电力系统自动装置电子教案及讲义
电力系统培训课件：电力系统自动装置原理培训课件
500 50 f
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50
60 50 1.5 500 f 46Hz
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PL PL N 60 50
KL
PL f
PL N f fN
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10 50 1.5 450 f 49.3Hz
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对按频率自动减负荷装置装置的基本要求
（1）AFL动作后，系统频率应回升到恢复频率范围内 一般规定为49.5Hz。 （2）为使AFL充分发挥作用，使应有足够负荷接于AFL上。一般 Pcut.man<Pla.max。 （3）AFL应根据系统频率的下降程度分级切除负荷 （4）AFL装置各级动作频率的确定应符合系统要求 首级动作频率 49.1Hz～49.2Hz；末级动作频率 47Hz；极限运行作频率 46Hz 频率级差0.1Hz～0.3Hz。
第9单元 备用电源自动投入装置AAT原理
定义：当工作电源因故障被断开后，能自动而迅 速地将备用电源与备用设备投入工作的自动装置， 简称AAT。
备用方式：明备用、暗备用
明备用：有明显断开的的备用电源或备用设备的系统。 有备用变压器、内桥、外桥接线系统。
暗备用：没有明显断开的备用电源或备用设备的系统。 单母线分段断路器
（1）提高供电可靠性，节省建设投资； （2）简化继电保护； （3）限制短路电流，提高母线残余电压。在受端变 电所，单母线接线系统，如果采用变压器解列运行 或环网开环运行，将增大系统阻抗，使出线短路电 流受到一定限制。 同时，ATT装置简单，投资少，可靠性高，因而获 得了广泛应用。
二、对AAT装置的基本要求及实际意
9.2 典型AAT装置的组成
（1）低电压起动部分，当工作母线因各种原因失去电压时，断开工作电源。 （2）自动合闸部分，当工作电源断路器断开后，将备用电源的断路器合闸。
电力系统自动装置课件
第一章 备用电源自动投入装置
本章介绍的主要内容有：备用电 源自动投入装置的作用、特点、 备用方式等概念，备用电源自动 投入装置应满足的基本要求，暗 备用接线及原理，微机型备用电 源自动投入装置的特点、硬件结 构和软件原理。
第一节 概 述
• 一、 备用电源自动投入装置的作用和特 点
• 备用电源自动投入装置是指当工作电 源因故障被断开后，能自动、迅速地将 备用电源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，简称AAT装置
（3）限制短路电流，提高母线残余电压。在受端变电所， 如果采用开环运行和变压器分裂运行，将使短路电流受 到一定限制，不需要再装出线电抗器，这样，既节省了 投资，又使运行维护方便。
二、备用方式
• 备用电源自动投入装置可以分成两大类： 明备用方式和暗备用方式
• 若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
• 2．工作母线突然失压时备用电源自动投入装置应能 动作
•
工作母线突然失去电压，主要有：①工作变压器
