电力系统自动装置原理-课件
《电力系统自动化》PPT课件
01
馈线自动化
对配电网中的馈线进行实时监测和控制,实现馈线故障的快速定位和隔
离,恢复非故障区域的供电。
02
配电管理系统(DMS)
对配电网进行实时监测、控制和优化管理,提高配电网的供电可靠性和
经济性。
03
分布式电源接入与微电网技术
应用于分布式电源接入和微电网领域,实现分布式电源的自动控制和优
化运行,提高能源利用效率。
能源互联网
构建基于大数据的能源互联网平台,实现能源的 优化配置和共享。
5G通信技术在电力系统自动化中的应用
实时数据传输
5G通信技术的高带宽和低时延特性,使得电力系统能够实现实时数 据传输和监控。
远程控制与操作
通过5G通信技术,实现对电力设备的远程控制和操作,提高系统的 可靠性和安全性。
智能化电网
结合5G通信技术和人工智能技术,构建智能化电网,实现电力系统的 自适应和自学习。
自动化调度系统可以根据实时数据进行电网优化调度,提高电力输送效率和供电质 量。
自动化管理系统可以实现电力设备的状态监测和预防性维护,避免设备故障对系统 运行的影响。
面临的挑战与问题
电力系统自动化需要高度的技术支持和资金投入,对于一些经济相对落后的地区来说,实现 难度较大。
自动化控制系统的复杂性和安全性问题也需要得到充分考虑和解决,以避免出现系统崩溃或 数据泄露等安全问题。
未来电力系统自动化的展望
完全自动化
未来电力系统将实现完全自动化,从发电、输电 到配电等各个环节都将实现自动化运行和管理。
绿色能源融合
未来电力系统将更加注重绿色能源的融合和利用 ,如风能、太阳能等可再生能源将更多地接入电 力系统。同时,电动汽车等新型负荷也将成为电 力系统的重要组成部分。
自动装置原理第二章课件
电力系统暂态分析第二章 同步发电机突然三相短路分析第一节 同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的电流波 形及其分析 第二节 同步发电机空载下三相短路后内部物理过程以及短路电 流分析 第三节 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值 第四节 同步发电机的基本方程 第六节 自动励磁调节装置对短路电流的影响Exit第1页电力系统暂态分析第一节 同步发电机在空载情况下定子突 然三相短路后的电流波形及其分析同步发电机突然短路暂态过程的特点•对称稳态运行时,电枢磁势的大小不随时间而变化,在空 间以同步速度旋转,与转子没有相对运动,不会在转子绕组 中感应电流。
•突然短路时,定子电流在数值上发生急剧变化,电枢反应 磁通也随着变化,并在转子绕组中感应电流,这种电流又反 过来影响定子电流的变化。
这种定子和转子绕组电流的互相 影响就是突然短路暂态过程的特点。
Exit第2页电力系统暂态分析同步发电 机空载运 行情况下 定子三相 绕组突然 三相短路三相定子 电流图励磁回路 电流图Exit第3页电力系统暂态分析• 实测短路电流波形分析▪ 短路电流包络线中心偏离时间轴,说明短路电流中 含有衰减的直流分量; ▪ 三相直流分量大小不等,按相同的指数规律衰减, 最终衰减至零,衰减时间常数Ta为零点几秒,由定 子回路的电阻和等值电感决定; ▪ 交流分量的幅值是衰减的,最终衰减至 I m∞ ,衰减 时间常数为 Td′ , Td′′。
▪ 交流分量幅值的表达式为: − t / T ′′ −t /T′ ′ ′ ′ ′ I m ( t ) = ( I m − I m )e + ( I m − I m ∞ )e + I m∞d dExit第4页电力系统暂态分析Exit第5页电力系统暂态分析Exit第6页电力系统暂态分析• 实测短路电流波形分析▪ 励磁回路电流也含有衰减的交流分量(最后衰减 至零,衰减时间常数与定子直流分量相同Ta)和 直流分量(交流分量的对称轴线,最后衰减至正 常值 i f |0| ,衰减过程与定子交流分量相同),说 明突然短路后励磁回路和定子以及转子阻尼回路 间存在磁耦合。
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。
校园文化之网电力系统自动装置原理.ppt
5
二、软件
1.信号采集与处理程序:
采集信息包括模拟信号和数字信号两种。 模拟信号进行采集、标度变换、滤波处理等。
2.运行参数设置程序:
系统运行参数设置。 包括采样通道号、采样点数、采样周期、信号量程范围等。
6
二、软件
3. 系统管理(主控制)程序:
管理和调用各个功能模块程序。 管理数据文件的存储和输出。
Ω
Ω
Ω
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采样定理
