电力系统自动化第三版第一章发电机的自动并列
第一章 发电机的自动并列
准同期并列是目前国际通用的同步发电机并列方式。
3、几个基本概念
①同期：同步发电机的并列操作称为同期，以近于同步运行的条 件进行的并列操作称为“准同期”。
②同期点：有可能进行并列操作的断路器就是同期点。
三、准同期并列的条件分析
依据理想并列条件，准同期条件是指前图中QF触点闭合前的瞬 间，发电机G与母线间的频率滑差、角度误差和电压压差。它们对 捕捉并列时机和可能产生的冲击等都有重要影响。 1、频率滑差（以系统电压U x 为参考电压） UG=UX，fG≠fX，δ=0
'' ''
1 .8 2 (U G U x ) Xd
''
2 .5 5 U Xd
''
Xd —发电机组直轴次暂态电抗
图1.1-5
此电流为无功冲击电流！如果ΔU很大，则ish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。为了保证机组安全，我国曾规定压差并列冲击电流不允许超 过空载时机端短路电流的1/12～1/10。
二、自动准同期装置
1、半自动准同期并列装置 ������ 没有频差调节和电压调节功能，只有合闸信号控制单元。 ������ 待并发电机的频率和电压由运行人员监视和调整当频率和 电压都满足并列条件时，并列装置就会在合适的时刻发出合闸信 号。 2、自动准同期并列装置 ������ 设置了频率控制单元、电压控制单元和合闸信号控制单元。 ������ 待并发电机的频率或电压都由并列装置自动调节当满足并 列条件时，自动选择合适时机发出合闸信号。
由图1.2-1可知，在脉动电压 U 的波形中，含有准同期并列 的所有信息——电压幅值差、频率差及相角随时间变化的规律。 1、电压幅值差 电压幅值差 U G
电力系统自动化1---4
（一）电网调度自动化
（2）电网的“分层控制”
分层控制的优点： 信息可以分层采集，这样 既减轻了上一级的负担，又 加速了控制过程，同时减少 了不必要的信息流量减少了 对通信系统的投资。 若局部的控制系统发生故 障，一般不会严重影响电力 系统的其他控制部分。 结构灵活，可适应电力系 统变更或扩大的需要。
火电厂自动化
采用DCS的单元机组主控系统如图
火电厂自动化
工程师站
火电厂自动化
单元控制室
2、水电厂自动化
（1）水电厂的特点： 水电厂除了按计划发电外，还在 电力系统中起着调峰、调频和事故备 用的作用，所以机组启动频繁，工况 多变。 水电厂一般要通过远距离输电线 将电能送到负载中心，易出现稳定问 题。 同时，水电厂还应考虑水力资源 的综合作用。
利用计算机可以同时控制若干回路，并考虑各参数的相关因素。如 单元机组模拟控制系统，把锅炉、汽轮机和发电机组作为整体考虑其控 制策略，使三者同时响应机组或系统的负载要求。
火电厂自动化
火电厂自动化的功能
(3)机组起停 高参数和大容量机组的汽水 系统、燃烧系统、辅助系统、 除氧给水系统十分复杂，使机 组起停时的控制十分困难。 在从冷态启动到带满负载(几小时到十几小时)的过程中，包括 锅炉点火、升温升压、汽轮机升速、初负载保持、升负载等几个 阶段，工况不断变化。 为了保证启动设备的安全，减轻运行人员的劳动强度，要对 各种参数和设备状态进行监视、判断和计算，然后对各调节器和 程序控制回路发出指令，或者直接去调节和操作发电机组。
2、水电厂自动化
（2）水电厂自动化的发展过程：
1）单机自动化阶段
在机旁的仪表监视和报警，就地操作和单个元件的自动化。 2）集中控制阶段
电力系统自动化第1章_发电机的自动并列
相短路时所产生电动力的一半。
第二节 准同期并列的基本原理
=======基本知识点=======
脉动电压
自动准同期装置组成
准同期并列合闸信号的控制
第二节 准同期并列的基本原理
目标：找一电量，包含同步三条件信息。
一、脉动电压
(ωG与ωX不等)
（一）
滑差角频率不超过允许值，机组的加速度小于某一给定值的
条件下，先合并列断路器QF，接着合励磁开关，给转子加励
磁电流，在发电机电势逐步增长的过程中，由电力系统将并
列机组拉入同步运行。
由于自同期并列合闸时发电机尚无励磁，所以在断路器闭
合的瞬间相当于电力系统通过发电机定子绕阻金属性三相短
路，冲击电流较大。
三、自同期并列
2、优点：操作简单，并列迅速，易于实现自动化。
3、缺点:
冲击电流大，对电力系统扰动大，不仅会引起电力系统频率振
荡，而且会在自同期并列的机组附近造成电压瞬时下降。
4、适用：（规程规定）
①对于一切水轮发电机、同步调相机、发变组方式连接的汽轮发电机及
小容量的汽轮发电机只要其端部固定良好，可采用自同期。
②对于3000KW以上与母线直接连接的汽轮发电机，需要验算：
定电压的5％
第三节 恒定越前时间装置
=======基本知识点=======
10、市场销售中最重要的字就是“问”。03:14:5103:14:5103:148/19/2021 3:14:51 AM
