电力系统自动装置原理PPT课件
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《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。
电力系统培训课件：电力系统自动装置原理培训课件
500 50 f
fNБайду номын сангаас
50
60 50 1.5 500 f 46Hz
50 f
PL PL N 60 50
KL
PL f
PL N f fN
500 50 50 f
fN
50
10 50 1.5 450 f 49.3Hz
50 f
对按频率自动减负荷装置装置的基本要求
（1）AFL动作后，系统频率应回升到恢复频率范围内 一般规定为49.5Hz。 （2）为使AFL充分发挥作用，使应有足够负荷接于AFL上。一般 Pcut.man<Pla.max。 （3）AFL应根据系统频率的下降程度分级切除负荷 （4）AFL装置各级动作频率的确定应符合系统要求 首级动作频率 49.1Hz～49.2Hz；末级动作频率 47Hz；极限运行作频率 46Hz 频率级差0.1Hz～0.3Hz。
第9单元 备用电源自动投入装置AAT原理
定义：当工作电源因故障被断开后，能自动而迅 速地将备用电源与备用设备投入工作的自动装置， 简称AAT。
备用方式：明备用、暗备用
明备用：有明显断开的的备用电源或备用设备的系统。 有备用变压器、内桥、外桥接线系统。
暗备用：没有明显断开的备用电源或备用设备的系统。 单母线分段断路器
（1）提高供电可靠性，节省建设投资； （2）简化继电保护； （3）限制短路电流，提高母线残余电压。在受端变 电所，单母线接线系统，如果采用变压器解列运行 或环网开环运行，将增大系统阻抗，使出线短路电 流受到一定限制。 同时，ATT装置简单，投资少，可靠性高，因而获 得了广泛应用。
二、对AAT装置的基本要求及实际意
9.2 典型AAT装置的组成
（1）低电压起动部分，当工作母线因各种原因失去电压时，断开工作电源。 （2）自动合闸部分，当工作电源断路器断开后，将备用电源的断路器合闸。
第四章 电力系统自动化技术概论 《电力系统自动装置(第2版)》教学课件
稳定 高低压环网运行方式考虑不当，或环网运行 14.8 破坏 时未采取有效的解列措施
未考虑严重的故障（主要是三相短路），又 5.7
未能采取有效措施
未考虑低压电网对故障的影响
8.6Βιβλιοθήκη 合计71.9§4-1 电力系统运行控制及其自动化概述 二、调度管理的重要性及其基本工作
• 根据电力工业的基本任务和电力系统调度的工 作任务，电力系统调度的几项基本工作如下：
§4-2 配电自动化系统 二、配电自动化通信系统
• 重合器是指具有多次重合功能和自具功能的断路 器。是一种能够检测故障电流，并能在给定时间 内遮断故障电流并进行给定次数重合的控制装置。
§4-2 配电自动化系统 二、配电自动化通信系统
• 线路自动分段器（Automatic Line Sectionalizer）简称 分段器，是一种与电源侧前级开关设备相配合，在无 电压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。
• （1）负荷预测 • （2）编制发电计划 • （3）指挥倒闸操作 • （4）事故处理 • （5）经济调度 • （6）其它一些综合性计划
§4-1 电力系统运行控制及其自动化概述
三、电力系统运行方式的编制
• 对电力系统运行方式编制的要求 （1）要有预计性 （2）要选择最优运行方式 （3）要组织系统内所有单位协同配合 （4）应符合国民经济基本方针
• 从全国来看，配电自动化工业还刚刚兴起。正处于 研制设备，培养人才，由点到面，逐步推广的阶段。 在计算机技术飞速发展的推动下，已经出现了与电 网调度自动化系统集成在一起的SCADA/EMS/DMS 系统，前述的面向对象的开放式系统的概念也应当 涵盖配电自动化领域。
§4-2 配电自动化系统 二、配电自动化通信系统
• 过流脉冲计数型分段器通常与前级开关设备（重合器 或断路器）配合使用，它不能开断短路故障电流，但 具有“记忆”前级开关设备开断故障电流动作次数的能 力。在预定的记录次数后，当前级开关设备将线路从 电网短时切除的无电流间隙内分段器才分闸，隔离故 障线路段，使前级开关设备如重合器或断路器可重合 到无障碍线路，恢复线路运行。如果故障时瞬时的或 未达预定记忆次数，分段器在一定的复位时间之后会 “忘记”其所作的记忆而恢复到预先整定的初始状态， 为新的故障发生准备另一次循环操作。
未考虑严重的故障（主要是三相短路），又 5.7
未能采取有效措施
未考虑低压电网对故障的影响
8.6Βιβλιοθήκη 合计71.9§4-1 电力系统运行控制及其自动化概述 二、调度管理的重要性及其基本工作
