电力系统自动装置第二章_自动并列

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(完整版)电力系统自动装置原理思考题及答案

复习思考题第二章同步发电机的自动并列一、基本概念1、并列操作：电力系统中的负荷随机变化，为保证电能质量，并满足安全和经济运行的要求，需经常将发电机投入和退出运行，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，这样的操作过程称为并列操作。

2、准同期并列：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。

3、自同期并列：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，在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步，完成并列操作。

4、并列同期点：是发电机发电并网的条件。

同期并列点是表示相序相同、电源频率同步、电压相同。

5、滑差、滑差频率、滑差周期：滑差：并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差；滑差频率：并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差，用fs 表示；滑差周期：并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°所用的时间。

6、恒定越前相角准同期并列：在Ug和Ux两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号的叫恒定越前相角并列装置。

7、恒定越前时间准同期并列：在Ug和Ux两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号的叫恒定越前时间并列装置。

8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压：包含同步条件信息的电压；正弦整步电压：与时间具有正弦函数关系的整步电压；线性整步电压：与时间具有线性函数关系的整步电压。

二、思考题1、同步发电机并列操作应满足什么要求？为什么？答：同步发电机并列操作应满足的要求：（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）发电机并网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。

因为：(1)并列瞬间，如果发电机的冲击电流大，甚至超过允许值，所产生的电动力可能损坏发电机，并且，冲击电流通过其他电气设备，还合使其他电气设备受损；(2)并列后，当发电机在非同步的暂态过程时，发电机处于振荡状态，遭受振荡冲击，如果发电机长时间不能进入同步运行，可能导致失步，并列不成功。

自动装置答案

t 2k 3.8078 或 t 2k 0.6662
1 5 2
t1 3.8078 ， t 2 5.6169 ，……
考虑时间提前量 0.14 秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可为：3.6678 秒，5.4769 秒，等等。
第三部分励磁控制
3-1．某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，1 号机的额定功率为 25MW，2 号机的额定功率为 50MW。两台机组的额定功率因数都是 0.85。2 号机励磁调节器调差系数为 0.05，1 号机为无差调节特性。若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的 20％，问各机组承担的无功负荷增量是多少？母线上的电压波动是多少？若电厂无功增量为它们总无功容量的 60％，情况又如何？答： 1 号机额定无功功率： QG1N P G1 N tan 1 25 tan arccos 0.85 15.49 Mvar 1 号机额定视在功率： SG1N P G1 N / cos 1 25 / 0.85 29.41 MVA 2 号机额定无功功率： QG 2 N P G 2 N tan 2 50 tan arccos 0.85 30.99 Mvar 因为 1 号机为无差调节特性，所以 1 号机将尽其所能承担无功功率的增量，如果 1 号机能承担无功功率的全部增量（即其值小于额定视在功率），则母线电压保持不变。当电厂无功增量为总无功容量的 20％时(题目隐含 1 号机组承担全部无功增量)：
UG1 UI
总无功负荷
UGII UⅡ
b
a
可避免无功电流冲击。 3-6．设 4 台发电机在同一母线并列运行，如果改变发电机母线电压而不改变其无功负荷的分配，试问如何操作？答：先从 2 台机组的并列运行开始讨论：当需改变发电机母线电压而不改变 2 台机组间无功负荷的分配的比例时，设其所承担的无功负荷总量不变，则由图可见，仅需将 2 台机组的电压-无功特性上移，则其工作点将从 a 点变化到 b 点。对 4 台机组可同理操作。

电力系统自动装置原理第02章同步发电机的自动并列(自动并列装置的工作原理)

第二章同步发电机的自动并列1.概述2.准同期并列的基本原理3.自动并列装置的工作原理4.频率差与电压差的调整5.数字型并列装置的组成脉动电压含有同期合闸所需要的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差。

但是，在实际装置中，却不能利用它检测并列条件。

因为它的幅值与发电机电压及系统电压有关。

这就使得利用脉动电压检测并列条件的越前时间信号和频率检测引入了受电压影响的因素，造成越前时间信号时间误差不准，从而成为引起合闸误差的原因之一。

逻辑关系满足即可以合闸。

必须在之前判定完毕。

YJt•装置的控制逻辑越前时间信号电压差不允许滑差不允许与门或非门合闸信号电压差、频率差判别区U tYJt stω正弦整步电压法采用与直接做差，得到正弦性的包络线来判别。

