校园网-电力系统自动装置原理39-第五章
电力系统自动装置原理
电力系统中各发电和输、变电设备的运行参数都在规 定的限额之内；
电力系统有一定的安全水平，在正常干扰（如电力系统 负荷的随机变化，正常的设备操作等）下电力系统只从
一个正常状态连续变化到另一个正常状态，而不会 产生有害后果．
然继续同步运行，不切除负荷。 紧急状态下的电力系统是危险的。 电力系统调度控制应尽快消除故障的影响,采取紧急控制措施,
争取使系统恢复到警戒状态或正常状态。
(四)系统崩溃
在紧急状态下,如果不能及时消除故障和采用适当的控制 措施,或者措施不能奏效,电力系统可能失去稳定。
在这种情况下为了不使事故进一步扩大并保证对部分 重要负荷供电,自动解列装置可能动作,调度人员也可以进
根据实际情况将系统恢复到警戒状态或正常状态。
电力系统自动化—定义
定义：指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置并通过
信号系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或 远方的自动监视、协调、调节和控制，保证电力系统安全经济 运行和具有合格的电能质量.
因历史原因被分成三部分：继保、远动、自动化， 目前普遍意义上讲自动化是不包括继保、远动部分 （含通信），本课程也是如此。由于远动课程没有 单独设置，本课程也简要介绍远动的内容。
❖ 课程任务：学生学好了本课程，毕业后从事电力系统 运行、自动装置的调试、自动化设备的研制开发、销 售、维护等方面的工作。
绪论
1. 电力系统及其运行 2. 电力系统自动控制的划分 3. 电力系统自动化发展趋势 4. 本课程的主要内容
绪论
（一）引言
⒈电力系统的定义及特点
⒉对电力系统运行的基本要求及电力系统正常运行 的基本保障
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。
继电保护安全自动装置课件——第五章电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置
频率降低较大时对系统运行的影响 ➢ 对汽轮机的影响
➢ 发生频率崩溃现象
➢ 发生电压崩溃现象
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2、电力系统频率(pínlǜ)静态特性
KL
Ph f
KL*
Ph f
• 50 PLe
f
Ph • 50 K L* PLe
f
Ph* % 2 K L*
精品文档
3、电力系统(diàn lì xì tǒnɡ)频率动态 特性
频率崩溃
电压崩溃
46 46.5 Hz
精品文档
自动低频减载装置是在电力系统发生事故时系统频率下降过程中，按照频率的 不同数值按顺序地切除负荷。也就是将接至低频减载装置的总功率分配在不同 起动频率值来分批地切除，以适应不同功率缺额的需要。根据起动频率的不同 低频减载可分为若干级。 1．第一级起动频率f1的选择 由系统频率动态特性曲线所示的规律可知，在事故初期如能及早切除负荷功率， 这对于延缓频率下降过程是有利的。因此第一级的起动频率值宜选择得高些， 但又必须计及电力系统动用旋转备用容量所需的时间延迟，避免因暂时性频率 下降而不必要地断开(duàn kāi)负荷的情况，所以一般第一级的起动频率整定在 48.5—49Hz。在以水电厂为主的电力系统中，由于水轮机调速系统动作较慢， 所以第一级起动频率宜取低值。 2．末级起动频率fN的选择 电力系统允许的最低频率受“频率崩溃”或“电压崩溃”的限制，对于高温高 压的火电厂，在频率低于46～46.5Hz时，厂用电已不能正常工作。在频率低于 45Hz时，就有“电压崩溃”的危险。因此，末级的起动频率以不低于46～ 46.5Hz为宜。
继电保护讲解第五章-自动重合闸
自动重合闸的作用: 自动重合闸的作用:
(1)对暂时性故障,可迅速恢复供电,从而能提高 对暂时性故障,可迅速恢复供电, 供电的可靠性; 供电的可靠性; 对两侧电源线路, (2)对两侧电源线路,可提高系统并列运行的稳定 从而提高线路的输送容量; 性,从而提高线路的输送容量; (3)可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的 误跳闸; 误跳闸; 在电网的设计与建设过程中, (4)在电网的设计与建设过程中,有些情况下由于 考虑重合闸的作用,即可以暂缓架设双回路线 考虑重合闸的作用, 路以节约投资. 路以节约投资. 因此,1KV及以上的架空线或电缆与架空线路的混 因此,1KV及以上的架空线或电缆与架空线路的混 合线路中有断路器时,应设自动重合闸. 合线路中有断路器时,应设自动重合闸.
电力系统继电保护原理
西南交通大学电气工程学院
第五章 自动重合闸
自动重合闸在电力系统中的作用
自动重合闸( 自动重合闸(ZCH)装置是将因故障跳开后的断 )装置是将因故障跳开后的断 路器按需要自动投入的一种自动装置. 路器按需要自动投入的一种自动装置. 运行经验表明,架空线路的故障主要是"瞬时性" 运行经验表明,架空线路的故障主要是"瞬时性" 的,如: 雷电引起的绝缘子表面闪络; 雷电引起的绝缘子表面闪络; 大风引起碰线; 大风引起碰线; 鸟类以及树枝等物落上导线上引起的短路. 鸟类以及树枝等物落上导线上引起的短路. 此时,继电保护迅速断开后,电弧即行熄灭,故 此时,继电保护迅速断开后,电弧即行熄灭, 障点的绝缘强度重新恢复.如果把断路器再合上, 障点的绝缘强度重新恢复.如果把断路器再合上,就 能够恢复正常的供电. 能够恢复正常的供电.