发生故障，继电保护动作；②工作母线本身故障，继
电保护使断路器跳闸；③工作母线上的出线发生故障，
而该出线断路器或继电保护拒绝动作，引起变压器断
路器跳闸；④变压器断路器误跳闸（人为误操作或保
护误动作）；⑤系统故障，高压工作电源电压消失。
这时，备用电源自动投入装置都应起动，使备用电源
自动投入，以确保不停电地对负荷供电。
• 为了实现这一要求，AAT装置在工作母线上应设置独 立的低压启动部分，以保证在工作母线失压时，AAT
装置可靠启动
• 3．备用电源自动投入装置只应动作一次
• 当工作母线发生永久性故障，备用电源第 一次投入后，由于故障仍然存在，继电保护装 置动作，将备用电源跳开，此时工作母线又失 压，若再次将备用电源投入，就会扩大事故， 对系统造成不必要的冲击。
《电力系统自动装置》教学大纲
《电力系统自动装置》教学大纲课程编码：学分：总学时：课堂教学学时：实验（上机）学时：适用专业：电气工程及其自动化先修课程：电力系统分析、电力系统继电保护一、课程的性质、目的与任务：本课程是电气工程及其自动化专业本科生的专业核心选修课程。
掌握电力系统中几种主要常规自动装置，特别是自动准同期装置和自动调节励磁装置的工作原理，性能以及它们在电力系统运行中所起作用，通过对自动装置基本环节构成原理的学习，能对具体的自动装置有一定的分析能力。
了解上述自动装置试验调整的一般方法。
通过本课程的学习，在知识、能力和素质上应达到的基本要求如下：基本掌握电力系统自动装置的基本工作原理，特别是微机型自动装置，了解备用电源和设备自动投入、输电线路三相自动重合闸、自动并列装置、同步发电机的励磁调节系统、电力系统自动调频、自动按频率减负荷和其他安全自动装置和故障滤波装置。
二、教学进程安排：三、教学内容与要求：第一章绪论1.教学目标：通过本章学习使学生了解电力系统的特点及对其运行的要求、电力系统自动化的重要性及自动装置的分类、电力系统自动化发展趋势。
2.教学重点和难点：电力系统自动化的重要性及自动装置的分类。
3.教学内容和要求：电力系统的特点及对其运行的要求、电力系统自动化的重要性及自动装置的分类、电力系统自动化发展趋势。
4.教学过程与方法：理论讲解、例题分析教学与随堂提问相结合。
5.课外阅读资料：学生在阅读时应按照课堂讲授内容进度看参考书目，通过广泛的阅读可以拓宽学生的专业知识面，有利于学生更好的理解和掌握本课程。
第二章微机监控系统基础知识1.教学目标：通过本章学习使学生了解微机监控系统的组成、模拟量输入／输出通道、开关量输人／输出通道、干扰及其抑制、数字滤波、数据预处理、交流采样的电量计算等基础知识。
2.教学重点和难点：交流采样的电量计算。
3.教学内容和要求：微机监控系统的组成、模拟量输入／输出通道、开关量输人／输出通道、干扰及其抑制、数字滤波、数据预处理、交流采样的电量计算。
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。
电力系统自动装置原理PPT课件
由外特性，当励磁电流一定时，UG随IQ的 UG 增大而下降。若IQ太大造成UG过小，满足 UGe
不了运行条件，则需通过励磁控制系统 UG2
增加励磁电流，从而增大Eq，以使UG上升 到满足运行条件；若IQ太小，造成UG过大， 则需减小励磁电流，从而减小Eq，使UG下
降到满足运行条件。
IEF2 IEF1
返回
水轮发电机组的强行减励
