第二章 电力系统电压的自动调节 《电力系统自动装置(第2版)》教学课件
《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
课程编号 X61011012
课程名称 电力系统自动装置原理
课程英文名称 Principle of Power System Automatic Equipment
总学时数 48 授课学时 40 实践学时 实验学时 8 习题课学 时 设计学时
学 分 3
开课单位 电力系统及其自动化教研室
适用专业 电力系统及其自动化
先修课程 “电路”、“电子技术基础”
课程类别 选修课
选用教材 杨冠城主编，《电力系统自动装置原理》，中国电力出版社
主要教学
参考书 许克明主编，《电力系统自动装置》，水利电力出版社
本课程
任务和
目的 本课程是电力系统及其自动化专业的专业课。通过本课程的学习，使学生掌握电力系统自动装置的基本原理和实现方法。了解自动装置的主要功能及现状，为学生毕业后从事自动装置的设计、运行、调试和调度自动化工作奠定必要的基础；使本专业学生毕业后从事与本专业有关的工作时具备必要的电力系统自动装置的方面的知识。
教学大纲制订单 位 电力系统及其自动化教研室 教学大纲制订时间 2005.01
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
《电力系统自动装置》复习思考题参考答案(1—3章)
第三章 复习思考题
1. 何谓并列？发电机并列操作应遵循哪原则？
答：电力系统并列操作一般是指两个交流电源在满足一定条件下的互联操作，也叫同步操作、同期操作或并网。
并列的原则是：(1)并列瞬间，发电机的冲击电流不应超过规定的允许值；(2)并列后，发电机应能迅速进入同步运行。
2. 并列的方法有哪两种？各有何特点？
答：并列的方法有准同步并列和自同步并列两种。准同步并列的优点是并列时产生的冲击电流较小，不会使系统电压降低，并列后容易拉入同步。自同步并列的优点是操作简单、并列速度快，在系统发生故障、频率波动较大时，发电机组仍能并列操作并迅速投入电网运行，可避免故障扩大，有利于处理系统事故。
3. 准同期自动并列的三个条件是什么？并列时如果不满足这些条件会有何后果？
答：并列条件应为： (1)发电机电压和系统电压的幅值相同； (3)发电机电压和系统电压的相位相同，即相角差为0； (2)发电机电压和系统电压的频率相同。
不满足条件(1)时，会产生无功分量的冲击电流。冲击电流的电动力会对发电机绕组产生影响，当电动力较大时，有可能引起发电机绕组的端部变形；不满足条件(2)时，产生有功分量的冲击电流，合闸后发电机与电网间立刻交换有功功率，使机组转轴受到突然冲击，这对机组和电网运行都是不利的；不满足条件(3)时，断路器两侧出现脉动电压，如果发出合闸命令的时刻不恰当，就有可能在相角差较大时合闸，从而引起较大的冲击电流。此外，如果在频率差较大时并列，频率较高的一方在合闸瞬间会将多余的动能传递给频率低的一方，即使合闸时的相角差不大，当传递能量过大时，待并发电机需经历一个暂态过程才能拉人同步运行，严重时甚至导致失步。
4. 准同期自动并列的实际条件是什么？
答：(1)待并发电机电压幅值与系统电压幅值应接近相等，误差不应超过±(5％~l0％)的额定电压；(2)待并发电机频率与系统频率应接近相等，误差不应超过±(0.2％~0.5％)的额定频率；(3)并列断路器触头应在发电机电压与系统电压相位差接近零度时刚好接通。合闸瞬间相位差一般不应超过±10°。
电力系统自动装置原理复习思考题完整版
电力系统自动装置原理复习思考题完整版
《电力系统自动控制装置原理》复习思考题
考试题型：选择、名词解释、简答题、计算题
负荷的调节效应：当频率下降时，负荷吸取的有功功率随着下降；当频率升高时，负荷吸取的有功功率随着增高。这种负荷有功功率随频率变化的现象，称为负荷调节效应。
频率调差系数：单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数。
电压调整：调节电力系统的电压，使其变化不超过规定的允许范围，以保证电力系统的稳定水平及各种电力设备和电器的安全、经济运行。
电力系统：由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
1电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节？
答：①主导发电机法、②积差调频法、③分区调频法。
2、自动发电控制系统的基本任务？
答：主要任务：①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹配；
②保持系统频率为额定值；
③控制区域联络线的交换功率与计划值相等；
④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。
3、简述发电机调节的类型及特点。电力系统调度的主要任务。
答：发电机调节的类型及特点：
①＞0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降低；