误差较大。

GU •并列的检测信号&两种方法应用于模拟式并列装置中，实现检测。

线性整步电压法X U &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。

整步电压自动并列装置监测并列条件的电压–正弦整步电压法–线性整步电压法X G U U =若：若X G U U ≠：K Z ——整流系数正弦整步电压法特点：正弦型整步电压不仅是相角差的函数，还与电压差有关。

此并列条件检测引入误差成为合闸误差的原因之一。

应用：早期曾采用，现已被“线性整步电压”替代。

线性整步电压法线性整步电压---指其幅值在一周期内与相角差δe分段按比例变化的电压。

注意：线性整步电压只与发电机电压和系统电压的相角差δe 有关，而与它们的幅值无关。

线性整步电压的表达式:U sl 的上升段)0,0)(()(sl≤≤≤−+=+=t t U U e s slme slmUδπωππδππ)0,0)(()(sl≥≤≤−=−=t t U U s slme slmUπδωππδππfS s T Δ=Δ==1f 222ππωπU slm ---U sl 的最大值U sl 的周期T S 表征发电机电压和系统电压频率差△f的大小：U sl 的下降段线性整步电压法2.因此：越前时间信号和频率差的检测不受电压幅值的影响，提高了并列装置的控制性能。

电力系统自动装置原理课后答案

电力系统自动装置原理课后答案【篇一：电力系统自动装置原理附录思考题答案】s=txt>第一部分自动装置及其数据的采集处理1-1．采用式1-13对电流进行分解，a0、an、bn的物理意义分别是什么？【答案提示】a0：直流分量；an：n次谐波分量的实部；bn：n次谐波分量的虚部。

1-2．采样的前期处理讨论：【答案提示】如果正态分布均匀，那么采用4只电阻串联采样的方式要比采用一只电阻采样的精确度高；是用算术平均法进行滤波有两种方式， ~?其一：aa1?a2a10；10~?a~?a~?aaaa1?a2~a131024~~~其二：a1?，a2?，a3?……a?8。

2222第二种方法只占有3个内存变量，每一次计算结果覆盖了前一次的采样数据，节省内存，另外，第二种方法滤波后的权重比例合理，a10占权重为50%，更加接近采样的后期，因此计算机采样中经常采用。

第一种方法的权重完全一样，10个采样数据各占10%，另外它需要11个内存变量。

总的来看，第二种方法的误差和实际意义都大于第一种。

第二部分自动并列2-1．略2-2．略2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为：f1?50?0.1costhz，f2?50?0.1sin2thz，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。

第二部分自动并列2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为：f1?50?0.1costhz，f2?50?0.1sin2thz，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。

合闸相角差表达式为：2?f?2?(f?f)?0.2?cost?0.2?sin2tes12 ?e01020先不考虑提前量，则有：e[0.2cost0.2sin2t]dte00.2sint0.1cos2t0.102sint?cos2t?1?2sint?1?2sin2t?1?sin2t?sint?1?0?sint?t?2k??3.8078或t?2k??0.6662 1? 2t1?3.8078，t2?5.6169，……考虑时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可为：3.6678秒，5.4769秒，等等。

电力系统自动装置原理：第02章_同步发电机的自动并列-(4_5)

