电力系统自动化知识点

1、电力系统自动化的内容及分类：

内容：实现电力系统正常运行和管理的一系列自动和半自动操作，统称为电力系统自动化。

分类：（1）按运行管理区分：

①电力系统自动化：a,发电和输电调度自动化；b,配电网自动化

②发电厂自动化：a,火电厂自动化；b,水电厂自动化

③变电站自动化

（2）按自动控制的角度：

①电力系统频率和有功功率自动控制

②电力系统中的断路器的自动控制

③电力系统电压和无功功率自动控制

④电力系统安全自动控制

2、电力市场条件下电力系统运行原则——统一调度，分级管理。

分级管理：是根据电网分层的特点，为了明确各级调度机构的责任和权限，有效地实施统一调度，由各级电网调度机构在其调度管辖范围内具体实施电网管理的分工。

3、试分析同步发电机自动并列的条件：（难以同时满足）

① F g = F s 待并发电机频率与系统频率相等，即滑差（频率）为零。

②U g = U s 待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零。

③δ= 0 断路器主触头闭合瞬间，待并发电极电压与系统电压间的瞬时相角差为零。

同步发电机的并列方法有几种？各适用于什么情况？

答：两种：准同期并列和自同期并列。准同期并列适用于正常方式，自同期并列适用于非正常方式。

4、同步发电机并网应遵循的基本原则：

①待并发电机频率与母线频率的差小于给定值，即滑差小于给定值

②断路器主触头闭合瞬间，待并发电机与母线电压间的瞬时相角差小于给定值，即角差小于给定值

③待并发电机电压与母线电压的幅值差小于给定值，即压差小于给定值。

5、为什么我国同步发电机并网时规定滑差周期不小于10s？

答：滑差大，则滑差周期短；滑差小，则滑差周期长。在有滑差的情况下，将机组投入电网，需经过一段加速或减速的过程，才能使机组与系统在频率上“同步”。加速或减速力矩会对机组造成冲击。显然，滑差越大，并列时的冲击就越大，因而应该严格限制并列时的滑差。我国在发电厂进行正常人工手动并列操作时，一般限制滑差周期在10s~16s之间.

6、何为滑差、滑差周期？与U g和U s的相角差δ有什么关系？【答案P6-P7】

7、同步发电机以自动准同期方式并列时，说明产生冲击电流的原因。又为何要检查并列合闸时的滑差？【答案P7】

8、自动准同期装置的功能：（微机同期与模拟式同期）

①自动检查待并发电机与母线之间的压差及频率是否符合并列条件，并在满足这两个条件时，能自动的提前发出合闸脉冲，使断路器主触头在δ为零的瞬间闭合

②当压差、频率不合格时，能对待并发电机自动进行均压、均频，以加快进行自动同期并列的过程。

9、自动准同期装置如何实现？一般设置了哪些控制单元？

㈠:分三个部分

⑴频差控制单元：检测U g、U s电压间的滑差角频率且调节发电机的转速使发电机频率接近于系统的频率。

⑵电压控制单元：检测电压值差，且调节发电机的电压，使两电压的差值小于规定允许值

⑶合闸信号控制单元：检查并列条件，条件满足时提前一个“恒定越前时间”发出合闸信号。

㈡:合闸环节，频差调整环节，压差调整环节。

10、数值角差包含了同期的哪些信号？采用数值角差可实现同期装置的哪些功能？

答：⑴数值角差包含了周期的恒定越前信号，δ（t）=ωs*t+ψｓ．０－ψｇ．０

因此数值角差还包括发电机电压母线电压的初始相角的差值和并列合闸信号。

⑵用数值角差可实现同期装置的断路器主触头闭合瞬间待并发电极电压与母线电压间的瞬时相角差为零，减少系统的冲击。

11、线性整步电压包含了同期的哪些信号？采用线性整步电压可实现同期装置的哪些功能？答：线性整步电压包含了同期的恒定越前时间信号和并列重合闸信号。可实现获得相应的越前时间，使并列瞬间相角差为零和滑差检测。

12、为什么越前时间称为“恒定越前时间”？它由什么决定？

答：越前时间由自动准同期装置和断路器的合闸动作时间决定，与滑差及压差无关，所以称为恒定越前时间。恒定越前时间：t d = t c+ t DL，式中t c为自动准同期装置的动作时间；t DL为断路器合闸时间

13、微机式同期装置为什么可实现角差预测？本教材讲了哪些预测方法？

答：⑴因为微机具有存储程序运行的功能，即使在加速度滑差或随机滑差的情况下，也能获得较准确的越前时间。⑵有微分预测法、积分预测法。

14、微机同期装置怎样实现了合闸脉冲的发出？

答：利用整流滤波的方法，将V s与V g都变成相应的直流电压，然后使用模—数转换芯片，将其变成数值，送入微机的比较程序即可，若差值在允许范围内，同时滑差允许，数值角差允许在此瞬间发出并列命令，使断路器触头在δ=0时闭合。

15、模拟式同期装置怎样实现合闸脉冲的发出？

答：模拟式同期装置中角差U g是否滞后于U S来判定ωs>0或ωs<0，技术方案及具体工作原理是通过区间鉴别或滞后鉴别两个措施来实现的，压差由电压测量，电压比较器及脉冲展宽和脉冲间隔等电路来判断电压差的方向，改变均压脉冲间隔等功能，合闸脉冲与微机一样。

16、简要分析影响电能质量的主要原因？为了改善电力系统的电压质量，一般都有哪些控制措施？

答：（1）电能质量指标有电压、频率与波形。波形问题主要由谐波造成，现在由于大量的可控硅元件的采用造成较大的五次及以上的谐波。频率问题主要是整个系统发送的与消耗的有功能率的平衡问题。电压问题主要与系统的无功功率平衡问题有关。（2）为保证负荷运行的电压质量，必须对线路及变压器上的电压降落加以补偿，为此有两种方法可供选择：一是串联电容补偿，二是并联电容补偿。

17、为什么说同步发电机是系统的主要电压资源？【P30第二段】

答、电力系统的电压资源主要是同步发电机和少量的有源无功补偿器，整个系统的电压必须通过有源电压源才能建立，并联电容，并联对电压的调整起到一定的作用，但对暂态的支持及长期的动态响应支持不够。

18、励磁调节对同步发电机的运行有什么作用？【P31第一段】

答：在事故情况下，系统电压严重下降，说明系统非常缺少无功功率，这时，励磁调节可使同步发电机尽可能的向系统增大无功功率，从而使系统稳定，可见励磁调节系统可增加、无功功率，同步发电机的励磁电流必须随着无功负荷的变化而不断的调整，才能满足电能质量的要求，可见励磁调节还有调节励磁电流的作用。

19、电力系统对发电机的自动调压器的基本要求是什么？

答：⑴有足够的调整容量⑵有快速的响应速度⑶有很高的运行可靠性。

20、简要说明超高压、长输电线路的特点？【P37】

答：超高压、长输电线路运行时，两端都有电压资源，运行电压高。线路一般都很长线路一般都很长，总长在800~1000km以上。线路对地电容的容性无功功率与运行电压有关，其值与电压平方成正比，所以超高压、长输电线路的容性无功对电压质量影响很大，为了防止空载过电压必须在线路的首末端加装并联电容器以吸收过量的容性无功功率，无功功率在超高压、常熟店线路上不传递。

21、简要说明提高供电质量有哪些措施？什么情况下，供电功率达到极限？

答：⑴提高供电质量的措施：并联电容补偿或串联电容补偿

⑵当系统的电阻值与系统的总电抗值相等（R=X∑）时供电功率会打到极限。