②＜0为负调差系数，其调节特性上翘，发电机端电压随无功电流增大而上升；
③=0称为无差特性，这时发电机端电压恒为定值。
电力系统调度的主要任务：
③ 保证供电质量的优良；②保证系统运行的经济性； ③保证较高的安全水平；④保证提供强有力的事故处理措施。
4、强行励磁的基本作用是什么？
答：强行励磁的基本作用是：①有利于电力系统的稳定运行；
②有助于继电保护的正确动作；
③有助于缩短电力系统短路故障切除后母线电压的恢复时间；
④并有助于用户电动机的自起动过程。
同步发电机并列的理想条件是什么？
答：理想条件：频率相等、电压幅值相等、相角差为零；即（f
G=f x、U G=U X、ee=0 ）。
简述同步发电机组并列时遵循的原则。
《电力系统自动装置》选择题题库含答案
《电力系统自动装置》题库
1.自同步并列操作的合闸条件是（ ）。
A.发电机已加励磁, 接近同步转速
B.电机未加励磁, 接近同步转速
C.发电机已加励磁, 任意转速
D.发电机未加励磁, 任意转速
参考答案: B
2.同步并列点待并发电机的电压与电力系统的电压基本相等, 其误差不应超过（ ）额定电压。
A.2%-5%
B.5%-10%
C.10%-15%
D.15%-20%
参考答案: B
3.同步并列点待并发电机与电力系统的频率差值要求不超过（ ）Hz。
A.0.2-0.5
B.0.1-0.15
C.0.1-0.25
D.0.2-0.25
参考答案: C
4.发电机准同步并列后立即带上了无功负荷(向系统发出无功功率), 说明合闸瞬间发电机与系统之间存在（ ）。
A.电压幅值差, 且发电机电压高于系统电压
B.电压幅值差, 且发电机电压低于系统电压
C.电压相位差, 且发电机电压超前系统电压
D.电压相位差, 且发电机电压滞后系统电压
参考答案: A
5.AAT装置低电压继电器的动作电压一般整定为（ ）可满足要求。
A.额定工作电压的25%
B.额定工作电压的50%
C.额定工作电压的70%
D.应不低于额定工作电压的70%
参考答案: A
6.AAT装置过电压继电器的动作电压一般整定为（ ）可满足要求。
A.额定工作电压的25%
B.额定工作电压的50%
C.额定工作电压的70%
D.应不低于额定工作电压的70% 参考答案: D
7.AAT装置的动作时间为（ ）。
A.以1-1.5s为宜
B.0s
C.较长时限
D.5s
参考答案: A
8.应用AAT装置的明备用接线方式是指正常时（ ）。
A.有接通的备用电源或备用设备
B.有断开的备用电源或备用设备
C.有断开的工作电源或工作设备
D.没有断开的工作电源或工作设备
电力系统自动装置原理知识点
电力系统自动装置原理知识点
电力系统自动装置原理是指通过电力系统的监测、保护、控制等设备来实现电力系统的自动化运行。它能够实时监测电力系统的状态和参数，并根据设定的逻辑和策略进行保护和控制操作，以确保电力系统的安全稳定运行。下面将详细介绍电力系统自动装置原理的相关知识点。
一、电力系统自动装置的分类
1.监测装置：用于实时监测电网的电压、电流、频率、功率等参数，通常包括电能表、电流互感器、电压互感器、数字及模拟量传感器等。
2.保护装置：用于实现电力系统的过电流保护、跳闸保护、接地保护等功能，通常包括继电保护装置、保护继电器等。
3.控制装置：用于实现电力系统的继电控制、重合闸控制、柜内控制等功能，通常包括继电控制装置、远动装置等。
4.辅助装置：用于辅助监测、保护和控制装置的运行，通常包括组合仪表、RTU装置、通讯设备、故障录波器等。
二、电力系统自动装置的工作原理
1.监测装置的工作原理：将监测装置与电力系统的测量点相连，通过传感器将电能、电流、电压等参数转化为电信号，并送入测量装置，经过放大、滤波、数字转换等处理后，得到与电力系统参数相关的信息。
2.保护装置的工作原理：将保护装置与电力系统的主要设备相连，通过传感器将电流、电压等参数转化为电信号，并送入保护装置中，经过比较、判别等处理后，得到保护动作信号，控制断路器等设备进行跳闸保护。 3.控制装置的工作原理：将控制装置与电力系统的控制设备相连，通过接受上级控制信号或自动逻辑控制信号，对电力系统的断路器、隔离开关等设备进行控制操作。
4.辅助装置的工作原理：将辅助装置与监测、保护和控制装置相连，通过通讯设备实现与上级或下级系统之间的数据传输和命令控制，为自动装置的运行提供支持和保障。
三、电力系统自动装置的应用范围
1.电力系统的监测：通过实时监测电能、电压、电流、频率、功率因数等参数，了解电网的运行状态和负荷情况，为电力系统的管理和调度提供数据支持。
电力系统自动装置原理重点
总结人：张英杰 电力系统自动装置原理重点
·绪论
1. 电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。
2. 调度控制中心对所管辖的电力系统进行监视和控制、其主要任务是合理地调度所属各发
电厂的出力，制定运行方式，及时处理电力系统运行中所发生的问题，确保系统安全经济运
行。
3. 电力系统自动控制的划分：①电力系统自动监视和控制；②发电厂动力机械自动控制；
③电力系统自动装置；④灵活交流输电系统；⑤电力安全装置。
4. 电力系统自动装置分