11、现今，每个人都在谈论着创意，坦白讲，我害怕我们会假创意之名犯下一切过失。21.8.1903:14:5103:14Aug-2119-Aug-21
《发电机的自动并列》课件
详细描述
自动并列是指通过自动化装置独立完成发电机的并列过程。这种方式无需人工干预，大 大减少了操作员的工作量和人为因素对并列过程的影响。同时，自动并列具有较高的精
度和效率，能够快速、准确地完成发电机的并列，提高电力系统的稳定性和可靠性。
03
自动并列的原理
同步发电机的工作原理
01
同步发电机的基本结构
控制系统的实现方式
实现方式一
硬件实现。通过搭建特定的硬件电路或使用嵌入式系统，实 现控制系统的各项功能。
实现方式二
软件实现。通过编写控制程序，利用计算机技术实现控制系 统的各项功能。
05
自动并列的实验与验证
实验设备与实验条件
实验设备
测量仪器 控制系统
发电机组 自动并列装置
实验设备与实验条件
01
实验条件
02
稳定的电网频 率
电压和相位匹 配
03
04
良好的通信网 络
实验过程与实验结果
01
实验过程
02
启动发电机组，并调整至预设参数。
开启自动并列装置，观察并记录相关数据。
03
实验过程与实验结果
• 在并列过程中，检查电压、频率和相位差等参数。
实验过程与实验结果
01
实验结果
02
成功实现发电机组的自动并列。
总结词
需要人工干预，但精度较高，效率较高 。
VS
详细描述
半自动并列是指通过自动化装置和人工操 作相结合的方式完成发电机的并列过程。 这种方式在一定程度上减少了人工操作的 繁琐程度，提高了并列的精度和效率。但 仍然需要操作员具备一定的专业技能和经 验，以便在必要时进行人工干预。
自动并列
电力系统自动化0.1
第1章发电机的自动并列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。
将一台发电机投入电力系统并列运行的操作，称并列操作。
对并列操作的基本要求: (1) 并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值不宜超过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，进入同步运行的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。
2、并列操作有哪两种方式?它们是如何实现的?并列操作的两种方式:准同期并列(一般采用)自同期并列(很少采用)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?恒定越前时间由于越前时间只需按断路器的合闸时间(准同期装置的动作时间可忽略)进行整定，整定值和滑差及压差无关，故称其为“恒定越前时间”。
(-)准同期并列的条件:①频率fG=fX②幅值UG=UX③相角差Se≠04、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?自动准同期装置的组成:1.频差控制单元检测UG与UX间的滑差角，频率，且调节发电机转速，使发电机电压的频率接近于系统频率2.电压差控制单元检测UG与UX间的电压差，且调节发电机电压UG，使它与UX间的电压差小于规定值。
3.合闸信号控制单元检测并列条件，当待并机组的频率和电压都满足并列条件时,控制单元就选择合适的时间(恒定越前时间)发出合闸信号，使并列断路器的主触头接通时，相角差为零。
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?5、何谓滑差、滑差周期?与相角差δ有什么关系?课本第六页第2章同步发电机励磁自动控制系统1、同步发电机励磁控制系统的主要任务有哪些?电压控制控制无功功率的分配提高发电机并联运行的稳定性提高电力系统的运行条件水轮发电机组要求强行减磁2、叙述同步发电机励磁控制系统的组成及各组成部分的作用。
励磁功率单元向同步发电机提供直流电流励磁调节器的主要功能:检测和综合系统运行状态的信息，经相应处理后，产生控制信号，控制励磁功率单元，以得到所要求的发电机励磁电流3、简述交直流励磁机励磁系统的基本构成、特点及使用范围。
电力系统自动化课件 1
2020/5/11
电气工程学院
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本章思考题：
• 当理想准同期的三个条件分别不能满足时，冲 击电流应如何计算?有什么特点？
• 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？
• 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？
第一章 发电机的自动并列
