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TS,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， t为采样时间，Ts为采样周期，其倒数fs=1/Ts称为采样频率。实际应用中，tTs。2、设x(t)是带限信号，其频谱限制在0WQWQm的范围之内，Qm是可能的最高频率，其 频谱称为基带频谱。当Qs2Qm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QsN2Qm，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%。2、电压差不超过额定电压幅值的 5%10%。3、相位差不大于5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。4、也 G-X，为滑差角频率。滑差角频率机与滑差频率fs具有下列关系3s=2nfs所 以脉动周期为Ts=1/f =2n/3ss5、自同期并列最突出的有点是毋需选择并列合闸时机，因而控制操作非常简单。注意：自 同期并列方式不能用于两个系统间的并列操作。同时应该看到当发电机以自同期方式 投入电网时，在投入瞬间，未经励磁的发电机接入电网，相当于电网经发电机暂态电抗X” 短路，因而不可避免地要引起冲击电流。6、频率差：U与U间的频率差就是脉动电压幅值U的频率f ,3 =2nf，可见3反映了 G XSs sss频率差fs的大小。第三章：同步发电机励磁自动控制系统1、同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。2、同步发电机励磁控制系统的任务：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。水轮机发电机组要求实行强行减磁。3、在励磁系统中励磁顶值电压和电压上升速度是两项重要的技术指标。4、励磁顶值电压UEFq是励磁功率单元在强行励磁时可能提供的最高输出电压值。该值与额 定励磁电压Uefn之比称为强励倍数，其值的大小，涉及制造和成本等因素，一般取2.5、在全控整流电路中，a=180时，因换流不能完成而造成逆变失败，晶闸管因连续导通 过热而损坏或使快速熔断器熔丝熔断。若要发电机能利用全控桥进行逆变灭磁，必须使最小 逆变角。大于换流角y及晶闸管关断角ff之和，即p min 2y+8off，其中关断角8off是晶 闸管关断时间toff所对应的电角度。根据(3min=25 30。因此，当需要发电机转子快速 灭磁时，要把控制角限制在aW150 155范围，以确保逆变成功。6、调差系数8也可以用百分数表示，也可称为调差率，即 6% = (UG1 -气2 /Ugn)x 100% ,t调差系数8表示无功电流从零增加到额定值时，发电机 电压的相对变化。调差系数越小，无功电流变化时发电机电压变化越小，所以调差系数8表 征了励磁控制系统维持发电机电压的能力。7、发电机投入或退出电网运行时，要求能平稳地转移负荷，不要引起对电网的冲击。8、发电机强行励磁的作用可以加速电网电压的恢复，有效地改善电动机的运行条件。9、当水轮发电机组发生故障突然跳闸时，要求励磁自动控制系统能实现强行减磁。10、同步发电机励磁系统中整流电路的主要任务是将交流电压整流成直流电压供给发电机 励磁绕组或励磁机的励磁绕组。11、无差调节特性：一台无差调节特性的发电机可以和多台正调差特性的发电机组并联运 行。但在实际运行中，由于具有无差调节特性的发电机将承担无功功率的全部增量，一方面 一台机组的容量有限，另一方面，机组间无功功率的分配也很不合理，所以这种运行方式实 际上很难采用。若第二台发电机的调差系数60 （即特性向上翘），那么。虽然两台机组也 有交点，但它不是稳定运行点。具有负调差特性的发电机是不能在公共母线上并联运行的。两台无差调节特性的机组不能并联运行。12、调差系数较小的发电机承担较多的无功电流增量。通常要求各台发电机无功负荷的波动 量与它们的额定容量成正比，即希望各发电机无功电流波动量的标么AIq*相等，这就要求 在公共母线上并联运行的发电机组具有相同的调差系数。13、励磁调节器的基本调节方式：维持电压恒定水平，实现并联运行机组间的无功功率合 理分配，是同步发电机励磁控制系统的基本任务，也是正常运行的调节方式。