> tu + tz
重合闸 起动
第五章 电力系统的无功功率平衡与电压调整
第5章 电力系统的无功功率平衡 与电压调整
§5-2 电力系统的无功电源和 无功平衡
一. 无功功率电源 无功电源：同步发电机、 某些情况的输电线路 无功补偿装置： 同步调相机、静电（并联）电容 器、静止补偿器 1. 同步发电机 唯出无功：
发电机的 额定视在功率
Qc U / X c
2
当节点电压下降时，它向系统供给的无功功率也 将下降。---具有负的电压调节效应
4. 静止补偿器
由电容器组与可调电抗器组成，既可向系统供给 无功功率，也可以从系统吸取无功功率。
能快速地、平滑地调节无功功率。
二、无功负荷及无功损耗
1、无功负荷
各种用电设备中，除相对很小的白炽灯照明负 荷只消耗有功功率，少数的同步电动机可发出 一部分无功功率外，大多数都要消耗无功功率。 异步电动机在电力系统无功负荷中占的比重很大， 因此，电力系统综合负荷的无功电压静态特性主 要取决于异步电动机的特性。
普通变压器
35±5%/6.3kV变压器： 主分接头电压为 35kV 附加分接头电压为 35（1+5%）=36.5kV 35（1-5%）=33.25kV
121±2×2.5%/10.5kV变压器： 主分接头电压为 121kV 附加分接头电压为 121（1+2x2.5%）=127.05kV 121（1+2.5%=124.025kV 121（1-2.5%）=117.95kV 121（1-2x2.5%）=114.95kV
2、无功损耗
输电线路的无功损耗
变压器的无功损耗
（1）输电线路的无功损耗
Ql QlX Q B
2 P22 Q2 2 U2
P12 Q12 U 12
B 2 2 X L (U 1 U 2 ) 2
电力系统自动装置电子教案及讲义
电力系统自动装置电子教案及讲义第一章：电力系统自动装置概述1.1 课程简介本章主要介绍电力系统自动装置的定义、作用和分类。
使学生了解电力系统自动装置的基本概念，掌握其重要性以及在电力系统中的应用。
1.2 教学目标1. 了解电力系统自动装置的定义和作用；2. 掌握电力系统自动装置的分类及特点；3. 理解电力系统自动装置在电力系统中的重要性。
1.3 教学内容1. 电力系统自动装置的定义和作用；2. 电力系统自动装置的分类及特点；3. 电力系统自动装置的应用实例。
1.4 教学方法采用讲授法，结合案例分析，使学生掌握电力系统自动装置的基本概念和作用。
1.5 教学评估通过课堂问答、作业和课后讨论等方式评估学生对电力系统自动装置的理解和掌握程度。
第二章：电力系统自动装置的基本原理2.1 课程简介本章主要介绍电力系统自动装置的基本原理，包括保护装置、控制装置和自动化装置等。
使学生了解电力系统自动装置的工作原理，掌握其基本构成和功能。
1. 了解电力系统自动装置的基本原理；2. 掌握电力系统自动装置的基本构成和功能；3. 理解保护装置、控制装置和自动化装置在电力系统自动装置中的作用。
2.3 教学内容1. 保护装置的基本原理和功能；2. 控制装置的基本原理和功能；3. 自动化装置的基本原理和功能。
2.4 教学方法采用讲授法，结合实例分析，使学生掌握电力系统自动装置的基本原理和功能。
2.5 教学评估通过课堂问答、作业和课后讨论等方式评估学生对电力系统自动装置基本原理的理解和掌握程度。
第三章：电力系统自动装置的分类及应用3.1 课程简介本章主要介绍电力系统自动装置的分类及应用，包括继电保护装置、自动化装置、控制装置等。
使学生了解电力系统自动装置的多种类型，掌握其在电力系统中的应用和实例。
3.2 教学目标1. 了解电力系统自动装置的分类；2. 掌握电力系统自动装置的应用和实例；3. 理解不同类型自动装置在电力系统中的作用。
第五章 (全)输电线路的自动重合闸
• 此外，也有“永久性故障”。 • 永久性故障：在线路被断开之后，该类故障仍然是存在 的，即使合上电源，也不能恢复正常供电。
• 如线路倒杆、断线、绝缘子击穿或损坏引起的故障，断路器跳 闸后故障依然存在，即使再合上电源，断路器也会再次跳闸。如此， 则对电力系统的运行造成一定的不利影响。
• 采用自动重合闸后，当重合于永久性故障时，也将带来一 些不利影响，例如：
• (1) 电力系统将再次受到短路电流的冲击， 对超高压系统还可能降低并列运行的稳定 性，可能引起系统振荡。 (2) 使断路器的工作条件更加恶劣，因在短 时间内连续两次切断短路电流。
这种情况对于油断路器必须予以考虑， 因为第一次跳闸时，由于电弧的作用，已 使绝缘介质的绝缘强度降低，在重合后第 二次跳闸时，是在绝缘强度已经降低的不 利条件下进行的。 因此，油断路器在采用了重合闸以后，其 遮断容量也要不同程度的降低(一般降低到 80%左右)。
•