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本章的主要内容
1.1 概述 1.2 准同期并列的基本原理 1.3 恒定越前时间并列装置 1.4 数字式并列装置
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电气工程学院20141010电气工程学院20141010本章的主要内容11概述12准同期并列的基本原理13恒定越前时间并列装置14数字式并列装置电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010电气工程学院20141010本章思考题
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电力系统自动化考试内容
第一章 发电机的自动并列 （题型：选择题、简答题）1、 同步发电机并列有哪几种方式？准同期并列（一般采用） 自同期并列（很少采用）2、 同步发电机准同期并列的理想条件是什么？(1) fG=fX 待并发电机频率与系统频率相等，即滑差(频差)为零； (2) UG=UX待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零； (3)δe=0 断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零。
3、 同步发电机机端电压与电网电压差值的波形是什么形式？第二章 同步发电机励磁自动控制系统 （题型：选择题、简答题、计算分析题）1、 同步发电机励磁自动控制系统由哪几部分组成？励磁调节器，励磁功率单元和发电机2、 同步发电机励磁系统由哪几部分组成？励磁调节器励磁功率单元3、 同步发电机感应电动势和励磁电流关系：等值电路图和矢量图图2-2 同步发电机感应电动势和励磁电流关系(a) 同步发电机运行原理；(b) 等值电路；(c) 矢量图)(b q E •G U •G I •x d )(a GEWG U •G I G EF I EF U G U •ϕx I j dG •x I j d Q •PI •G I •ϕI •q E •δG )(c4、 励磁控制系统的基本任务。
电压调节、无功分配、 提高发电机运行稳定性、 改善电力系统运行条件、 水轮发电机组要求实现强行减磁第三章电力系统频率及有功功率的自动调节（题型：选择题、名词解释、简答题、计算分析题）1、一次、二次、三次调频的概念及区别。
第一种负荷变化引起的频率偏移，利用调速器来调整原动机的输入功率，这称为频率的一次调整。
第二种负荷变化引起的频率偏移较大，必须由调频器参与控制和调整，这称为频率的二次调整。
第三种负荷变化，调度部门预先编制的的日负荷曲线，按照经济原则分配到各个发电厂间。
2、负荷的频率调节效应系数KL的计算。
（例题3-1；3-2）3、常用的几种调频方法都有哪些？各自的特点是什么？哪些可以做到无差调频？一、有差调频法：各调频机组同时参加调频无先后之分、计划外负荷在调频及组间按一定比例分配、频率稳定值得偏差较大。
电力系统自动化 第一章发电机自动并列
Automation of Power System
杭州电子科技大学 自动化学院
第1章 同步发电机的自动并列
第一节 概述
=======基本知识点=======
发电机模型 并列的基本概念 准同期并列
一、发电机模型
Xd IG
G
Eq
UG
jI G xd
jI P xd
Step 2：ωsy的计算
Step 3：如果ωs≤ωsy继续Step 4；否则调整G来改变 ωG，ωs=ωG-ωX Step 4：δe的计算： δe=tYJ•ωs Step5：δe≤δey合闸；否则调整G来改变ωG，从而δe
四、准同期并列装置
1全自动准同期并列 （1）频差控制单元：调节发电机转速，从而改 变频差； （2）压差控制单元：调节发电机励磁，从而改 变压差； （3）合闸信号控制单元：选择合适合闸时间
发电机在频差较大的情况下并入系统，立即 带上较多正的（或负的）有功功率，对转子产生 制动（或加速）的力矩，使发电机产生振动，严 重时导致发电机失步，造成并列不成功。允许频 率差范围为额定频率的0.2%~0.5%,0.1~0.25Hz
（3）UG=UX，fG=fX，δe≠0
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。 同步并列操作允许的合闸相位差不应超过去 5°。
A.输入通道 并列装置在现场工作输入信息有：
1）状态量输入。并列点两侧电压互感器二次
侧交流电压信号中提取电压幅值、频率和相角 差等三种信息， 2）并列点数字量。如tad ，ωs.set ， 3）工作状态及复位按钮。
U等， set
B.输出通道 ①发电机转速调节的增速、减速信号； ②调节发电机电压的升压、降压信号； ③并列断路器合闸脉冲控制信号。
电力系统自动化第三版
