Phmax KL* PLNf* 1 KL*f*
13
14
自动低频减载装置的动作顺序
• 为防止非最严重事故下切除过多的负荷，自动低 频减载装置可采取分批断开负荷并逐步修正负荷 切除量的方法进行。自动低频减载装置在系统频 率下降过程中，按照频率的不同数值将负荷切除 分成多级，每级的动作频率由整定值确定。
• 原则1：按选择性确定级差‘ • 原则2：级差不强调选择性‘ • 前后两级动作的频率间隔：前后两级动作的时间
间隔是受频率测量元件的动作误差和开关固有跳 闸时间限制的。
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原则1：按选择性确定级差
• 该原则强调动作的顺序，后一级只有在前一 级动作以后还不能制止频率下降的情况下才 允许动作。
• 在留有适当的频差裕度fy后，频差应该满足 如下关系： f =2f+ft+fy
电力系统自动装置原理第五版
电力系统自动装置原理第五版第一章介绍本书是关于电力系统自动装置原理的第五版，旨在向读者全面介绍电力系统自动装置的工作原理、设计方法和应用技术。
通过对电力系统自动装置原理的深入研究，读者将能够理解并掌握电力系统自动装置的运行机制，提高电力系统的稳定性和可靠性。
第二章电力系统自动装置的基本原理本章主要介绍电力系统自动装置的基本原理。
首先，需要了解电力系统的结构和组成，包括输电线路、变电站和负荷等。
其次，介绍电力系统的运行状态和故障类型，以及自动装置对故障的检测和处理的基本原理。
最后，介绍电力系统自动装置的分类和应用技术，例如保护自动装置、自动重合闸装置和补偿装置等。
第三章电力系统保护自动装置的原理和设计本章主要介绍电力系统保护自动装置的原理和设计方法。
首先，需要了解电力系统保护的基本概念和目标，以及保护自动装置在电力系统中的作用。
其次，介绍保护自动装置的基本工作原理，包括故障检测、故障定位和故障隔离等。
最后，介绍保护自动装置的设计方法和应用技术，例如差动保护、过电压保护和接地保护等。
第四章电力系统自动重合闸装置的原理和设计本章主要介绍电力系统自动重合闸装置的原理和设计方法。
首先，需要了解自动重合闸的基本概念和作用，以及在电力系统中的应用场景。
其次，介绍自动重合闸装置的工作原理，包括故障检测、故障排除和系统恢复等。
最后，介绍自动重合闸装置的设计方法和应用技术，例如自动重合闸时间的设置和重合闸控制策略的优化等。
第五章电力系统补偿装置的原理和设计本章主要介绍电力系统补偿装置的原理和设计方法。
首先，需要了解电力系统补偿的基本概念和目的，以及在电力系统中的应用场景。
其次，介绍补偿装置的工作原理，包括无功补偿、功率因数调节和电压调节等。
最后，介绍补偿装置的设计方法和应用技术，例如容性补偿和电容器组的选择与配置等。
第六章电力系统自动装置的现状与发展趋势本章主要介绍电力系统自动装置的现状和发展趋势。
首先，分析电力系统自动装置的发展历程和应用现状。
电力系统自动装置讲解
电力系统安全自动装置指防止电力系统失去稳定和避免电力系投、自动联切负荷、自动低频（低压）减负荷、事故减功率、事故切电力系统常见的自动装置有：1，发电机自动励磁----自动调节励磁。
2，电源备自投（BZT）----备用电源自动投入。
3，自动重合闸----自动判断故障性质，自动合闸。
4，自动准同期----自动调节，实现准同期并列。
5，还有自动抄表，自动报警，自动切换，自动开启，自动点火，自动保护，自动灭火，等等。
概述1、现代电力系统综合自动控制的总目标●安全●质量●经济2、现代电力系统综合自动控制的主要内容●频率和有功功率的综合自动控制●电压和无功功率的综合自动控制●开关操作综合自动控制一、备用电源自动投入装置1、定义备用电源自动投入装置是当工作电源或工作设备因故障被断开后，能自动将备用电源或备用设备投入工作，使用户不致停电的一种自动装置，简称为AAT装置。
2、作用提高供电可靠性。
3、备用方式明备用：装设专门的备用电源和备用设备。