• 根据电力工业的基本任务和电力系统调度的工 作任务，电力系统调度的几项基本工作如下：
§4-2 配电自动化系统 二、配电自动化通信系统
• 重合器是指具有多次重合功能和自具功能的断路 器。是一种能够检测故障电流，并能在给定时间 内遮断故障电流并进行给定次数重合的控制装置。
§4-2 配电自动化系统 二、配电自动化通信系统
• 线路自动分段器（Automatic Line Sectionalizer）简称 分段器，是一种与电源侧前级开关设备相配合，在无 电压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。
• （1）负荷预测 • （2）编制发电计划 • （3）指挥倒闸操作 • （4）事故处理 • （5）经济调度 • （6）其它一些综合性计划
§4-1 电力系统运行控制及其自动化概述
三、电力系统运行方式的编制
• 对电力系统运行方式编制的要求 （1）要有预计性 （2）要选择最优运行方式 （3）要组织系统内所有单位协同配合 （4）应符合国民经济基本方针
• 从全国来看，配电自动化工业还刚刚兴起。正处于 研制设备，培养人才，由点到面，逐步推广的阶段。 在计算机技术飞速发展的推动下，已经出现了与电 网调度自动化系统集成在一起的SCADA/EMS/DMS 系统，前述的面向对象的开放式系统的概念也应当 涵盖配电自动化领域。
§4-2 配电自动化系统 二、配电自动化通信系统
• 过流脉冲计数型分段器通常与前级开关设备（重合器 或断路器）配合使用，它不能开断短路故障电流，但 具有“记忆”前级开关设备开断故障电流动作次数的能 力。在预定的记录次数后，当前级开关设备将线路从 电网短时切除的无电流间隙内分段器才分闸，隔离故 障线路段，使前级开关设备如重合器或断路器可重合 到无障碍线路，恢复线路运行。如果故障时瞬时的或 未达预定记忆次数，分段器在一定的复位时间之后会 “忘记”其所作的记忆而恢复到预先整定的初始状态， 为新的故障发生准备另一次循环操作。
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。
校园文化之网电力系统自动装置原理.ppt
“分布式控制”
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
18
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
19
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
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
19
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。
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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三同步发电机励磁自动控制系统PPT课件
ub
uc
O t1
t
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
ud
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O
t
id
O
t
ia
O
t
电路带阻感负载a =30时的波形
电力系统 自动装置原理
*自动调节励磁装置
1．硬件构成 变送器；同步电压检测电路；输入、输出通道电路；主机
电力系统 自动装置原理
*自动调节励磁装置
2．软件功能 @多种励磁限制。 @电压互感器断线检测及保护。 @手动/自动运行方式的相互跟踪。 @独立的后备通道，自动跟踪工作通道， 切换无波动。 @励磁系统（包括调节器）出现失磁、失 控故障或软件连续几次出轨而自复归无 效时，自动切换到备用通道工作。 @软件具有自诊断、自恢复功能。
id
a
负 b c载
ud
VT4 VT6 VT2 d2
UAV =1.35Up-pcosα =2.34 UPcosα
三相全控桥式整流电路在 0°<α﹤90°时，处于整流工作 状态，改变α角，可以调节发电 机励磁电流; 在90°<α< 180° 时，电路处于逆变工作状态，可 以实现对发电机的自动灭磁。
ud1 = 30°ua
电力系统 自动装置原理
二、对励磁系统的要求
维持电压水平和无功的合理分配 控制能力和调节范围 快速反应能力 结构简单，易于维护 足够的阻尼能力
高度的可靠性 快速性
电力系统 自动装置原理
自动调节励磁系统的基本构成
Ie.G. GLE
励磁功率
G
单元
~
自动调节励磁 装置AER
TA
.