时域采样定理
一个频率有限信号 f (t) 如果频谱只占据
m m的范围,则信号 f (t) 可以用等间
隔的抽样值来唯一地表示。而抽样间
隔不大于 1 (其中
2 fm
m 2fm ),或者
说最低抽样频率为 2 fm 。
奈奎斯特频率:
s 2m
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不满足采样定理时产生频率混叠现象
f (t)
1 Fs ( )
Ts
0
Ts
0
t
s m m s
1 Ts
F1 ( )
f (t)
0
Ts
t
s 2m
s 0 s
1 Ts
F1 ( )
s 0
s 20
选择采样周期必须有一个依据,以保证采样信号能 不失真地恢复原信号,这个依据就是采样定理。
采样定理是采样过程中所遵循的基本定律,它指出 了重新恢复连续信号所必须的最低采样频率。
13
预备知识
傅立叶级数:
f (t) a0 (an cos nt bn sin nt) n1
f (t) F (n)e jnt n
电力系统自动装置原理
电能系统基础
东南大学电气工程系
1
电力系统自动装置原理第3章
•QG = UGIGsin=UGk1tg 或 QG =[EqUGcosUG2]/xd = k2tg - UG2/xd •结论:虽然IEF改变使Eq、及发生了变化,但仍可使PG维持恒定,而QG随
之调节,即在调节励磁时,一方面可以维持PG恒定,另一方面又可改变发电 机承担的无功功率。因此,在多机系统中,可以通过调节励磁电流来实现并
调节的励磁控制系统,在测量单元无失零区时,功角特性一般只能 近似达到以Eq恒定的特性曲线,此时功率极限角大于90 (参见Pxl
•U
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•IG
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电力系统自动装置原理第3章
提高暂态稳定性
•以单机无穷大系统为例分析。 •图中,曲线III对应于故障后采取强励的功角特性。
无功负荷电流IQ主要造成了Eq与UG间的幅值差,IQ越大, 幅值差越大。
•由外特性,当励磁电流一定时,UG随IQ •U 的增大而下降。若IQ太大造成UG过小, •GUGe 满足不了运行条件,则需通过励磁控制 •UG
系统增加励磁电流,从而增大Eq,以使 2 UG上升到满足运行条件;若IQ太小,造 成UG过大,则需减小励磁电流,从而减 小Eq,使UG下降到满足运行条件。
•IEF2 •IEF1
•IQ1
•IQ2 •I
Q
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电力系统自动装置原理第3章
控制无功功率的分配
•参考 •相位
•设机端电压恒定。正常情况下,发电机
•Eq •jxdI
机械输入功率Pm和电磁输出功率PG维持 相等,Pm只受调速器的控制,与励磁电
G •U
• G
流大小无关。在此可令Pm维持恒定,因
三、对励磁系统的基本要求
电力系统自动装置原理PPT课件
由外特性,当励磁电流一定时,UG随IQ的 UG 增大而下降。若IQ太大造成UG过小,满足 UGe
不了运行条件,则需通过励磁控制系统 UG2
增加励磁电流,从而增大Eq,以使UG上升 到满足运行条件;若IQ太小,造成UG过大, 则需减小励磁电流,从而减小Eq,使UG下
降到满足运行条件。
IEF2 IEF1
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水轮发电机组的强行减励
水轮发电机组发生故障突然跳闸时,调速系统不能迅速 关闭导水叶(惯性作用的结果),致使转速急剧上升, 如不采取措施迅速降低发电机的励磁电流,则发电机电 压有可能升高到危及定子绝缘的程度(在励磁电流一定 时,转子转速上升,定子绕组切割磁力线的速度加大,
从而使Eq增大。)
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对励磁调节器的要求
行发电机组间无功功率的合理分配。
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提高静态稳定性
以单机无穷大系统为例分析。
发电机输出的有功功率(功率或功角特性)为:
PG = EqUsin/x = Pmaxsin
当Eq(与励磁电流相对应)和U固定时,PG是的正弦函数。
因此,调节励磁电流,改变Eq,使发电机的有功功率特性得到改变,
从而改善系统的有功静态传输能力。对于按参数偏差量的比例进行