第四节频率差和电压差的调整
2. 电压差调整 •任务：在并列操作过程中自动调节待并发电机的
电压值，使电压差条件符合并列的要求。（1） UG < U X ，发升压脉冲；（2） UG > U X ，发降压脉冲；
•实施原理、原则：与频率差调整相似。
主要内容
1. 概述 2. 准同期并列的基本原理 3. 自动并列装置的工作原理 4. 频率差与电压差的调整 5. 数字型并列装置的组成
) 重点：
并列操作的两种方式；准同期并列的理想条件；
自动准同期装置的组成；
恒定越前时间并列装置的基本原理；
微机式准同期装置的原理与优点。
本章作业：
1、什么叫并列操作，简述同步发电机并列时应遵循的两条基本原则。 2、并列操作有哪两种方式？它们是如何实现的？ 3、什么是准同期的恒定越前时间?它的整定值与哪些因素有关，应当如何整定? 4、自动准同期装置由哪三个控制单元组成?它们各自的主要任务是什么? 5、何谓滑差、滑差周期？与相角差δ有什么关系？ 6、简述微机型自动准同期装置实现电压差检测、频率差检测、相角差检测以及恒定越前时间检测的原理和方法。
第五节数字式并列装置
一、概述
用大规模集成电路微处理器（CPU）等器件构成的数字式并列装置，由于硬件简单，编程方便灵活，运行可靠，且技术上已日趋成熟，成为当前自动并列装置发展的主流。
模拟式并列装置为简化电路，在一个滑差周期Ts时间内，把ωs假设为恒定。数字式并列装置可以克服这一假设的局限性，采用较为精确的公式，按照δe当时的变化规律，选择最佳的越前时间发出合闸信号，可以缩短并列操作的过程，提高了自动并列装置的技术性能和运行可靠性。
原理：驱动器控制的三相电形成电磁场，转子（永磁铁）在此磁场作用下转动；同时电动机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。

(整理)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；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。

自动装置知识点

《电力系统自动装置原理》知识点杨冠城主编绪论1.电力系统自动装置对发电厂、变电所电气设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。

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。

2.电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。

(1)按运行计划将发电机并网运行的操作为正常操作。

(2)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。

防止电力系统的系统性事故采取相应对策的自动操作装置称为电力系统安全自动控制装置。

3．电力安全装置发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置，是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。

自动装置及其数据的采集处理电力系统运行的主要参数是连续的模拟量，而计算机内部参与运算的信号是离散的二进制数字信号，所以，自动装置的首要任务是数据采集和模拟信号的数字化。

1、硬件组成形式从硬件方面看，目前电力系统自动装置的结构形式主要有四种:即微型计算机系统、工业控制机系统、集散控制系统(Distributed control system——DCS)和现场总线系统(Field bus Control System——FCS)。

2、采样对连续的模拟信号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。

采样过程就是一个在时间和幅值上连续的模拟信号x(t)，通过一个周期性开闭(周期为T S，开关闭合时间为τ)采样开关S后，在开关输出端输出一串在时间上离散的脉冲信号x S(nT S)。

3、采样定理采样周期T S决定了采样信号的质量和数量： T S太小，会使x S(nT S)的数据剧增，占用大量的内存单元；T S太大，会使模拟信号的某些信息丢失，当将采样后的信号恢复成原来的信号时，就会出现信号失真现象，而失去应有的精度。