UG
电力系统自动装置原理-第06章_电力系统自动装置原理
原则2：级差不强调选择性
• 由于实际系统中运行方式和事故的不同，造成 功率缺额具有很大的分散性。若低频减载装置 采用试探法逐级求解，分级切除少量负荷，以 达到比较好的效果。这时要求n较大，这就使得 每级切除的负荷较少，即使两级间无选择性起 动，也不会造成负荷切除量过大，因而频率恢 复值不致于太高 。
26
自动低频减载装置的动作时延
• 原则上，动作应尽可能地快，以便延缓f 的下 降。然而，在事故期间可能的电压下降（f 不一 定不满足要求）可能会引起装置误动作，这时人
为设定一0.3~0.5秒的时间延迟以躲过可能的误
动作。
27
第2节 自动低频减载
一、概述 二、电力系统频率 静特性€ 三、电力系统频率的动 态特性€ 四、自动低频减载 的工作原理€ 五、自动低频减载的接线与运行
Phmax PLmax PLN PLmax
K L*f * P Lmax
Phmax KL* PLNf* 1 KL*f*
13
14
自动低频减载装置的动作顺序
• 为防止非最严重事故下切除过多的负荷，自动低 频减载装置可采取分批断开负荷并逐步修正负荷 切除量的方法进行。自动低频减载装置在系统频 率下降过程中，按照频率的不同数值将负荷切除 分成多级，每级的动作频率由整定值确定。
• 原则1：按选择性确定级差‘ • 原则2：级差不强调选择性‘ • 前后两级动作的频率间隔：前后两级动作的时间
间隔是受频率测量元件的动作误差和开关固有跳 闸时间限制的。
18
原则1：按选择性确定级差
• 该原则强调动作的顺序，后一级只有在前一 级动作以后还不能制止频率下降的情况下才 允许动作。
• 在留有适当的频差裕度fy后，频差应该满足 如下关系： f =2f+ft+fy
电力系统自动装置原理-第04章_同步发电机励磁自动控制系统的动态特性(1-2)
• 根轨迹进入汇合点时，根轨迹的切线倾 角称为汇合角；
• 分离角和汇合角恒等于90。
29
根轨迹的渐近线
• 若开环有限极点数n >开环有限零点数m，则将有 nm条根轨迹分支沿着渐近线伸向无穷远处。渐近
线与实轴的交点和交角分别为：
交点
n
m
pj zi
a j1
i1 (n m)
交角 = (2k+1) /(nm) ( k = 0, 1, 2, nm1 )
第四章 同步发电机励磁自动控制系统的动态特性
1
第1节 概述
一、同步发电机励磁自动控制系统动态特性应满足 的基本要求
二、同步发电机励磁自动控制系统的动态特性指标
2
动态特性应满足的基本要求
①控制系统应能稳定运行（自身空载和带载情况下稳 定运行、对电力系统的稳定运行具有积极作用或负 面影响较弱不致影响电力系统的稳定运行）；
②动态特性要良好。
3
动态特性指标
①励磁电压响应比：励磁电压在最初0.5秒内上升的平均速率。
②由励磁电压响应曲线定义的指标：发电机空载、额定转速条 件下，突然加入励磁使发电机端电压从零升至额定值时的时间
响应曲线的上升时间（tr）、超调量（p）和调整时间（ts）可
以作为动态特性指标 。
上升时间（tr）：由稳态值的10%上升到90%（或5%至95%或 0%至100%）的时间 。通常，对欠阻尼二阶系统，取0%至 100%；对过阻尼二阶系统， 取10%至90% 。
19
第3节 励磁自动控制系统的稳定性
一、概念回顾 二、励磁控制系统空载稳定性分析 三、励磁控制系统空载稳定性的改善
20
概念回顾
1．基本概念 ①控制理论分类 ②古典控制论的分析方法 ③根轨迹的定义 ④根轨迹的求取方法 2．根轨迹的直接作法（设以开环放大倍数K为参变量） 作图规则包括：
• 分离角和汇合角恒等于90。
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根轨迹的渐近线
• 若开环有限极点数n >开环有限零点数m，则将有 nm条根轨迹分支沿着渐近线伸向无穷远处。渐近
线与实轴的交点和交角分别为：
交点
n
m
pj zi
a j1
i1 (n m)
交角 = (2k+1) /(nm) ( k = 0, 1, 2, nm1 )
第四章 同步发电机励磁自动控制系统的动态特性
1
第1节 概述
一、同步发电机励磁自动控制系统动态特性应满足 的基本要求
二、同步发电机励磁自动控制系统的动态特性指标
2
动态特性应满足的基本要求
①控制系统应能稳定运行（自身空载和带载情况下稳 定运行、对电力系统的稳定运行具有积极作用或负 面影响较弱不致影响电力系统的稳定运行）；
②动态特性要良好。
3
动态特性指标
①励磁电压响应比：励磁电压在最初0.5秒内上升的平均速率。
②由励磁电压响应曲线定义的指标：发电机空载、额定转速条 件下，突然加入励磁使发电机端电压从零升至额定值时的时间
响应曲线的上升时间（tr）、超调量（p）和调整时间（ts）可
以作为动态特性指标 。
上升时间（tr）：由稳态值的10%上升到90%（或5%至95%或 0%至100%）的时间 。通常，对欠阻尼二阶系统，取0%至 100%；对过阻尼二阶系统， 取10%至90% 。