QG = UGIGsin=UGk1tg 或 QG =[EqUGcosUG2]/xd = k2tg - UG2/xd 结论:虽然IEF改变使Eq、及发生了变化,但仍可使PG维持恒定,而QG随之调 节,即在调节励磁时,一方面可以维持PG恒定,另一方面又可改变发电机承
担的无功功率。因此,在多机系统中,可以通过调节励磁电流来实现并联运
IQ1
IQ2 IQ
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控制无功功率的分配
参考 相位
设机端电压恒定。正常情况下,发电机
电力系统自动装置课件
• 9.备用电源自动投入装置运行方式应灵活 • 在一个备用电源同时作为几个工作电源的备用 电源情况下,备用电源已代替某一工作电源后, 电源情况下,备用电源已代替某一工作电源后, 若其它工作电源又被断开, 若其它工作电源又被断开,必要时装置仍应动 作; • 当备用电源自动投入装置不应动作时,如备用 当备用电源自动投入装置不应动作时, 电源检修, 电源检修,手动断开工作电源或备用电源已带 满负荷, 满负荷,备用电源自动投入装置也应该能相应 地作退出切换。 地作退出切换。
随着经济建设的不断发展, 随着经济建设的不断发展,电力系统在 不断的向高电压、大机组、 不断的向高电压、大机组、现代化大电网 发展,这将对电力系统自动化、 发展,这将对电力系统自动化、电网安全 稳定提出更高的要求。 稳定提出更高的要求。为了更好地保证电 网的安全稳定运行,保证电能质量, 网的安全稳定运行,保证电能质量,提高 电网的经济效益, 电网的经济效益,必须借助电力系统自动 装置来实现, 装置来实现,从而促进了电力系统自动控 制技术的不断发展。 制技术的不断发展。
• 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: 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; 工作母线本身故障, 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; 工作母线上的出线发生故障, 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, 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; 变压器断路器误跳闸( 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); 系统故障,高压工作电源电压消失。 );⑤ 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, 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。 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 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, 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
电力系统自动装置原理说课课件
理想条件 准同期并列
(2)同步发电机并列操作的方法
自同期并列 机组型同期
(3)同步发电机并列操作的基本方式
线路型同期
4、教学条件
4.1实训条件 4.2教学团队 4.3教材及教学参考资料
4.1实训条件
校内实训条件
4.1实训条件
4.1实训条件
校外实训基地
4.2 教学团队 教学团队—专兼职教师队伍
3.1 教学方法与手段(以教学单元3为例)
2)学习:
讲解同步发
电机励磁系 统任务、励 磁方式,通 过启发式, 讨论式等教 学方法,结 合现代化的 教学手段, 使学生掌握 相关理论知
励磁 功率单元
G
发电机
电力系统
励磁调节器
输入信息
3.1 教学方法与手段(以教学单元3为例)
3)应用:
分析同步
3.2教学程序设计(任务1-1并列操作概述为例)
(三)同步发电机并列操作的基本方式(知识点3) • 1.机组型同期并列 • 2.线路型同期并列(结合电气主接线模拟屏讲 解)
3.2教学程序设计(任务1-1并列操作概述为例)
四、归纳总结(5分钟)
由学生分析归纳,老师概括
遵循原则
(1)并列操作
3.2教学程序设计(任务1-1并列操作概述为例)
第一部分:复习上节课内容(10分钟) 提问:
• 1.自动装置硬件组成形式? • 2.微型计算机系统有哪些基本模块组成? • 3.自动装置输入数据的前置处理环节有哪些?