对励磁调节器的要求 具有较小的时间常数，能迅速响应输入信息的变化。 系统正常运行时，励磁调节器应能维持发电机电压在给定的水平。励磁控制系统的自然调差率一般在1％以内。 励磁调节器应能合理分配机组的无功功率，为此，励磁调节器应保证同步发电机端电压调差率可以在土10％以内进行调整。 对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，要求励磁调节器没有失灵区。 励磁调节器应能迅速反应系统故障，具备强行励磁等控制功能以提高暂态稳定和改善系统运行条件。
改善异步电动机的自起动条件
*
图2-12 短路切除后电压的恢复 1-无励磁自动控制；2-有励磁自动控制
为发电机异步运行创造条件 同步发电机失去励磁时，需要从系统中吸收大量无功功率，造成系统电压大幅度下降，严重时危及系统的安全运行。 在此情况下，如果系统中其它发电机组能提供足够的无功功率维持系统电压水平，则失磁的发电机还可以在一定时间内以异步运行方式维持运行，这不但可以确保系统安全运行而且有利于机组热力设备的运行。
*
并联各发电机间无功电流的分配取决于各发电机的外特性，而上倾的和多于一条水平的外特性都不能起到稳定分配无功电流的作用。
*
图2-5 并联运行发电机间无功负荷的分配
通常我们希望发电机间无功电流应按机组容量的大小进行比例分配，大容量的机组担负的无功增量应相应地大，小容量的机组增量应该相应地小。 只要并联机组的“UG — IQ*” 特性完全一致（IQ*为机组无功电流与其无功电流额定值的比值），就能使得无功负荷在并联机组间进行比例分配。 要作到这一点，单纯地想把参加并联运行的大小发电机组都做成相同的“UG — IQ*” 特性是很难实现的，甚至是不可能的，但是自动调压器却可以相当容易地作到这一点。
单机运行方式：
与无穷大系统并联方式
电力系统自动化第三版教学设计
电力系统自动化第三版教学设计一、课程简介本课程是电力系统自动化专业的一门基础课程，主要介绍电力系统自动化技术的基础知识和应用技术，涵盖电力系统计算机监控、自动化控制、保护及触发、通讯及信息处理等方面的内容。
二、教学目标1.了解电力系统自动化技术的基本概念、主要内容和应用领域。
2.掌握电力系统监控、保护及触发、通讯等领域的基本理论和技术方法。
3.熟悉电力系统自动化设备的结构组成、特点和使用方法。
4.掌握电力系统自动化技术的应用案例，提高学生的工程实践能力。
三、教学大纲第一章电力系统自动化技术概述1.1 电力系统自动化技术的发展历程 1.2 电力系统自动化技术的概念、内容和基本要求 1.3 电力系统自动化技术的应用领域和前景第二章电力系统计算机监控2.1 电力系统计算机监控系统的概述 2.2 电力系统计算机监控系统的结构和功能 2.3 电力系统计算机监控系统的实现技术第三章电力系统保护及触发3.1 电力系统保护及触发的基本原理 3.2 电力系统保护及触发的硬件和软件结构 3.3 基于电力系统保护及触发的应用实例第四章电力系统通讯及信息处理4.1 电力系统通讯及信息处理的基本原理 4.2 电力系统通讯及信息处理的模块结构和工作流程 4.3 电力系统通讯及信息处理的主要技术和应用第五章电力系统自动化设备与技术5.1 电力系统自动化设备的分类和特点 5.2 电力系统自动化设备的发展动态5.3 电力系统自动化设备的应用环境和使用方法四、教学方法1.课堂讲授2.课程设计与实验3.综合性实践五、教学资源课本参考教材：《电力系统自动化（第三版）》软件1.Matlab2.PSCAD3.ATP4.AutoCAD实验设备1.电力系统自动化实验箱2.电力系统模拟实验平台3.电力系统演示模型六、考核方式1.平时成绩（包括课堂出勤、作业和实验）2.期末成绩（闭卷考试）七、参考文献1.《电力系统自动化（第三版）》2.《电力系统计算机监控技术》3.《电力系统保护与控制》4.《电力系统自动化设备与技术》以上是本课程的教学设计，请各位同学积极参与课堂教学，并在实验课程中注重实践，加深对电力系统自动化技术的理解与应用。
电力系统自动化习题及答案
第一章发电机的自动并列习题1、同步发电机并网（列）方式有几种？在操作程序上有何区别？并网效果上有何特点？分类:准同期，自同期程序：准：在待并发电机加励磁，调节其参数使之参数符合并网条件，并入电网。
自：不在待并电机加励磁，当转速接近同步转速，并列断路器合闸，之后加励磁，由系统拉入同步。
特点：准;冲击电流小，合闸后机组能迅速同步运行，对系统影响最小自：速度快，控制操作简单，但冲击电流大，从系统吸收无功，导致系统电压短时下降。
2、同步发电机准同期并列的理想条件是什么？实际条件的允许差各是多少？理想条件：实际条件（待并发电机与系统）幅值相等：UG=UX电压差Us不能超过额定电压的5%-10%频率相等：3G=G）X频率差不超过额定的0. 2%-0. 5%相角相等：6e=0 （60=6X）相位差接近，误差不大于5。