水轮发电机组发生故障突然跳闸时，调速系统不能迅速 关闭导水叶（惯性作用的结果），致使转速急剧上升， 如不采取措施迅速降低发电机的励磁电流，则发电机电 压有可能升高到危及定子绝缘的程度（在励磁电流一定 时，转子转速上升，定子绕组切割磁力线的速度加大，
从而使Eq增大。）
返回
对励磁调节器的要求
行发电机组间无功功率的合理分配。
返回
提高静态稳定性
以单机无穷大系统为例分析。
发电机输出的有功功率（功率或功角特性）为：
PG = EqUsin/x = Pmaxsin
当Eq（与励磁电流相对应）和U固定时，PG是的正弦函数。
因此，调节励磁电流，改变Eq，使发电机的有功功率特性得到改变，
从而改善系统的有功静态传输能力。对于按参数偏差量的比例进行
QG = UGIGsin=UGk1tg 或 QG =[EqUGcosUG2]/xd = k2tg - UG2/xd 结论：虽然IEF改变使Eq、及发生了变化，但仍可使PG维持恒定，而QG随之调 节，即在调节励磁时，一方面可以维持PG恒定，另一方面又可改变发电机承
担的无功功率。因此，在多机系统中，可以通过调节励磁电流来实现并联运
IQ1
IQ2 IQ
返回
控制无功功率的分配
参考 相位
设机端电压恒定。正常情况下，发电机
电力系统自动装置课件
• 9．备用电源自动投入装置运行方式应灵活 • 在一个备用电源同时作为几个工作电源的备用 电源情况下，备用电源已代替某一工作电源后， 电源情况下，备用电源已代替某一工作电源后， 若其它工作电源又被断开， 若其它工作电源又被断开，必要时装置仍应动 作； • 当备用电源自动投入装置不应动作时，如备用 当备用电源自动投入装置不应动作时， 电源检修， 电源检修，手动断开工作电源或备用电源已带 满负荷， 满负荷，备用电源自动投入装置也应该能相应 地作退出切换。 地作退出切换。
随着经济建设的不断发展， 随着经济建设的不断发展，电力系统在 不断的向高电压、大机组、 不断的向高电压、大机组、现代化大电网 发展，这将对电力系统自动化、 发展，这将对电力系统自动化、电网安全 稳定提出更高的要求。 稳定提出更高的要求。为了更好地保证电 网的安全稳定运行，保证电能质量， 网的安全稳定运行，保证电能质量，提高 电网的经济效益， 电网的经济效益，必须借助电力系统自动 装置来实现， 装置来实现，从而促进了电力系统自动控 制技术的不断发展。 制技术的不断发展。
• 2．工作母线突然失压时备用电源自动投入装置应能 动作 • 工作母线突然失去电压，主要有： 工作母线突然失去电压，主要有：①工作变压器 发生故障，继电保护动作； 工作母线本身故障， 发生故障，继电保护动作；②工作母线本身故障，继 电保护使断路器跳闸； 工作母线上的出线发生故障， 电保护使断路器跳闸；③工作母线上的出线发生故障， 而该出线断路器或继电保护拒绝动作， 而该出线断路器或继电保护拒绝动作，引起变压器断 路器跳闸； 变压器断路器误跳闸（ 路器跳闸；④变压器断路器误跳闸（人为误操作或保 护误动作）； 系统故障，高压工作电源电压消失。 ）；⑤ 护误动作）；⑤系统故障，高压工作电源电压消失。 这时，备用电源自动投入装置都应起动， 这时，备用电源自动投入装置都应起动，使备用电源 自动投入，以确保不停电地对负荷供电。 自动投入，以确保不停电地对负荷供电。 • 为了实现这一要求，AAT装置在工作母线上应设置独 为了实现这一要求，AAT装置在工作母线上应设置独 立的低压启动部分，以保证在工作母线失压时， 立的低压启动部分，以保证在工作母线失压时，AAT 装置可靠启动