·第二章 同步发电机的自动并列
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. 任一母线电压瞬时值：sin()muUtωϕ=+ （电压幅值、频率、相角）
3. 同步发电机组并列时遵循的原则：（问答）
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应超过待并发电机额
定电流的1~2倍。
② 发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减小对电力
系统的扰动。
4. 同步发电机并列方法：①准同期并列；②自同期并列。（一般采用准同期并列）
准同期并列：设待并发电机组G已经加上励磁电流，其端电压为GU•，调节待并发电机
组GU•的状态参数使之符合并列条件。
5. 并列的理想条件：
自动调节装置 自动操作装置
Gxωω=或Gxff= （即频率相等）
GxUU= （即电压幅值相等）
0eδ= （即相角差为零） 6. 不满足准同期并列的后果？
① 电压幅值差：冲击电流主要为无功电流分量；
② 合闸相角差：当相角差较小时，这种冲击电流主要为有功电流分量；
③ 频率不相等：待并发电机需经历一个很长的暂态过程才能进入同步运行状态，严重时甚
至失步。
7. 自同期并列：自同期并列操作是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网频率，
滑差角频率xω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，首先合上并列
断路器QF，接着立即合上励磁开关SE，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的
电力系统及自动化综合实验指导书(第二版)
WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验台，是为了适应现代化电力系统对宽口径“复合型”高级技术人才的需要而研制的电力类专业新型教学试验系统。此系统除用于试验教学以外，另可用于本、专科生的课程设计试验，也可作为研究生、科研人员的产品开发试验，还可作为电力系统技术人员的培训基地。
试验装置“一次系统原理接线图”见附录一。
综合自动化实验教学系统由发电机组、试验操作台、无穷大系统等三大部分组成（如图1所示）。
图1 WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验装置现场图
1．发电机组
它是由同在一个轴上的三相同步发电机（SN=2.5kVA，VN=400V，nN=1500r.p.m），模拟原动机用的直流电动机（PN=2.2kW，VN=220V）以及测速装置和功率角指示器组成。 直流电动机、同步发电机经弹性联轴器对轴联结后组装在一个活动底盘
上构成可移动式机组。具有结构紧凑、占地少、移动轻便等优点，机组的活动底盘有四个螺旋式支脚和三个橡皮轮，将支脚旋下即可开机实验。
2．试验操作台
实验操作台是由输电线路单元、微机线路保护单元、功率调节和同期单元、仪表测量和短路故障模拟单元等组成。其中负荷调节和同期单元是由“TGS-04型微机调速装置”、“WL-04B微机磁励调节器”、“HGWT-03微机准同期控制器”等微机型的自动装置和其相对应的手动装置组成。
（1）输电线路采用双回路远距离输电线路模型，每回线路分成两段，并设置中间开关站，使发电机与系统之间可构成四种不同联络阻抗，便于实验分析比较。
（2）“YHB-Ⅲ型微机线路保护”装置是专为实验教学设计，具有过流选
相跳闸、自动重合闸功能，备有事故记录功能，有利于实验分析。在实验中可以观测到线路重合闸对系统暂态稳定性影响以及非全相运行状况。
（3）“TGS-04型微机调速装置”是针对大、中专院校教学和科研而设计的，能做到最大限度地满足教学科研灵活多变的需要。具有测量发电机转速、测量电网频率、测量系统功角、手动模拟调节、手动数字调节、微机自动调速以及过速保护等功能。
电力系统调频、调压
第一章 电力系统调频
第一节 系统频率标准
1。1 福建电网与华东电网并列运行时，频率调整按《华东电力系统调度规程》执行.标准频率为50 赫兹,频率偏差不得超过 50±0。2赫兹，超出50±0.2赫兹为事故频率，事故频率的允许持续时间为：超出50±0.2赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±0。5赫兹，持续时间不得超过15分钟。在正常情况下，发电机组AGC投入时，系统频率应保持在50±0。1赫兹范围内运行。
1。2 当发生省网或省内局部地区独立网运行时，独立网用电负荷为300万千瓦及以上,频率偏差正常不得超过50±0。2 赫兹;超出50±0。2赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±0。5赫兹,持续时间不得超过15分钟。独立网用电负荷小于300万千瓦,频率偏差正常不得超过50±0。5 赫兹；超出50±0.5赫兹,持续时间不得超过30分钟；超出50±1赫兹，持续时间不得超过15分钟.