3、幅值和频率分别不满足准同期理想并列条件时对系统和发电机分别有何影响？幅值差：合闸时产生冲击电流，为无功性质，对发电机定子绕组产生作用力。
频率差：因为频率不等产生电压差，这个电压差是变化的，变化值在0・2Um之间。
这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压。
它产生的拍振电流也时大时小变化，有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时小变化，使发电机振动。
频率差大时，无法拉入同步。
4、何为正弦脉动电压如何获得包含合闸需要的哪些信息如何从波形上获得5、何为线形整步电压？如何得到线形整步电压线性整步电压的特点是什么？6、线性整步电压形成电路由几部分组成？各部分的作用是什么？根据电网电压和发电机端电压波形绘制出各部分对应的波形图。
书上第13页，图1-12 组成：由整形电路，相敏电路，滤波电路组成作用：整形电路：是将Ug和Ux的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列方波，其幅值与Ug和Ux无关。
相敏电路：是在两个输出信号电平相同时输出高电平，两者不同时输出低电平。
滤波电路：有低通滤波器和射极跟随器组成，为获得线性整步电压Us和&e的线性相关，采用滤波器使波形平滑7、简述合闸条件的计算过程。
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。
《电力系统自动化》课程教学规范
《电力系统自动化》教学规范一、课程的任务本课程是电力系统自动化技术及输变电工程技术S业的专业课程。
主要任务：着重使电力系统自动化专业的学生了解电力系统自动化的基本内容、运行方式、硬件配置结构以及软件控制功能，为使用和设计电力系统中各个层面、规模的自动化系统建立基础。
二、教学大纲课程编号：适用专业：电力系统自动化技术及输变电工程技术专业学时数：40学时（不包括假期和期末考试）均为理论课学分：2说明：本课程教学规范随专业培养方案学时的改变将进行适当修定（一）、课程的性质和目的《电力系统自动化》课程是我院电类各专业的一门综合性很强的学科专业课。
本课程内容丰富，涵盖知识面广，培养学生综合运用基础知识能力，树立理论联系实际的科学作风和提高学生分析问题、解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生掌握电力系统自动化的基本内容，学会分析电力系统自动化实现的基本方法。
为今后从事电类各专业的学习和工作打下必备的基础。
（二）、课程教学内容及基本教学要求第一章发电机的自动并列（6学时）（1）内容概要§ 1.1列操作意义，准同期并列§ 1.2同期并列的基本原理§ 1.3定越前时间并列装置§ 1.4字式并列装置（2）学时安排§ 1.5 1.5 学时§ 1.62学时§ 1.71学时§ 1.8 1.5 学时第二章同步发电机励磁自动控制系统（9学时）（1）内容概要2.1同步发电机励磁控制系统的任务和要求2.2同步发电机励磁系统2.3励磁系统中转子磁场的建立和火磁2.4 2.4励磁调节器原理2.5励磁系统稳定器2.6电力系统稳定器（2）学时安排2.73学时2.8 2.2 1学时2.9 2.3 1学时2.102.4 2学时2.112.5 1学时2.122.6 1学时第三章电力系统频率及有功功率的自动调节（6学时）（1）内容概要§3.1电力系统频率特性§3.23.2调频与调频方程式§3.3电力系统的经济调度与自动调频§3.4电力系统低频减震（2）学时安排§3.51.5 学时§3.61.5 学时§3.73.3 2学时§3.83.4 1学时第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术（4学时）（1）内容概要§4.1电力系统电压控制的意义§4.2电力系统无功功率平衡与电压的关系§4.3电力系统电压控制的措施§4.4电力系统电压综合控制§4.5电力系统无功功率电源最优控制（2）学时安排§4.60.5 学时§4.74.2 0.5 学时§4.81学时§4.91.5 学时§4.10 4.5 0.5 学时第五章电力系统调度自动化（6学时）（1）内容概要5.1电力系统调度的主要任务，电力系统的分区、分级调度，功能概述和组成 5.2 5.2远方终端RTU5.3数据通信的通讯规约5.4调度中心的前置机系统，系统结构5.5自动发电机控制5.6EMS的网络分析功能（2）学时安排5.72学时5.8 5.2 0.5 学时5.9 5.3 0.5 学时5.105.4 1学时5.115.5 1学时5.125.6 1学时第六章配电管理系统（6学时）（1）内容概要§6.1配电管理系统（DMS）的概述§6.2馈线自动化（FA）§6.3负荷控制技术及需方用电管理§6.4配电图资地理信息系统§6.5远程自动抄表系统的构成（2）学时安排§6.61学时§6.71.5 学时§6.81.5 学时§6.9 1.5 学时§6.106.5 0.5 学时第七章变电所综合自动化（3学时）（1）内容概要变电所综合自动化系统的基本功能、结构形式（2）学时安排3学时（三）、课程的教学基本要求1、理论教学要求（一）发电机的自动并列基本要求：（1）了解并列操作的意义，理解并列时电压差、频率差和相位差要满足条件的含义。