方式:通过向学生提问并与学生一起回答的方式
,复习上节课内容。
3.2教学程序设计(任务1-1并列操作概述为例)
课程:《电力系统自动装置》 说课教师: 聂兵
电力系统自动装置 杨冠城主编
直流励磁 机
交流励磁 机
静止励 磁
电力系统 自动装置原理
一.直流励磁机系统
GE2 G R V
GLE G 1 E G -
G
TA TV
~
AER
1.自励直流励磁机
2.他励直流励磁机
电力系统 自动装置原理
二、交流励磁机系统
U2 G GE2 GE1 U1 A GLE G B AER (a) TA TV
~
~
电力系统 自动装置原理
*变电站电压、无功综合自动控制装置
(一)概述 2.电力系统的调压措施
UG
~
1:K1 R+jX
K2:1
UB P+jQ
PR QX U B (U G K1 U ) / K 2 (U G K1 ) / K2 UN
电力系统 自动装置原理
*变电站电压、无功综合自动控制装置
比例式励磁调节器
励磁调节器最基本的功能是 调节发电机的端电压。常用 的励磁调节器是比例式调节 器,它的主要输入量是发电 机端电压,其输出用来控制 励磁功率单元。电压升高时 输出减小,电压降低时输出 增大。
电力系统 自动装置原理
励磁调节器的基本特性与框图
励磁调节器基本框图
电力系统 自动装置原理
励磁调节器的基本特性与框图
励磁调节器的简化框图
UREF UG Ude USM
测量K1
综合放大K2
移相触发K3
UAVR
可控整流K4
励磁调节器的特性曲线在工作区内的陡度,是调节器性能的主要指标之一,即
U AVR K U REF U G
K——调节器的放大倍数
电力系统 自动装置原理
电力系统自动装置绪论PPT课件
2、调度自动化
(2)、高级应用
(1)、状态估计 (2)、潮流计算
……
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第7页/共21页
2021/7/1
电力系统自动化的内容
第四层
第三层 第二层 第一层
协调、安全调度
寻优功能 监督功能 控制器 被控设备
寻优功能 监督功能 控制器 被控设备
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第8页/共21页
2021/7/1
电力系统自动化的重要性
先进的自动化技术
目标:电力系统的安全、可靠、经济运行
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2021/7/1
电力系统自动化的重要性
电磁暂态
Electromagnetic Switching Transient
机电暂态
Transient stability(angle and voltage)
系统稳态运行
Power system operation
第16页发展过程
☆综合自动化特点:
利用计算机技术、通信技术实现对系统的自动监测、保 护、控制,以及对系统运行情况的自动分析和处理。
电力系统 信息
电力系统 自动装置
YX,YC YK,YT
电力系统 远动和 通信装置
YX,YC YK,YT
信息处理
确定数学模 型
做出控制决策
电压稳定 Long term voltage stability
0.001 0.01
0.1
1
10
100
1000 Sec.
继电保护范围 自动装置范围
调度自动化范围
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第14页/共21页
2021/7/1
电力系统自动化的发展过程
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变电所
二、电力系统自动控制的划分 典型自动控制系统
控制对象
运行状态信息 (测量信息)
发出控制信息
自动控制装置
1、 电力系统自动监视和控制
➢ 电力系统自动监视和控制的主要任务; 2、电厂动力机械自动控制; 3、电力系统自动装置: 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。 4、电力安全装置
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16、业余生活要有意义,不要越轨。2021/3/42021/3/4Marc h 4, 2021
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17、一个人即使已登上顶峰,也仍要 自强不 息。2021/3/42021/3/42021/3/42021/3/4
谢谢观赏
You made my day!
我们,还在路上……
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13、知人者智,自知者明。胜人者有 力,自 胜者强 。2021/3/42021/3/42021/3/42021/3/43/4/2021
•
14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年3月4日星期 四2021/3/42021/3/42021/3/4
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月2021/3/42021/3/42021/3/43/4/2021
电力系统自动装置有两种类型:
自动调节装置 自动操作装置
P—f 控制器
Q—U 控制器
气轮机
发电机 f 测量
U 测量
四 本课程的主要内容
➢ 同步发电机自动并列: 这是电厂运行中发电机组的一项 重要操作,是自动操作装置的一个典型例子。
➢ 同步发电机励磁自动控制系统: 这是发电机自动调节的 一个典型应用。介绍装置的原理和它的静态特性, 以及 调节系统的动态行为。
Pri电ncip力le 系of P统ow自er 动Sys装tem置A原uto理matic
Equipment
绪 论 一、电力系统及其运行
1.电力系统及其组成:见图0-1及下图
发电系统
电厂
输电系统
高压线路
配电系统 变电所
2.发电力的分类,对各类电厂的共同的要求,配电电厂
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/3/42021/3/42021/3/43/4/2021 4:15:47 PM
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11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/3/42021/3/42021/3/4M ar-214- Mar-21
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12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/3/42021/3/42021/3/4T hursday, March 04, 2021
五 章节安排 ➢ 第一章 自动装置及其数据的采集处理 ➢ 第二章 同步发电机的自动并列 ➢ 第三章 同步发电机励磁自动控制系统 ➢ 第四章 励磁自动控制系统的动态特性 ➢ 第五章 电力系统频率及有功功率的自动调节 ➢ 第六章 电力系统自动低频减载及其他安全自动控制 装置
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/3/42021/3/4T hursday, March 04, 2021
➢ 电力系统频率和有功功率自动控制: 频率是电能质量的 重要指标。有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运 行方式的重要问题。侧重于阐述控制系统特性及功率分 配等问题。
➢ 按频率自动减载装置: 这是电力系统事故情况下,较为 典型防止事故扩大的安全自动装置。其它安全自动装置 则结合电力系统运行就其实施原则作简要介 绍。