因此，选择采样周期必须有一个依据，以保证x S(nT S)能不失真地恢复原信号x(t)。

这个依据就是采样定理。

电力系统自动装置

第一章绪论电能生产过程的最大特点是不能储藏电力系统自动化的主要任务：保证电能质量（电压、频率）；提高系统运行安全性；提高事故处理能力；提高系统运行经济性第二章同步发电机的自动并列装置同步运行：并列运行的同步发电机，其转子以相同的电角度速旋转并列操作：将带投入系统的空载发电机经调节后，满足并列运行条件，经开关操作与系统并列准同步并列操作：先加励磁，使幅值、频率、相位与并列电系统的分别相同，然后将发电机断路器合闸自同步将为加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后加上励磁，在原动机转矩、同步力矩的作用下降发电机拉入同步，完成并列准同步的特点：并列时冲击电流下，不会引起系统电压降低，但是操作麻烦，过程长（主要并列方式）自同步的特点：操作简单，时间短，容易实现自动化，但是因未加励磁，并列时会从系统中吸收无功而造成系统电压下降，产生很大的冲击电流准同步可分为：手动，半自动，自动同步点：两侧均有电源，可以进行并列操作的断路器母线分段断路器一般不作为同步点滑差周期的大小反映了待并发电机和系统之间频率差的大小，越大表示的频差也越大并列操作的原则：并列瞬间，发电机的冲击电流应尽量小，不应超过允许值；并列后，发电机能迅速进入同步运行，暂态过程要短合闸瞬间的三个相等：幅值，频率，相位并列运行的实际条件：幅值接近相等，电压差不超过5%~10%；相差接近零，误差不应超过5°；频率接近，频差不超过额定频率的0.2%~0.5%合闸时间一般为提前0.1~0.7秒（断路器合闸时间）自动准同步装置的四个组成部分：电源、调压、合闸、调频提前量信号：相角提前；时间提前数字式并列装置：主机，输入、输出接口电路，输入、输出过程通道；人机联系第三章同步发电机的自动调节励磁装置励磁电流：作用于转子上，为了产生旋转磁场的直流电流励磁系统：与同步发电机励磁回路电压的建立、调整及必要时使其电压消失的有关设备和电路励磁系统的组成：励磁功率单元，励磁调节单元励磁系统的基本要求：可靠性高；保证发电机具有足够的励磁容量；具有足够的强励能力；保证发电机电压调差率有足够的整定范围（发电机机端电压调差率整定范围一般不应小于±10%）；保证发电机有足够的调节范围；保证发电机励磁自动控制系统具有良好的调节特性同步发电机的正常运行分为单机运行和与系统并联运行单机运行随无功负荷电流的变化而不断调整励磁电流，可以保证极端电压不变并联运行，可调节励磁电流来改变发电机发出的无功功率励磁自动调节器的作用：维持发电机或系统某点电压水平；合理分配及组件的无功负荷；提高发电机静稳定极限；提高系统动稳定，加快系统电压的恢复，改善电动机的自启动条件；限制发电机突然卸载时电压上升；发电机故障或发电机-变压器组单元接线的变压器故障时，对发电机实行快速灭磁，降低故障的损坏程度对励磁自动调节器的要求：正常运行时，能按机端电压变化自动调节励磁电流，维持电压值在给定水平；又很快的响应速度和足够大的强励顶值电压；有很高的运行可靠性同步发电机的励磁方式：直流励磁机供电，交流励磁机经半导体整流供电，静止电源供电。

电力系统自动装置原理简答

第二章同步发电机的自动并列1、同步发电机并列操作应满足什么要求？为什么？答：同步发电机并列操作应满足的要求：（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）发电机并网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。

2、同步发电机并列操可以采用什么方法？答：可分为准同期并列和自同期并列。

3、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。

4、为什么准同期并列产生的冲击电流小？答：当电网参数一定时，冲击电流决定于相量差Us ，由于准同期并列操作是并列断路器QF 在满足频率相等幅值相等相角差为零的理想条件下合闸的，虽然不能达到理想的条件，但是实际合闸时相量差Us 的值很小，因此计算出的冲击电流很小。

5、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。

电力系统自动装置问答题参考答案

-2-
18.无刷励磁调节系统结构如图所示,若某时刻发电机端电压突然降低, 简述该无刷励磁调节系统的电压调节过程.
端电压突然降低,电压互感器 TV 将此信号传给励磁调节器 AVR,从而控制晶闸管减小触发角,励磁机励磁电流增大,励磁机输出电流即发电机励磁电流增大, 发电机端电压升高. 19.励磁电压响应比中 0.5 是什么意思？该公式的含义是什么？ Uc * Ub * (Uc Ub) / Ua Uc Ub RR 0.5 0.5 0.5Ua 0.5 为时间如图所示△abc 的面积与由 ab、bd 和弧 ad 包围的面积相等,将励磁电压在最初 0.5 秒内上升的平均速率定义为励磁电压响应比. 21.如何在使发电机退出运行时不引起无功电流的冲击？当发电机输出无功功率时,逐渐减小发电机的励磁电流,发电机输出的无功电流也逐步减小,当其降到 0 时,断开并列断路器. 当发电机吸收无功功率时,逐渐增大发电机的励磁电流,发电机吸收的无功电流也逐渐减小,当其降到 0 时,断开并列断路器. 22.试分别画出具有正、负调差系数的电压调节特性,并说明一台正调节系数和一台负调节系数的发电机能否并联且稳定运行？为什么？正差调节特性: 负差调节特性:
Ich"
2UG e sin XG Xx 2
ich 1 . 8 2Ich"
8.为何恒定越前相角存在最佳合闸角频率？因为断路器的合闸时间 tQF 近乎恒定. 9.恒定越前相角并列操作为何在电力系统中没有得到广泛应用？因为恒定越前相角存在最佳合闸角频率,实际中频差大小不同,最终的合闸角度是有偏差的. 10.进行发电机的并列操作时合闸命令为何须在发电机与系统间的相位差 δ s =0 之前发出？从发出合闸命令到断路器主触头闭合需要一段时间. 11.恒定越前时间与恒定越前相位方法哪个好？为什么？恒定越前时间好,同第 9 题 12.给出恒定越前时间的整定过程. (1)确定越前时间最大误差 tYJ tc tQF (2)允许的电压差,满足后不再考虑电压差的影响,认为电压相等. (3)根据允许的最大冲击电流确定允许的合闸相位差