19
第3节 励磁自动控制系统的稳定性
一、概念回顾 二、励磁控制系统空载稳定性分析 三、励磁控制系统空载稳定性的改善
20
概念回顾
1．基本概念 ①控制理论分类 ②古典控制论的分析方法 ③根轨迹的定义 ④根轨迹的求取方法 2．根轨迹的直接作法（设以开环放大倍数K为参变量） 作图规则包括：
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
……
page7
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
page8
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
page13
第13页/共21页
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
page14
第14页/共21页
2021/7/1
电力系统自动化的发展过程
第六章电力系统自动低频减载及其他安全控制装置ppt课件
（1）最大功率缺额的确定
f
1 KL
Ph
f fNfh
Ph.m axPL.m PLNPL.m a
ax KL*f*
x
PL.m axPh.m 1a K xK L*L *P f*LN f*
•根据系统负荷、系统恢复频率以及最大功率缺额 Ph.max，可以 计算出接到自动低频减载装置的功率总数。
page15
（2）自动低频减载装置的动作顺序 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
•系统运行方式有很多种，事故的严重程度也很大差别，而对于自 动低频减载装置都必须做出恰当的反应，切除相应数量的负荷。 •解决的办法——只有分批断开负荷功率，采用逐步修正的办法， 才能取得较为满意的结果。 •尽管频率动态方程表明频率下降速率载有有功缺额的信息，但是， 在实际应用中，按频率降低值来切除负荷，即按频率自动减载。
page2
病原体侵 入机体 ，消弱 机体防 御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
电力系统典型事故
存在问题：如果由调度人员在很短的时间内正确判断事故并
且完成相应的上述操作，显然是不可能的。原因是远动信息传 输和操作命令的传达都需要一定的时间，如此长的时间势必会 失去及时处理事故的良机。
•一般希望系统切除负荷后的恢复频率要小于系统额定频率 fh fN
•自动低频减载装置的最大可能断开的功率PL.ma要x 小于最大功率
缺额 Ph.m ax
PL.m axPh.m ax
page14
病原体侵 入机体 ，消弱 机体防 御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
电力系统自动装置原理PPT教学课件
【名师点评】 把某个事件看作是某些事件 的和事件，且这些事件为互斥关系，才可用 概率加法公式． 变式训练3 某公务员去开会，他乘火车、 轮船、汽车、飞机去的概率分别为
0.3,0.2,0.1,0.4. (1)求他乘火车或乘飞机去的概率； (2)求他不乘轮船去的概率； (3) 如 果 他 乘 某 种 交 通 工 具 的 概 率 为 0.5 ， 请 问他有可能乘哪种交通工具？
Prin电cip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,配电网 变电所
火电厂
调度中心
水电厂
互斥、对立事件概率的求法
两互斥事件的并事件的概率，等于这两个事件 的 概 率 的 和 ， 即 P(A∪B) ＝ P(A) ＋ P(B) ； 两 对 立事件的概率的和为1，即P(A)＋P(Ω\A)＝1， 故P(A)＝1－P(Ω\A)．把复杂事件转化为互斥事 件和对立事件，利用公式求概率．
例3 某射手在一次射击中命中9环的概率 是0.28，8环的概率是0.19，不够8环的概率 是0.29，计算这个射手在一次射击中命中9环 或10环的概率． 【思路点拨】 在一次射击中，命中9环、8 环、不够8环彼此互斥，可用概率的加法公 式求解．
13.2. 1
古 典 概 率 模 型
课前自主学案 课堂互动讲练 知能优化训练
学习目标 1.理解古典概型的定义； 2．会应用古典概型的概率公式解决实际问题； 3．会用概率的加法公式求某些事件的概率．
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值差越大。
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
返回
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。）
返回
对励磁调节器的要求
行发电机组间无功功率的合理分配。
返回