电力系统自动装置绪论PPT课件
2、调度自动化
(2)、高级应用
(1)、状态估计 (2)、潮流计算
……
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电力系统自动化的内容
第四层
第三层 第二层 第一层
协调、安全调度
寻优功能 监督功能 控制器 被控设备
寻优功能 监督功能 控制器 被控设备
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2021/7/1
电力系统自动化的重要性
先进的自动化技术
目标：电力系统的安全、可靠、经济运行
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电力系统自动化的重要性
电磁暂态
Electromagnetic Switching Transient
机电暂态
Transient stability（angle and voltage）
系统稳态运行
Power system operation
第16页发展过程
☆综合自动化特点：
利用计算机技术、通信技术实现对系统的自动监测、保 护、控制，以及对系统运行情况的自动分析和处理。
电力系统 信息
电力系统 自动装置
YX,YC YK,YT
电力系统 远动和 通信装置
YX,YC YK,YT
信息处理
确定数学模 型
做出控制决策
电压稳定 Long term voltage stability
0.001 0.01
0.1
1
10
100
1000 Sec.
继电保护范围 自动装置范围
调度自动化范围
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电力系统自动化的发展过程
电力系统自动装置讲解学习
电力系统自动装置1、电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。
例如按运行计划将发电机并网运行的操作为正常操作。
电网突然发生事故，为防止事故扩大的紧急操作为反事故操作。
第一章1、对连续的模拟信号x(t),按一定的时间间隔T S ,抽取相应的瞬时值，这个过程称为采样过程。
采样后的脉冲信号Xs(nTs)为采样信号。
0，Ts,2Ts，.…,各点为采样时刻，τ为采样时间，Ts为采样周期，其倒数f s=1/Ts称为采样频率。
实际应用中，τ〈〈Ts。
2、设x(t)是带限信号，其频谱限制在0≤Ω≤Ωm的范围之内，Ωm是可能的最高频率，其频谱称为基带频谱。
当Ωs≥2Ωm时，理想采样信号频谱中，基带频谱以及各次谐波调制频谱彼此不会重叠，这样就得到一个重要不等式Ωs≥2Ωm，这就是著名的香农采样定理。
它指出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来唯一表示。
3.电压和频率是电能质量的两个主要指标。
电力系统自动装置有两种类型：自动调节装置和自动操作装置。
第二章：同步发电机的自动并列1、同步发电机组并列时应遵循如下的原则：（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倍的额定电流。
（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。
2、实行并列条件为：1、频率差不大于额定频率的0.2%~0.5%。
2、电压差不超过额定电压幅值的5%~10%。
3、相位差不大于5º并列的理想条件：频率相等，电压幅值相等，相角差为0。
7.电压幅值不相等，冲击电流主要为无功分量；合闸相角差不等于0，当相角差较小时，冲击电流主要为有功电流分量；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两种。
9.自同并列装置检测并列条件的电压人们常称为整步电压。
正弦型整步电压，线性整步电压3、准同期并列：先加励磁，再合断路器；自同期并列：先合断路器，后加励磁。
电力系统自动装置第二章PPT精品文档38页
正弦整步电压法
采用UG 与 UX 直接做差，得到正
弦性的包络线来判别。误差较大。
线性整步电压法
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。
电力系统 自动装置原理
自动并列装置的工作原理
▪ （一）整步电压 ▪ 1、正弦整步电压法
由图可知USZ不仅是相角差 的函数，而且还与电压差值有 关。这就使得利用USZ检测并 列条件的越前时间信号和频差