发电机的自动并列资料课件
节省人力
自动并列可以减少人工操 作的环节和人力成本，提 高电力企业的经济效益。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
发电机的自动并列系统
自动并列系统的组成
同步检测装置
用于检测待并列发电机与系统 电压的相位差和频率差，确保
并列条件满足。
自动合闸装置
在满足并列条件时，自动合上 发电机与系统的断路器，完成 并列操作。
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
发电机的自动并列问题 与解决方案
并列不成功的原因分析
参数设置错误
可能是频率、电压、相位角等参数设置不正 确，导致并列条件不满足。
设备故障
发电机或并列装置出现故障，如触点接触不 良、继电器损坏等。
外部干扰
电网波动、其他设备产生的电磁干扰等，影 响并列的稳定性。
基于模拟电路的实现方式
利用模拟电路实现自动并列，结构简单，但调试困难，精度较低。
基于数字控制器的实现方式
利用数字控制器实现自动并列，精度高，可编程性强，但成本较高。
基于微处理器的实现方式
利用微处理器实现自动并列，集成度高，可靠性好，但开发周期较长 。
基于可编程逻辑控制器的实现方式
利用可编程逻辑控制器实现自动并列，适用于工业自动化控制，但扩 展性较差。
确认发电机组状态良好，各项参数正 常；检查自动并列系统各设备正常工 作，无故障提示。
并列后检查
检查发电机组运行状态是否正常，各 项参数是否稳定；如有异常情况，及 时进行处理。
01
02
并列指令发出
通过控制系统发出并列指令，使发电 机组准备并列。
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电力系统自动化第三版第一章发电机的
自动并列
15
准同期并列分析计算
U X
B
UG U X
DL
XG
U S
XX
A
U G
EG
G
E X
图1-1（a）电路示意图
图1-1 （c）等值电路图
由于DL两侧电压的状态量不等，DL主触头间具 有电压差 ，其值可由图（c）的电压相量求得。
电力系统自动化第三版第一章发电机的
自同步的优点是并列速度快，但这种并列方法并列时产生的 冲击电流较大;同时发电机要从系统中吸收无功，会引起系统 电压短时下降，目前已较少采用。下面着重讨论准同步并列。
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G
V
T
Uf
自同期并列示意图
电力系统自动化第三版第一章发电机的
自动并列
12
准同步并列理想条件
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自动并列
5
并列基本要求
◦ 并列瞬间，发电机的冲击电流不应超过规定的允许 值；
◦ 并列后，发电机应能迅速进入同步运行。
并列不当后果： ◦ 产生极大冲击电流，损坏发电机，引起系统电压波
动,甚至导致系统振荡，破坏系统稳定运行。
自动并列控制作用 ◦ 减轻运行人员的劳动强度，提高系统运行可靠性和
自动并列
3
同步运行基本原理
o 电气量表示
o 电力系统运行中，理想情况下，任一母线电压瞬时值可表 示为：
uUmsin(t)
式中 U m ——电压幅值 ——电压的角频率
——初相角
o 发电机同步运行
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4
并列的概念
◦ 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。
稳定性。
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6
同步点
◦ 在发电厂内、凡可以进行并列操作的断路器，都称之为电 厂的同步点。通常发电机的出口断路器都是同步点，发电 机-变压器组用高压侧断路器作为同步点，双绕组变压器 用低压侧断路器作为同步点、母联断路器、旁路断路器都 应设为同步点。
◦ 同步点的设置要考虑系统、发电厂、变电所在各种运行方 式下操作的灵活方便，也应具体考虑并列操作过程中调节 的可行性。
第一章 发电机的自动并列
概述
电力系统自动化第三版第一章发电机的
自动并列
1
理解电力系统
电力系统是一个物理系统，遵循各种基本的物理定 律。
功率平衡 Pgen = Ploss + Pload V = I*R