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
返回
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
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，与励磁电流大 小无关。在此可令Pm维持恒定，因而发电
机发出的有功功率也为常数，即：
Eq jxdIG
UG
IG
Eqsin = k2线
IGcos = k1线
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P47
图3-7）。
Eq
jxd UG
jxl
U
IG
返回
P
提高暂态稳定性
P
m
Ⅰ Ⅲ
Ⅱ
以单机无穷大系统为例分析。 o
δ
图中，曲线III对应于故障后采取强励的功角特性。
（利用等面积法则进行分析）
限制励磁对暂稳作用的因素：
励磁系统的时间常数和强励倍数。只有当励磁系统既有快 速响应特性又有高的强励倍数时，才对改善电力系统的暂态稳定性 有明显的作用。
返回
改善电力系统的运行条件
①加速短路切除后的系统电压恢复过程， 并就此改善异步电动机的自启动条件
②为发电机异步运行和自同期并列创造条 件
③提高继电保护装置工作的正确性
返回
改善运行条件①
• 电网短路电压降低电动机处于制动状态 • 短路切除后，电动机的自启动需吸收大量无功
功率延缓了电压恢复过程 • 发电机强励加速电压恢复
返回
改善运行条件②
A.失磁或低励发电机从系统吸收大量无功功率系统电 压大幅降低严重时危及安全运行。此时，系统其它 机组增加励磁提供足够的无功功率维持系统电压 失磁或低励发电机在一定时间内异步运行（确保系 统安全运行和有利于机组热力设备的运行）。
返回
电 压 控 制
+ GEG IG
jxd
Eq IG
UG
参考 Eq jxdIG 相位
G UG IQ
IG
UG=EqjxdIGUG=Eqcos -xdIGcos(-)=Eqcos -xdIGsin
=Eqcos -xdIQEqxdIQ
（当较小时）
无功负荷电流IQ主要造成了Eq与UG间的幅值差，IQ越大，幅
①具有足够的可靠性和调节容量，以适应各种工况的需要； ②具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。
励磁顶值电压UEFq：强励时励磁功率单元可能提供的最
高输出电压值。
强励倍数：励磁顶值电压UEFq与额定工况时的励磁电压 UEFe之比（视制造和成本，常取1.6~2）。
励磁电压上升速度：衡量励磁功率单元动态行为（快速响 应能力）的指标。具体指标有两种，即励磁电压响应比 和响应时间 。
第3章 同步发电机励磁自动控制系统
小节导航 1 2 3 4 5 小结
第1节 概述
一、同步发电机励磁控制系统的组成
二、同步发电机励磁控制系统的作用或任务
⒈电压控制
⒉控制无功功率的分配
⒊提高同步发电机并联运行的稳定性（①静态稳定②暂态 稳定 ）
⒋改善电力系统的运行条件
⒌水轮发电机组的强行减励
B.系统有功功率发生缺额时，备用水轮机组自同期投入 吸收大量无功功率系统电压突然降低系统中其 它机组应迅速增加励磁保证电网电压恢复和缩短机 组并列过程。
返回
改善运行条件③
系统低负荷运行时，发电机的励磁电流不大。若此时 系统发生短路故障，其短路电流较小，且随时间衰减， 以致于带时限的继电保护不能正确工作。这时，可增 加励磁，从而增加短路电流，使继电保护正确工作。
三、对励磁系统的基本要求
⒈对励磁调节器的要求
⒉对励磁功率单元的要求
小节导航 1 2 3 4 5 小结
转第2节
同步发电机励磁控制系统的组成
①励磁调节器：根据测量的信息和给定的调节准则控制 下一单元的输出。
②励磁功率单元：向同步发电机转子提供直流励磁电流。 ③发电机：调节对象（控制对象）。
其中，①和②构成励磁系统。
PG = UGIGcos=常数
（为功率因数角）
(1)
又，若忽略发电机定子电阻和凸极效应，则发电机发出的有功功率为：
PG = EqUG/xd sin =常数 （为发电机的功率角）
(2)
由（1）和（2）知： IGcos = k1（常数）
Eqsin = k2（常数）
另，发电机发出的无功功率为：
①正常运行时，能反映发电机组的电压高低并维持其在给 定水平、能合理分配机组间的无功功率及实现无功功率 的转移；
②对远距离输电的发电机组，为能在人工稳定区域运行 （增加静稳传输能力），要求无失灵区；
③能迅速反映故障，具备强励功能，以提高暂稳水平和改 善系统运行条件；
④时间常数小，反应迅速。
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对励磁功率单元的要求
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。
返回