电力系统自动化_自动并列

自同期并列最突出的优点是毋需选择并列合闸时机，因而控制操作非常简单。但是，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次暂态电抗短路，因而不可避免地要引起冲击电流。
2007-4-19 《电力系统自动化》
2007-4-19 《电力系统自动化》
(二) 恒定越前时间准同期并列
采用的提前量为恒定时间信号，一般取 tYJ 等于并列装置合闸出口继电器动作时间tc 和断路器的合闸时间 tDL 之和。
在δe 等于零之前的恒定时间 tYJ 发出合闸信号，它对应的越前相角δYJ 的值是随ωs 而变化的，其变化规律如图所示。由于 δYJ =ωs tYJ ，当 tYJ 为定值时，发出合闸脉冲时的越前相角与ωs 成正比。实际上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 tDL 存在着分散性，因而并列时仍难免具有合闸相角误差，这就使并列时的允许滑差角频率ωs受到限制。
“三角波整步电压”
注：滤波器的时间常数将会影响其相移，又滑差角频率的变化对其也有一定影响，使实际情况偏离理想化直线，从而使控制合闸时间引入误差。
《电力系统自动化》
2007-4-19
(2) 全波线性整步电压
全波线性整步电压电路由电压变换、整形电路、相敏电路、低通滤波器和射极跟随器组成。
2007-4-19 《电力系统自动化》
ω sy =
δ ey
注：在准同期并列计算中，按理还应包括稳定性校验，不过一般不必。
《电力系统自动化》
第三节自动并列装置的工作原理
一、恒定越前时间准同期并列装置的控制逻辑
恒定越前时间准同期并列装置中的合闸信号控制单元由滑差角频率检测、电压差检测和越前时间信号等环节组成。控制逻辑如图(a)所示。时间配合须如图 (b)所示，在一个脉动电压周期内，必须在越前时间信号到达之前完成频率差和电压差的检测任务，作出是否让越前时间信号通过与门的判断，也就是作出是否允许并列合闸的判断。

自动装置原理思考题

复习思考题第二章同步发电机的自动并列一、基本概念1、并列操作，2、准同期并列，3、自同期并列，4、并列同期点，5、滑差、滑差频率、滑差周期，6、恒定越前相角准同期并列，7、恒定越前时间准同期并列，8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压。

二、思考题1、同步发电机并列操作应满足什么要求？为什么？2、同步发电机并列操可以采用什么方法？3、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？4、为什么准同期并列产生的冲击电流小？5、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？6、为什么自同期并列产生很大的冲击电流？7、滑差、滑差频率、滑差周期有什么关系？8、同步发电机自动准同期并列的理想条件是什么？实际条件是什么？9、同步发电机自动准同期并列时，不满足并列条件会产生什么后果？为什么？10、说明同步发电机采用自动准同期方式并列时，产生冲击电流的原因，为什么要检查并列合闸时的滑差？11、为什么频率差过大时发电机可能并列不成功？12、合闸脉冲为什么需要导前时间？13、断路器合闸脉冲的导前时间应怎么考虑？为什么是恒定导前时间？14、利用正弦整步电压如何检测发电机是否满足准同期并列条件？15、利用线性整步电压如何检测发电机是否满足准同期并列条件？16、如何利用线性整步电压来实现对频差大小的检查？说明工作原理。