14、励磁调节器的辅助控制：辅助控制与励磁调节器正常情况下的自动控制的区别是，辅 助控制不参与正常情况下的自动控制，仅在发生非正常运行工况，需要励磁调节器具有某些 特有的限制功能时起相应控制作用。第四章:励磁自动控制系统的动态特性1、超调量气。发电机端电压的最大瞬时值与稳态值之差对稳定值之比的百分数。设瞬态响 应曲线的第一个峰值为UG（tp）,稳态值为叩8）,超调量叽的定义为u （t ） u （x）Q =一土二 X100%G2、在励磁控制中通常用电压速率反馈环节来提高系统的稳定性，即将励磁系统输出的励磁 电压微分后，再反馈到综合放大器的输入端。这种并联校正的微分负反馈网络即为励磁系统 稳定器。3、改善电力系统稳定性的措施一电力系统稳定器。4、在远距离输电系统中，励磁控制系统会减弱系统的阻尼能力，引起低频振荡。其原因可 以归结为：（1）励磁调节器按电压偏差比例调节（2）励磁控制系统具有惯性第五章：电力系统频率及有功功率的自动调节 1、电力系统负荷的功率一频率特性：当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变，即PL=F（f）这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率一频率特性，是负荷的 静态频率特性。电力系统中各种有功负荷与频率的关系，可以归纳为以下几类：（1）与频率 变化无关的负荷，如照明、电弧炉、电阻炉、整流负荷等。（2）与频率成正比的负荷，如切 削机床、琢磨机、往复式水泵、压缩机、卷扬机等。（3）与频率的二次方成正比咧的负荷， 如变压器中的涡流损耗，但这种损耗在电网有功损耗中所占比重较小。（4）与频率的三次方 成比例的负荷，如通风机、静水头阻力不大的循环水泵等。（5）与频率的更高次方成比例的 负荷，如静水头阻力很大的给水泵等。2、当系统内机组的输入功率堂七,和负荷功率间失去平衡时，系统负荷也参与了调节作用，1它的特性有利于系统中有功功率在另一频率值下重新平衡。这种现象称为负荷的频率调节效应。通常用% = K dfl*来衡量调节效应的大小。Kl*称为负荷的频率调节效应系数。Kl和Kl*都是负荷的频率调节效应系数，Kl*是系统调度部门要求掌握的一个数据。在实际系统中，需 要经过测试求得，也可根据负荷统计资料分析估算确定。对于不同的电力系统，因负荷的组 成不同，Kl*值也不相同，一般在13之间。同时每个系统Kl*的值亦随季节及昼夜交替变化 有所变化 3.。如果其中一台机组的调差系数等于零，其余机组均为有差调节。第六章：电力系统自动低频减载及其其他安全自动控制装置1、频率较低时，对系统运行极为不利，甚至会造成系统崩溃的严重后果：（1）对汽轮机的 影响，某些汽轮机在长时期低于频率49以下运行时，叶片容易产生裂纹，当频率低到45Hz 附近时，个别级的叶片可能发生共振而引起断裂事故。2）发生频率崩溃现像3）发生电压 崩溃现象，所谓“电压崩溃”现象，系统运行的稳定性遭到破坏，最后导致系统瓦解。2、例题6-1电力系统在某一运行方式时，运行机组的总额定容量为450MW，此时系统中 负荷功率为430MW,负荷调节效应为Kl*二.设这时发生事故，突然切除额定容量为100MW的发 电机组，如不采取任何措施，求事故情况下的稳定频率值。解：当时系统的热备用为20MW，所以实际功率缺额为80MW。蒋有关数据带入式得： f=50X80/X430=（Hz） 所以该事故后的系统稳定频率将降至。3、例题62某系统的负荷总功率为Pl=5000MW,设想系统最大的功率缺额为APkmaxx=1200MW，设负荷调节效应系数Kl*=2,自动低频减载装置动作后，希望系统恢复频率 为fh=48Hz,求接入低频减载装置的功率总数APlw 解：希望恢复频率偏差的标么值为f*=(5048) /50=; P =(12002X5000X/ 12X=870(MW)；接入自动低频减载装置功率总数为870MW, LMAX这样即使发生如果设想那样的严重事故，仍能使系统频率恢复值不低于48Hz.4、其动作时限可以为系统时间常数Tx的23倍，最小动作时间为1015s。后备段可按时间 分为若干级，也就是其启动频率相同，但动作时延不一样，各级时间差可不小于5s,按时 间先后次序分批切除用户负荷，以适应功率缺额大小不等的需要。在分批切除负荷的过程中， 一旦系统恢复频率高于后背段的返回频率，低频减载装置就停止切除负荷。