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
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，与励磁电流大 小无关。在此可令Pm维持恒定，因而发电
机发出的有功功率也为常数，即：
Eq jxdIG
UG
IG
Eqsin = k2线
IGcos = k1线
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P47
图3-7）。
Eq
jxd UG
jxl
U
IG
返回
P
提高暂态稳定性
P
m
Ⅰ Ⅲ
Ⅱ
以单机无穷大系统为例分析。 o
δ
图中，曲线III对应于故障后采取强励的功角特性。
（利用等面积法则进行分析）
限制励磁对暂稳作用的因素：
励磁系统的时间常数和强励倍数。只有当励磁系统既有快 速响应特性又有高的强励倍数时，才对改善电力系统的暂态稳定性 有明显的作用。
返回
改善电力系统的运行条件
①加速短路切除后的系统电压恢复过程， 并就此改善异步电动机的自启动条件
②为发电机异步运行和自同期并列创造条 件
③提高继电保护装置工作的正确性
返回
改善运行条件①
• 电网短路电压降低电动机处于制动状态 • 短路切除后，电动机的自启动需吸收大量无功
功率延缓了电压恢复过程 • 发电机强励加速电压恢复
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改善运行条件②
A.失磁或低励发电机从系统吸收大量无功功率系统电 压大幅降低严重时危及安全运行。此时，系统其它 机组增加励磁提供足够的无功功率维持系统电压 失磁或低励发电机在一定时间内异步运行（确保系 统安全运行和有利于机组热力设备的运行）。
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电 压 控 制
+ GEG IG
jxd
Eq IG
UG
参考 Eq jxdIG 相位
G UG IQ
IG
UG=EqjxdIGUG=Eqcos -xdIGcos(-)=Eqcos -xdIGsin
=Eqcos -xdIQEqxdIQ
（当较小时）
无功负荷电流IQ主要造成了Eq与UG间的幅值差，IQ越大，幅
①具有足够的可靠性和调节容量，以适应各种工况的需要； ②具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。
励磁顶值电压UEFq：强励时励磁功率单元可能提供的最
高输出电压值。
强励倍数：励磁顶值电压UEFq与额定工况时的励磁电压 UEFe之比（视制造和成本，常取1.6~2）。
励磁电压上升速度：衡量励磁功率单元动态行为（快速响 应能力）的指标。具体指标有两种，即励磁电压响应比 和响应时间 。
第3章 同步发电机励磁自动控制系统
小节导航 1 2 3 4 5 小结
第1节 概述
一、同步发电机励磁控制系统的组成
二、同步发电机励磁控制系统的作用或任务
⒈电压控制
⒉控制无功功率的分配
⒊提高同步发电机并联运行的稳定性（①静态稳定②暂态 稳定 ）
⒋改善电力系统的运行条件
⒌水轮发电机组的强行减励
B.系统有功功率发生缺额时，备用水轮机组自同期投入 吸收大量无功功率系统电压突然降低系统中其 它机组应迅速增加励磁保证电网电压恢复和缩短机 组并列过程。
返回
改善运行条件③
系统低负荷运行时，发电机的励磁电流不大。若此时 系统发生短路故障，其短路电流较小，且随时间衰减， 以致于带时限的继电保护不能正确工作。这时，可增 加励磁，从而增加短路电流，使继电保护正确工作。
三、对励磁系统的基本要求
⒈对励磁调节器的要求
⒉对励磁功率单元的要求
小节导航 1 2 3 4 5 小结
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同步发电机励磁控制系统的组成
①励磁调节器：根据测量的信息和给定的调节准则控制 下一单元的输出。
②励磁功率单元：向同步发电机转子提供直流励磁电流。 ③发电机：调节对象（控制对象）。
其中，①和②构成励磁系统。
PG = UGIGcos=常数
（为功率因数角）
(1)
又，若忽略发电机定子电阻和凸极效应，则发电机发出的有功功率为：
PG = EqUG/xd sin =常数 （为发电机的功率角）
(2)
由（1）和（2）知： IGcos = k1（常数）
Eqsin = k2（常数）
另，发电机发出的无功功率为：
①正常运行时，能反映发电机组的电压高低并维持其在给 定水平、能合理分配机组间的无功功率及实现无功功率 的转移；
②对远距离输电的发电机组，为能在人工稳定区域运行 （增加静稳传输能力），要求无失灵区；
③能迅速反映故障，具备强励功能，以提高暂稳水平和改 善系统运行条件；
④时间常数小，反应迅速。
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对励磁功率单元的要求