第二节、准同期并列的基本原理
❖ 并列断路器主触头闭合瞬间所出现的冲击电流以及进 入同步运行的暂态过程，决定于合闸时的脉动电压US 和滑差角频率ωs。故准同期并列主要是对脉动电压和 滑差角频率进行检测和控制，并选择合适的时间发出 合闸信号。
电力系统 自动装置原理
第二节、准同期并列的基本原理
❖ 一、脉动电压分析
电力系统 自动装置原理
准同期并列的基本原理
❖ 提示：
合闸相角差表达式为：
e e0 2 1 fs0 2 2 0 (f1f2)0.2 co t0 s.2 si2tn
先不考虑提前量，则有：
e [ 0 . 2 c t 0 . o 2 s 2 t ] s d i e n 0 t 0 . 2 s t 0 i . 1 c n 2 t 0 o . 1 0 s
主要内容
1. 同步发电机自动并列的条件和原则 2. 准同期自动并列的分析 3. 准同期自动并列装置的实现原理 4. 频差调节的方法
电力系统 自动装置原理
第一节、概 述
❖ 同步发电机自动并列的条件和应遵守的原则 ▪ 理想并列条件
fG fx UG Ux G x
▪ 并列的现实情况分析 ▪ 原则
1. 发电机合闸时，冲击电流应尽可能小（小于允许值） 2. 发电机合闸后，应尽快拉入同步
电气工程技术专业电力系统与自动化设备课程的优秀教案范本
电气工程技术专业电力系统与自动化设备课程的优秀教案范本电力系统与自动化设备课程教案范本【引言】电力系统与自动化设备课程是电气工程技术专业的核心课程之一，旨在培养学生在电力系统及其自动化领域的专业知识和技能。
优秀的教案对于教学的顺利开展和学生的学习效果具有重要作用。
本文将为您呈现一份优秀的电力系统与自动化设备课程教案范本。
【教案设计】一、课程基本信息1. 课程名称：电力系统与自动化设备2. 课程代码：EE1234563. 学时安排：64学时（每周4学时，共16周）...二、教学目标设定1. 知识目标：- 熟悉电力系统的基本组成和运行原理。
- 掌握电力系统的常用设备及其特点。
- 理解电力系统自动化的概念和关键技术。
2. 技能目标：- 能够进行电力系统的设计和运行分析。
- 具备电力系统设备的选型和优化能力。
- 掌握电力系统自动化设备的配置和调试。
...三、教学内容1. 电力系统基本概念和组成- 电力系统的定义与分类- 输配电系统的基本组成与功能- 电力系统的运行模式与拓扑结构2. 电力系统设备技术- 高压开关设备及其特点- 变压器设备的原理和应用- 发电机组的选型与运行调试3. 电力系统自动化技术- 自动化控制原理及其在电力系统中的应用- SCADA系统的概念与功能- 远动技术在电力系统中的应用...四、教学方法与手段1. 讲授法：- 结合多媒体技术进行理论知识的讲解与示范。
- 分析经典实例，引导学生理解并掌握实际应用。
2. 实践法：- 使用仿真软件开展电力系统设计与运行仿真实验。
- 开展实验室实训，使学生熟悉电力系统设备与自动化设备的操作。
...五、教学评价方法1. 学生平时表现占比：30%- 课堂出勤- 作业完成情况- 小组讨论和展示2. 期中考试占比：30%3. 期末考试占比：40%...【结语】本教案范本以电力系统与自动化设备课程为例，全面覆盖了教学目标、教学内容、教学方法与手段以及教学评价方法等方面的设计。
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电力系统自动装置电子教案及讲义 授课内容： 一、电力系统自动化的主要任务： （1）保证电能质量：频率、电压、波形。通过有功功率的调节保证频率；无功功率的调节保证电压。 （2）提高系统运行安全性。通过计算机程序化的事故预想，能够实现对系统当前的运行状况进行详细的安全分析，确定具有足够承受事故冲击能力的运行方式。 （3）提高事故处理能力。一旦电力系统中发生事故，迅速正确地处理事故，是减小事故损失、尽快恢复正常运行的保证。通过安全自动装置实现局部的故障处理。 （4）提高系统运行经济性。在系统安全运行、保证用户有合格电能质量前提下，整个电力系统是处在最经济的运行状态，其发电成本是最小的。 二、电力系统自动化技术包括的内容：电力系统自动装置，电力系统调度自动化。 1、电力系统自动装置包括： 1）保证同步发电机并列操作的正确性和安全性的自动并列装置； 2）保证电压水平，提高电力系统的运行稳定性的自动调节励磁AER ；保证系统频率水平且使系统负荷在同步发电机之间实现最优经济分配的自动调频；
章节与课题 第一章 绪论
