电气工程自动化 复习要点

电自背诵资料

第一章 发电机的自动并列

1、同步发电机组并列原则：

1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小；

2）发电机组并入电网后暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动；

2、对并列要求：合闸时Us 尽量小，最大冲击电流不超过允许值；并列后进入同步运行状态，对电网无扰动；

3、发电机并列理想条件： UG 、Us 频率相等；电压幅值相等；相角差e δ为0；

4、1）电压幅值差≠0：并列时①频率fG=fX ； ②相角差e δ=0； ③电压幅值不等；

最大冲击电流：.max ) 2.55''''''G X S h d X d X

U U U i X X X X -==++（U 为有效值）； 冲击电流主要为无功冲击电流；

2）合闸相角差≠0：并列时①频率fG=fX ； ②相角差e s t δω=≠0； ③电压幅值相等； 发电机空载，.max 2.55''*2sin ''2

e X h q X U i X X δ=+ 冲击电流主要为有功冲击电流；

3）频差≠0：并列时①频率fG ≠fX （则相角差e δ≠0）； ②电压幅值相等；

频差：s G x f f f =-； 滑差：电角频率差（角速度差）s G x ωωω=-； 滑差周期：21s S s

T f π

ω== 滑差大，滑差周期短，并列冲击越大，暂态过程长；

交换功率方向与e δ正负有关，e δ＞0：UG 超前Ux ，发电机状态，发出功率，制动减速；

e δ＜0：UG 滞后Ux ，电动机状态，吸收功率，被加速；

5、自同期并列：

优点：并列速度快，控制操作简单；

缺点：冲击电流大；不能用于两个系统间的并列操作；

6、准同期并列基本原理：对QF 两侧脉动电压Us （也叫滑差电压）和滑差角速度ωs 进行检测和控制，并选择合适的时间发出合闸信号，使合闸瞬间的Us 值在允许值以内；

1）脉动电压： e s t δω=， 2sin()2sin()2sin()222s e e s G G x t U U U U ωδδ

===；

脉动周期Ts ：e δ变动2π的时间；脉动周期Ts 只与s ω有关；

2）利用脉动电压us 检测准同期并列的条件：

A 、电压幅值差：脉动电压最小幅值.min s G x U U U =-≤设定值；

B 、频率差：滑差s ω=2πfs （频率差，脉动电压幅值的频率）≤设定值；

7、自动准同期装置：

（1）频差控制单元；

（2）电压控制单元；

（3）合闸信号控制单元：当频率和电压都满足并列条件，选择合适的时机，即在相角差δe 等于零的时刻，提前一个“恒定越前时间”发出合闸信号；

8、准同期并列合闸信号的控制：核心部件：合闸信号控制单元；

1）越前时间YJ t ：YJ c QF t t t =+；

2）允许滑差角速度：YJ YJ s t δω=，YJ t 一定时YJ δ与s ω成正比；

由于装置的越前信号时间、出口继电器的动作时间以及断路器的合闸时间tQF 存在着

分散性，合闸相角误差会限制允许滑差角速度；

a ）ey

sy c QF

t t δω=∆+∆（最大允许滑差，分母：并列装置、断路器的动作误差时间）

；

b ）.max ''('')2arcsin 2*2.55''h q x ey q i X X E δ+=（例1-1） 9、脉动电压含有同期合闸所需所有信息：电压幅值差，频率差，合闸相角差；但不能利用它检

测并列条件，因其幅值与发电机电压和系统电压有关；

10、恒定越前时间并列装置：

1）线性整步电压sl U 定义：幅值在一周期内与相角差δe 分段按比例变化的电压（三角形）

线性整步电压不载有压差信息，一般直接用UG 、Ux 比较得到；

()

slm e sl U U πδπ

+= 0e πδ-≤≤ ()slm e sl U U πδπ-= 0e δπ≤≤ 线性整步电压形成电路：

A 、整形电路（将UG 、Ux 变方波，幅值与原幅值无关）；

B 、相敏电路（同-高电平，异-低电平）；

C 、滤波电路（LC 滤波器平滑波形）；

2）恒定越前时间生成：线性整步电压加到R1、C 组成的比例－微分回路、电平检测器上； 1YJ t R C =-，与s ω无关——恒定越前时间（负号表示超前时间基准）；

2YJ YJ sy YJ s t t T δωπ==

3）滑差检测：比较恒定越前时间信号TYJ 和恒定越前相角信号TA 到达的先后顺序； s A sy YJ t t ωω＝，A YJ t t ≥时， s sy ωω≤，频率差符合并列条件；

当恒定越前相角信号比恒定越前时间信号先到时，滑差符合并列条件

4）频差控制：

频差控制单元=频差方向测量环节（判别高低）+频率调整执行环节（进行调整）；

a ）区间鉴别：判定e δ在0~π的下降侧区间；

只在50e δ=︒时发恒定宽度的脉冲，使发出一个调速脉冲（增减速）；

b ）越前鉴别：判断谁是越前信号；输入信号—UG 、Ux 的方波；可以判别滑差方向； e δ在0~π（前提）：fG ＞fx ：减速脉冲回路输出正脉冲，增速脉冲回路无输出；

fG ＜fx ：增速脉冲回路输出正脉冲，减速脉冲回路无输出；

c ）比例调节：比例脉冲调节制：在每一次滑差周期内发一个宽度恒定的增速或减速脉

冲，均频脉冲时间的占用率与频差成正比；

第二章 同步发电机励磁自动控制系统

1、空载电动势q

E &是发电机励磁电流E

F I 的函数，改变励磁电流可改变同步发电机运行特性； 2、励磁系统=励磁调节器 + 励磁功率单元；

励磁自动控制系统：励磁调节器 +励磁功率单元 + 发电机——反馈系统；

3、励磁控制系统任务（功能）：

1）调控电压；（同步发电机外特性（UG 与IQ ）呈下降）

2）控制无功功率的分配；

3）提高同步发电机并联运行的稳定性：

系统稳定性—发电机空载电动势q

E &—励磁电流有关； a ）静态稳定性：励磁调节装置能有效提高系统静态稳定的功率极限；

b ）暂态稳定性：提高系统的强励能力，提高电压强励倍数和电压上升速度；

4）改善电力系统运行条件；

5）水轮发电机组要求实现强行减磁；

5、对励磁系统的基本要求：

1）对励磁调节器的要求：功能：检测、综合系统运行状态的信息，产生相应的控制信号，

经放大后控制励磁功率单元，以得到要求的发电机励磁电流；

A ）较小时间常数，迅速相应输入信息；

B ）系统正常运行时，能反应发电机电压高低，维持该电压在给定水平；（励磁控制系统

的自然调差系数在1%以内）

C ）合理分配机组的无功功率（同步发电机机端电压调差系数在±10%调整）；

D ）励磁调节器没有失灵区；

F ）迅速反应系统故障，有强行励磁等控制功能，提高暂态稳定、改善系统运行条件；