1.3 系统事故造成地区电网独立网运行时，地调及地区电厂负责独立小网调频调压任务，使之能与省电网顺利并列，不得出现因调整不当而引起的高频切机、低频减负荷甚至垮网的现象。
第二节 调频厂的确定及频率监视
2.1 电网运行时应指定第一调频厂和第二调频厂。
省电网单机容量在100MW及以上的火电厂、单机容量在50MW及以上的水电厂、燃汽轮机组以及抽水蓄能机组均可担任系统的第一、二调频厂.正常运行情况下，省调应指定上述其中的电厂担任第一调频厂,机组投入AGC运行的电厂即自动转为第一调频厂，未指定为第一调频厂或未投AGC的上述电厂均为系统的第二调频厂。
选择系统调频厂应遵循以下原则：
1、具有足够的调频容量，可满足系统负荷的最大增、减变量。
2、具有足够的调整速度,可适应系统负荷的最快增、减变化。
3、在系统中所处的位置合理，其与系统间的联络通道具备足够的输送能力.
2。2 省调调度室应装有ACE监视画面和数字式频率显示器及记录式频率记录仪，当频率超出50±0。1赫兹时，应具备告警信号.系统的频率以省调调度室的频率显示为准；系统第一、第二调频厂和频率监视点每月15日白班应与省调核对频率显示装置.
《电力系统自动装置》复习思考题参考答案(1—3章) 2
《电力系统自动装置》复习思考题答案（第一、二章）
绪论 复习思考题
1、 简述电力系统自动装置的作用。
答：电力系统自动装置是保证电力系统安全运行、稳定运行、经济运行和避免电力系统发生大面积故障的自动控制保护装置。
2、 电力系统自动装置有哪些功能？
答：电力系统自动装置的功能主要有：
（1）配合继电保护装置提高供电的可靠性；
（2）保障电网的安全运行，防止故障的进一步扩大；
（3）保证电能质量，使电力系统稳定运行和经济运行。
3、 电力系统自动装置有哪些类型？
答：电力系统自动装置有自动操作型和自动调节型。而自动操作型又可分为正常操作型和反事故操作型。
第一章 复习思考题
1、AAT装置有何用途？
答：备用电源和设备自动投入装置的作用是在当工作电源因故障被断开后，能自动、迅速地将备用电源或设备投入工作或将用户切换到备用电源上，使负荷不至于停电的一种自动装置，保证用户供电的可靠性和电力系统安全运行。
2、对AAT装置有哪些基本要求？
答：AAT装置应满足以下基本要求：
(1) 保证工作电源或设备断开后，备用电源或设备才能投入；
(2) 工作母线突然失压时AAT应能动作；
(3) AAT装置应保证只动作一次；
(4) 发电厂用AAT装置运行方式应灵活；
(5) 应校验AAT动作时备用电源过负荷情况；
(6) 备用电源投于故障时应使其保护加速动作；
(7) AAT装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。
3、为什么要求AAT装置只能动作一次？
答：当工作母线发生持续性短路故障或引出线上发生未被出线断路器断开的持续性故障时，备用电源或设备第一次投入后，由于故障仍然存在，继电保护装置动作，将备用电压或设备断开。此后，不允许再次投入备用电压或设备，以免对系统造成不必要的冲击，因此，AAT装置只能动作一次。
4、简述明备用和暗备用的含义。
答：明备用方式是指备用电源在正常情况下不运行，处于停电备用状态，只有在工作电源发生故障时才投入运行的备用方式。