17、为什么说实际线性整步电压的最大值、最小值不与相角的零度、180度对应？18、在数字式自动并列装置中，可采用哪几种方法检测频率差？说明各种检测方法的工作原理。

19、在数字式自动并列装置中，可采用哪几种方法检测电压差？说明各种检测方法的工作原理。

20、在数字式自动并列装置中，如何进行相角差的实时检测？说明其工作原理。

21、在自动准同期并列的过程中，（1）滑差角频率为常数，（2）滑差角频率等速变化，（3）滑差角频率的一阶导数等加速变化。

分别代表并列过程中的什么现象？实时相角差又分别如何计算？写出其各种情况下的计算公式。

电力系统自动装置原理思考题及答案 (2)

电力系统自动装置原理思考题及答案复习思考题第二章同步发电机的自动并列一、基本概念 1、并列操作:电力系统中的负荷随机变化，为保证电能质量，并满足安全和经济运行的要求，需经常将发电机投入和退出运行，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，这样的操作过程称为并列操作。

2、准同期并列: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。

3、自同期并列: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，在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步，完成并列操作。

4、并列同期点:是发电机发电并网的条件。

同期并列点是表示相序相同、电源频率同步、电压相同。

5、滑差、滑差频率、滑差周期:滑差:并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差;滑差频率:并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差，用 fs表示; 滑差周期:并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化 360?所用的时间。

6、恒定越前相角准同期并列:Ux 两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号的叫恒定越前相角并列装在 Ug 和置。

7、恒定越前时间准同期并列:在 Ug 和 Ux 两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号的叫恒定越前时间并列装置。

8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压:包含同步条件信息的电压;正弦整步电压:与时间具有正弦函数关系的整步电压;线性整步电压:与时间具有线性函数关系的整步电压。

二、思考题 1、同步发电机并列操作应满足什么要求,为什么, 答: 同步发电机并列操作应满足的要求:(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 12 倍的额定电流。

(2)发电机并网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。

因为:1并列瞬间，如果发电机的冲击电流大，甚至超过允许值，所产生的电动力可能损坏发电机，并且，冲击电流通过其他电气设备，还合使其他电气设备受损;2并列后，当发电机在非同步的暂态过程时，发电机处于振荡状态，遭受振荡冲击，如果发电机长时间不能进入同步运行，可能导致失步，并列不成功。

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.·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()m u U t ωϕ=+ （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G U •，调节待并发电机组G U •的状态参数使之符合并列条件。

5. 并列的理想条件：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x ω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过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。

（不能用于两个系统间并列操作）8. 准同期并列装置的两种原理：恒定越前相角、恒定越前时间。

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。

自动装置第2章知识点

第二章同步发电机的自动并列第一节概述一、并列操作的意义电力系统运行中，任一母线电压瞬时值可表示为u=U m sin(ωt+φ)1、运行母线电压的状态量：母线电压的幅值、频率和相角。

2、并列操作：将一台发电机组进行适当的调整，使之符合并列条件后才允许断路器QF合闸，将发电机组并入电网运行。

同步发电机组并列时遵循如下的原则：(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。

4、并列方法分类（1）准同期并列待并发电机组已经加上了励磁电流，调节待并发电机组的状态参数使之符合并列条件后合上发电机出口断路器。

（2）自同期并列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ωS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，接着给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。

二、准同期并列发电机并列的理想条件：并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。

即：这时，并列合闸的冲击电流等于零，并且并列后发电机组与电网立即进入同步运行，不发生任何扰动现象。

发电机并列的实际条件：（1）电压幅值差不超过额定电压的5％～10％（2）频率差不超过额定频率的0.2％～0.5％合闸瞬间相角差不超过±5度(一)电压幅值不等设发电机并列时频率f G =f X、相角差δe等于零、电压幅值不等(U G≠U X)。

则冲击电流的有效值为:式冲击电流主要为无功电流分量。

1、U G > U X冲击电流滞后发电机电压90度，并列后发电机立即带无功负荷；2、U G < U X冲击电流超前发电机电压90度，并列后发电机从系统吸收无功负荷；(二)合闸相角差设并列合闸时电压幅值相等、频率相等，但合闸瞬间存在相角差。