因此，在电力系统中采用了自动重合闸装置，即是 当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后， 能够自动控制断路器重新合上的一种装置。
•
当输电线路发生故障时，自动重合闸装置本 身并不能判断故障是暂时性的还是永久性的，因 此，在重合之后，可能成功(恢复供电)，也可能 不成功。重合成功的次数与总动作次数之比称为 重合闸的成功率。 • 根据运行资料统计，输电线路自动重合闸的成 功率，在60%～90%。 • 在微机保护中重合闸装置应用自适应原理可 在重合之前先判断是瞬时性故障还是永久性故障， 然后再决定是否重合，这样可大大提高重合闸的 成功率。
• 根据生产的需要和运行经验，对线路的自动重合 闸装置，提出了如下基本要求。 • 1、手动跳闸时不应重合 • 2、手动合闸于故障线路时自动重合闸不重合 • 3、用不对应原则启动 4、 动作迅速 5．不允许任意多次重合 6．动作后应能自动复归 7．能与继电保护动作配合
第五章电力系统有
2024/10/5
b
f
fN
一般KL* =1~3： △f : 1%时， △P : 1%~3% L 第十六页，编辑于星期五：十八点 二十四分。
现代电力系统分析
第5章 电力系统有功功率的平衡和频率调整
二、 发电机的有功功率-频率特性
PG= f (f)
1.自动调速系统
Ⅰ
发电机同步转速
n 60 f / P
2. 对电子设备： 影响准确性。 3. 对发电厂及电力系统： 发电厂厂用机械多为异步电动机。
4. 对变压器及异步电动机：
f 励磁I Q U
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第二页，编辑于星期五：十八点 二十四分。
现代电力系统分析
第5章 电力系统有功功率的平衡和频率调整
二、 电力系统中有功功率的平衡和备用容量
(2)水电 ①受自然条件的影响，但成本较低，对环境影响较小。
②发电效率较高。 ③有功出力调整范围较宽，负荷调整响应速度快，无额外能耗。
④与保证灌溉、通航相应的发电功率是强迫功率。
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第五页，编辑于星期五：十八点 二十四分。
现代电力系统分析
第5章 电力系统有功功率的平衡和频率调整
(3)核电
满足一定约束条件时，尽可能节约能源。
PG
耗量特性
(1)比耗量m
发电效率 (2)耗量微增率l
m点：
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m F或W
PG
m, h, l
h= 1
m
m
l dF或dW (单位同m)
l =m dPG
h
lm
PG
第八页，编辑于星期五：十八点 二十四分。
现代电力系统分析
第5章 电力系统有功功率的平衡和频率调整
电力系统分析第五章-新
5.1 电力系统无功功率的平衡
二、电力系统无功功率负荷和无功功率损耗
1、无功功率负荷： 无功功率负荷： 各种用电设备中， 各种用电设备中，除相对很小的白炽灯照明负荷只消耗 有功功率、 有功功率、为数不多的同步电动机可发出一部分无功功 率外，大多数都要消耗无功功率。因此，无功功率负荷 率外，大多数都要消耗无功功率。因此， 一般以滞后功率因数运行，其值约为 ～ 。 一般以滞后功率因数运行，其值约为0.6～0.9。
电力线路上的无功功率损耗也分两部分， 电力线路上的无功功率损耗也分两部分，即并联电纳和串联 电抗中的无功功率损耗。 电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的损耗与线路电压的平 方成正比，呈容性； 方成正比，呈容性；串联电抗中的损耗与负荷电流的平方成 正比，呈感性。 正比，呈感性。
5.1 电力系统无功功率的平衡
2 2
S SN
2
10. 假定一台变压器的空载电流I0%=2.5，短路电压US%=10.5， 在额定满载下运行时， 在额定满载下运行时 ， 无功功率的消耗将达额定容量的 13% 如果从电源到用户需要经过好几级变压， 13 % 。 如果从电源到用户需要经过好几级变压 ， 则变压器 中无功功率损耗的数值是相当可观的。 中无功功率损耗的数值是相当可观的。
表示有功网损对第i个无功电源的微增率 个无功电源的微增率； ∂QGi 表示有功网损对第 个无功电源的微增率； 表示无功网损对第i个无功电源的微增率 个无功电源的微增率。 ∂QGi 表示无功网损对第 个无功电源的微增率。
∂∆QΣ
实际计算时， 出现越限的情况， ★ 实际计算时，当QGi出现越限的情况，即逾越它的上限 QGimax或下限 Gimin时，可取 Gi＝QGimax或QGi＝QGimin。 或下限Q 可取Q