暗备用：工作设备相互备用。
4、基本要求●应保证在工作电源或工作设备断开后，备自投装置才能动作。
措施：装置的合闸部分应由供电元件受电侧断路器的辅助动断触点起动。
●工作母线电压无论任何原因消失，装置均应动作。
措施：装置应设置独立的低电压起动部分，并设有备用电源电压监视继电器。
●备自投装置只能动作一次。
措施：控制装置发出合闸脉冲的时间，以保证备用电源断路器只能合闸一次。
●AAT装置的动作时间应使负荷停电时间尽可能短。
措施：装置的动作时间以1～1.5s为宜，低压场合可减小到0.5s。
5、典型接线●构成低电压起动部分：当工作电源失压时，断开工作电源断路器。
自动合闸部分：当工作电源断开后，将备用电源断路器合闸。
二、输电线路自动重合闸装置1、概述●必要性和可能性瞬时性故障：能自行消失的故障。
永久性故障：不能自行消失的故障。
●作用：提高供电可靠性。
●基本要求（1）动作迅速。
（2）手动跳闸不重合。
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电力系统自动装置原理
电力系统自动装置是一种高科技电气装置，它的作用是消除电力系统中出现的故障，确保电力系统运行安全可靠，提高电力系统的自动化程度。
电力系统自动装置应用广泛，包括变电站自动化、电力线路故障隔离、保护配电系统、自动调控电力负载等。
下面将详细介绍电力系统自动装置的原理。
1. 电力系统自动装置的分类
电力系统自动装置按照作用原理可以分为三种：
（1）过电流保护
过电流保护是一种常见的保护方式，它通过检测电路中的电流大小来判断是否存在故障。
当电流大于额定值或持续时间超过一定时间时，保护装置会触发，使故障线路与电力系统隔离。
（2）差动保护
差动保护是一种常用的变压器保护和母线保护方式，它是通过检测两侧的电流差异，判断电路是否存在故障，来实现快速隔离故障电路。
（3）接地保护
接地保护是针对系统接地故障而设计的保护装置，它是通过检测系统中的接地电流大小和存在的故障类型来进行分析，针对不同类型的故障进行自动隔离和恢复。
2. 电力系统自动装置的工作原理
电力系统自动装置的工作原理主要包括三个步骤：检测、判断和操作。
（1）检测
电力系统自动装置通过传感器或直接连接到线路的电流和电压信号检测电力系统中的各种信号，如故障电流、电压等。
（2）判断
当检测到电力系统中存在异常信号时，电力系统自动装置会进行判断，判断出异常信号的类型和位置，并作出相应的处理。
例如，若判断出存在过电流故障，就会针对不同类型的故障进行不同的处理，如瞬时短路、接地故障或欠电压故障。
（3）操作
电力系统自动装置会根据判断结果对电力系统进行相应的操作，如切断故障电路、自动重建回路、调整电力系统运行状态等，保证电力系统的运行安全和可靠性。
3. 电力系统自动装置的优点
电力系统自动装置具有以下优点：
（1）自动化程度高，能够快速准确地诊断和处理电力系统的各种故障。
（2）具有可靠性强的故障传递能力，当有部分装置发生故障时，其余装置仍能正常工作。
（3）能够大幅度提高电力系统的运行效率，减少电力损
耗和能源浪费。
（4）对电力系统的安全和稳定运行至关重要，能够保证
电力系统的稳定供电。
4. 电力系统自动装置的发展趋势
随着电力系统的不断发展和智能化水平的不断提升，电力系统自动装置正朝着更加高效、智能和绿色的方向发展。
未来，电力系统自动装置将越来越重视系统运行效率和能源利用率，更加关注系统运行的环保要求和人性化需求。
同时，基于互联网、大数据、人工智能等技术手段，电力系统自动装置将实现更加智能化的运作方式。
总之，电力系统自动装置是一种重要的电气装置，已广泛应用于电力工业。
它能够快速准确地检测和处理电力系统中出现的各种故障，保证电力系统的安全稳定运行，并为电力系统的发展和智能化提供了保障和支持。
随着电力系统的不断发展，电力系统自动装置也将不断创新发展，为电力系统的高效、智能和环保运行提供更为坚实的基础和保障。