这时发电机为空载情况，电动势即为端电压并与电网电压相等，冲击电流的有效值为式当相角差较小时，这种冲击电流主要为有功电流分量，说明合闸后发电机与电网间立刻交换有功功率，使机组联轴受到突然冲击1、发电机电压超前，冲击电流基本与发电机电压同相，并列后发电机立即发出有功功率；2、发电机电压滞后，冲击电流基本与发电机电压反相，并列后发电机立即从系统吸收有功功率；(三)频率不相等设并列时电压幅值相等但频率不相等，这时断路器两侧间电压差us为脉动电压。

电力系统自动装置复习题

第一章自动装置及其数据的采集处理一、选择题1、我国电网的额定频率为（50Hz ）。

2、在正弦交流电压信号中含有的信息包括（电压幅值、频率和相角）。

3、电力系统自动化有以下四大任务，其首要任务是（提高系统运行安全性）。

4、衡量电能质量的重要指标是（电压、频率和波形）。

二、填空题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、电力系统由发电厂、变电所、输电网、配电和用电等设备组成，在运行中是一个有机的整体。

3、电力系统自动化就是应用计算机技术和远动通信技术对电力系统进行自动监视、控制和调度。

4、调度控制中心对所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，确保电力系统的安全经济运行。

5、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同又分为火电厂、水电厂、核电厂等不同类型的电厂。

6、电力系统自动控制大致分为：电力系统自动监视和控制、电厂动力机械自动控制、电力系统自动装置和电力安全装置。

7、电力系统自动监视和控制的主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。

8、发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设9、同步发电机是转换产生电能的机械，它有两个可控输入量—动力元素和励磁电流，其输出量为有功功率和无功功率，它们还分别于电网的频率和发电机端电压的电能质量有关。

10、电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。

11、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。

12、在电力系统中，电压和频率是电能质量的两个主要指标。

13、电力系统自动装置的结构形式：微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。

14、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。

15、采样/保持器一般由模拟开关、保持电容器和缓冲放大器组成。

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

电力系统自动装置原理课后答案

电力系统自动装置原理附录思考题答案第一部分自动装置及其数据的采集处理1-1．采用式1-13对电流进行分解，0a 、n a 、n b 的物理意义分别是什么？【答案提示】0a ：直流分量；n a ：n 次谐波分量的实部；n b ：n 次谐波分量的虚部。

1-2．采样的前期处理讨论：【答案提示】如果正态分布均匀，那么采用4只电阻串联采样的方式要比采用一只电阻采样的精确度高；是用算术平均法进行滤波有两种方式，其一：10~1021a a a a+++= ；其二：2~211a a a +=，2~~312a a a +=，2~~423a a a += (2)~~108a a a +=。

第二种方法只占有3个内存变量，每一次计算结果覆盖了前一次的采样数据，节省内存，另外，第二种方法滤波后的权重比例合理，10a 占权重为50%，更加接近采样的后期，因此计算机采样中经常采用。

第一种方法的权重完全一样，10个采样数据各占10%，另外它需要11个内存变量。

总的来看，第二种方法的误差和实际意义都大于第一种。

第二部分自动并列2-1．略 2-2．略2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为：t f cos 1.0501+=Hz ，t f 2sin 1.0502+=Hz ，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。

第二部分自动并列2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为：t f cos 1.0501+=Hz ，t f 2sin 1.0502+=Hz ，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。

【答案提示】合闸相角差表达式为：⎩⎨⎧-=-=-==20100212sin 2.0cos 2.0)(22δδδππππδe s e t t f f f 先不考虑提前量，则有：01.02cos 1.0sin 2.0]2sin 2.0cos 2.0[0→++=+-=⎰πππδππδt t dt t t e e251sin 01sin sin 1sin 21sin 212cos sin 222-=⇒=--=+-+=++t t t t t t t 8078.32+=πk t 或6662.02-=πk t8078.31=t ， 5.61692=t ，……考虑时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可为：3.6678秒，5.4769秒，等等。