电磁相互转换的交流系统
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2
为什么需要并列
o 正常运行时，为了维持电力系统频率、电压在允 许的范围内，运行中要根据负荷波动必要时投入 或切除发电机；
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19
几点说明
◦ 冲击电流主要为无功电流分量。 ◦ 冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响，由于定子绕组
准同步并列的优点是并列时产生的冲击电流较小，不 会使系统电压降低，并列后容易拉入同步，因而在系 统中广泛使用。
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G
V
T
Uf
准同期并列示意图
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10
Con’t
◦ 自同期并列
待并发电机先不加励磁，当其转速接近同步转速时，投入电 力系统，在并列断路器合闸后，立即给转子加励磁，由系统 将发电机拉入同步。
③则冲电击压电幅流值最不大等瞬，U 时值G为U : X。
I h
U S
U x
U G
(a) e 0
i" h.max
图 准同期条件分析
2kimic"h
1.8 2(UGUx) X"dXX
2 X
.5 5U
" d
X
S X
(3-3)
式中
U G、U x —— 发电机电压、电网电压有效值
X
" d
——
发电机直轴次暂态电抗
XG
U G A
EG
G
图1-1（a）电路示意图
UG U X
U S
XX
E X
图1-1 （c）等值电路图
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准同期并列特点及适用场合
◦ 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。
◦ 由于准同期并列冲击电流小，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，故不适于紧急情 况的发电机并列。
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同步点示意图
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并列操作分类
◦ 准同期并列 先给待并发电机加励磁，使发电机建立起电压，调整 发电机的电压和频率，在接近同步条件时，合上并列 断路器，将发电机并人电网。若整个过程是人工完成 的称手动准同步并列；若是自动进行的称自动准同步 并列。
•
Ux
B
DL
A
•
UG
( a ) ～G
•
•
UG
Us
G
e
•
Ux
x
o (b)
◦ 并列断路器主触头闭合瞬间，脉动电压为零：
• (1)发电机电压幅值与系统电压幅值相等； • (2)发电机频率与系统频率相等； • (3)发电机电压与系统电压间相角差为零。
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U X
B
DL
o 在检修完，要将机组重新投入；
o 故障情况下，为了保护发电机，或为了保持主系 统的稳定，需要切除发电机，并在合适时候将其 重新投入运行；有时需要将备用发电机迅速投入 运行。
o 针对上述情况，都需要在必要时将发电机重新投 入电网。可见，在电力系统运行中，并列操作是 较为频繁的。
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G —— 发电机电压初相角； x —— 电网电压初相角；
Us UGUx 相量差，又称脉动电压
UG Ux
幅值差
G x
G x
频率差 相角差
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（一）电压幅值差
设发电机并列时的电压相量
如图1-2（a）所示，即并列时：
①发电机频率 f G等于电网频
率 f X ；②相角差 e 等于零；
自动并列
16
UG U X
XG
U S
EG
XX
E X
U G
U X
变戴 换维
南 等 效
XG XX
U S U S 0
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自动并列
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发电机侧电压相关参量：电网侧电压相关参量：
U G —— 发电机电压相量；
U x —— 电网电压相量；
U G —— 发电机电压幅值； U x —— 电网电压幅值； G —— 发电机电压角频率； x —— 电网电压角频率；