目的要求 了解电力系统自动化技术的主要任务，内容；熟悉电力系统安全自动装置配置及各装置的作用；了解主要学习内容及计划课时。
重点难点 电力系统自动装置内容
教学方法 讲授法、讨论法 作 业 电力系统自动装置包括哪些内容，如何配置？ 小 结 保证同步发电机并列操作的正确性和安全性的自动并列装置： 保证电压水平，提高电力系统的运行稳定性的自动调节励磁AER ；保证系统频率水平且使系统负荷在同步发电机之间实现最优经济分配的自动调频；反事故安全自动装置自动重合闸ARD；备用电源和备用设备自动投入ATS；自动按频率减负荷AFL及自动解列、电气制动、水轮发电机自动起动。
教学内容:
详细教学内容 3）反事故安全自动装置自动重合闸ARD；备用电源和备用设备自动投入ATS；自动按频率减负荷AFL及自动解列、电气制动、水轮发电机自动起动及自动切负荷、火电厂事故减出力、水电厂事故切机等，如图1-1为电力系统安全自动装置配置： 图1-1电力系统自动装置配置示意图
2、电力系统调度自动化：1）对实时数据进行收集和处理，保证电能质量，保证系统安全和经济运行。2）对事故的实时预想以选择合理的最优运行方式；系统事故发生后，提供正确的事故处理措施。因此，电力系统调度自动化是一项效果显著、经济效益高、提高系统安全经济运行水平的技术措施。 三、主要学习内容及计划课时 1、同步发电机的自动并列装置（10+2课时） 保证了并列操作的正确性和安全性，而且减轻了运行人员的劳动强度，加快并列操作的过程。 ZZQ-5 自动准同步装置； 数字式并列装置 2、同步发电机的自动调节励磁装置AER（18+2） 调整同步发电机励磁系统的励磁电流维持发电机机端电压；分配并列运行发电机间无功功率，保证系统运行时的电压水平；提高电力系统的稳定性； 3、电力系统频率和有功功率自动调节（4） 通过调整发电机的有功出力保证电力系统正常运行时有功功率的自动平衡，使系统频率在规定范围内变动。 4、输电线路的自动重合闸ARD（10+2） 将被非正常操作跳开的断路器重新自动投入的一种自动装置，提高输电线路供电的可靠性。 5、备用电源和备用设备自动投入装置ATS（4+2） 当工作电源(或工作设备)因故障被断开以后,能自动而迅速地将备用电源(或备用设备)投入工作,保证用户供电可靠性 6、自动按频率减负荷装置AFL（4） 防止电力系统因事故发生有功功率缺额时频率的过度降低，保证了电力系统的稳定运行和重要负荷的正常工作； 7、 反事故措施（2） 1）自动解列装置可防止系统稳定破坏时引起系统长期大面积停电和对重要地区的破坏性停电。 2）水轮机组低频自启动当电力系统发生功率缺额、频率降低时，水轮发电机迅速起动并投入系统运行。 3）自动切机自动切机是在系统发生短路故障时，在功率过剩侧自动切去部分机组，以减少过剩功率，使重合闸时保持系统的稳定性。 4）电气制动是在系统发生短路故障时，在功率过剩的电厂侧快速投入制动电阻，消耗过剩功率以限制机组加速，使重合闸时两侧电势摆开的角度不致过大。 8、电力系统安控装置包括检测单元、判断单元、决策单元、执行单元和通信单元，控制电力系统稳定安全（2） 9、 故障录波装置（2） 正确分析事故原因、研究防止对策提供原始资料，帮助查找故障点；分析评价继电保护及自动装置、高压断路器的动作情况，及时发现设备缺陷，以便消除隐患；实测系统参数，研究系统振荡。 授课顺序 2 课 时 2 累计学时 4 章节与课题 第二章 同步发电机的自动并列装置 课题一：并列方法及条件
目的要求 熟悉并掌握关于并列的一些基本概念；分析准同步并列条件 重点难点 重点：同步运行、并列操作、准同步并列、自同步并列、滑差、滑差频率、滑差周期、恒定导前时间、恒定导前时间式自动准同步装置； 难点：准同步并列条件不满足时并列对系统的影响
教学方法 讲授法、讨论法
作 业 1、并列的方法有哪两种？如何定义？各有何特点？ 2、准同步并列的条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果？ 3、为什么要在δ=0之前提前发合闸脉冲？ 4、自动准同步装置的任务是什么？
小 结 自动准同步装置应能自动检定待并发电机和系统母线间的压差、频差大小，当满足要求时，导前（δ=0°）tad时间自动发出合闸脉冲命令，使断路器主触头闭合时δ=0°。如果压差或频差不满足要求，则检出压差和频差方向，对待并发电机进行电压或频率的调整，以加快自动并列的过程。
教学内容:
详细教学内容 授课内容： 一、同步发电机的并列 1、同步运行并列运行的同步发电机，其转子以相同的电角速度旋转，每个发电机转子的相对电角速度都在允许的极限值以内。 2、并列操作把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列。 3、同步发电机的并列方法 1）准同步并列：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。 2）自同步并列：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动机转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。 3）准同步并列的优点是并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低；不足是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，另外，如果合闸时刻不准确，可能造成非同步合闸。 4）自同步并列的优点是并列过程中不存在调整发电机电压、频率的问题，并列时间短且操作简单，在系统电压和频率降低的情况下，仍有可能将发电机并入系统，容易实现自动化；不足是并列发电机未经励磁，并列时会从系统中吸收无功而造成系统电压下降，同时产生很大的冲击电流。 4、分类：按自动化程度不同，准同步并列分为手动准同步、半自动准同步和自动准同步。 5、同步点在发电厂和变电所中，两侧均有电源可以进行并列操作的断路器。例如，发电机、发电机双绕组变压器组高压侧、发电机三绕组变压器组各电源侧的断路器都是同步点，用以实现一台发电机的并列操作；母线联络断路器是同步点，作为同一母线上所有发电单元的后备同步点；双绕组变压器、三绕组变压器各电源侧断路器都是同步点，在任一侧故障断开或检修后恢复时，可以减少并列过程中的倒闸操作，保证迅速可靠地恢复供电。母联、旁路、35KV及以上系统联络线等的断路器都是同步点。母线分段断路器一般不作为同步点，因为低压侧母线解列时，高压侧是连接的，没有同期要求。 对变压器为Y,d11连接，采用△侧电压在Y侧实现准同步时，可用接线为D，y1,相电压变比为 的中间转角变压器进行相位补偿。 二、 准同步条件分析 1、滑差ωs 在相量图上 G和 sys以不同的电角速度ωG和ωsys旋转，如果以系统侧电压为基准，则发电机以（ωG―ωsys）的相对电角度旋转，记为即ωs=ωG―ωsys=2π（fG―fsys）=2πfs 2、滑差频率fs= fG―fsys； 如果从 G和 sys同相位时开始计时，则 G和 sys之间的 3、相角差δ=|ωG―ωsys|t=|ωs|t 4、滑差周期Ts我们称δ变化360°（2πrad）所用的时间，如果ωs在一个Ts内保持不变，则Ts与ωs、fs有如下关系
（2-3） 显然，Ts的大小反映了待并发电机和系统之间频率差的大小，Ts小则表示频差大，Ts大则表示频差小。我们可以将这一结论用于检测待并发电机是否满足并列条件。 5、发电机并列操作应该遵循以下原则： （1） 并列瞬间，发电机的冲击电流应尽可能小，不应超过允许值； （2） 并列后，发电机应能迅速进入同步运行，暂态过程要短。 6、发电机并列时不满足准同步条件的后果。 1）设UG与Usys相位相同（δ=0），fG=fsys，但UG≠Usys。则 相量图如图2-2所示 当UG>Usys时， 滞后 G90°对发电机起去磁作用，发电机并列后立即带无功负荷；当UG发电机起助磁作用，发电机并列后立即从系统吸收无功功率。如果ΔU很大，则Iim过大时，将会引起发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力的作用下受损。因此，一般要求电压差不应超过额定电压的5%~10%。 2）设fG=fsys，UG =Usys=U，但 G与 sys相位不同（δ≠0），则 ， 如果δ很大，Iim很大，其有功分量电流在发电机轴上产生冲击力矩，严重时损坏发电机。通常准同步并列操作允许的合闸相位差不应超过去5°。如果合闸瞬间发电机与系统之间存在较小的相位差，当 G超前
sys，发电机并列后立即发出有功功率；当 G滞后 sys，发电机并列后立即从系统吸收有功功率。 3）设UG =Usys，但fG≠fsys 。 G与 sys之间具有相对运动，则并列合闸后的δ在0°到360°之间周期性变化， 当δ=0°时，ΔU=0，则Iim=0； 当δ=180°时，ΔU=2UG=2Usys，则Iim最大； 当δ=360°（ 0°）时，ΔU=0，则Iim=0。