电力系统自动装置总结3(完整版).doc
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1、电力系统自动装置总结3(完整版)文档资料可直接使用,可编辑,欢迎下载电力系统自动装置总结第一章1.备有电源自动投入装置(aat):当工作电源或工作设备因故障被断开以后,能自动而迅速地将备用电源或备用设备投人工作,使用户不停电的一种自动装置。作用:提高供电的可靠性,节省建设投资简化继电保护限制短路电流、提高母线残余电压。2.明备用:在正常情况下有明显断开的备用电源或备用设备,装设有专用的备用电源或备用设备。暗备用:在正常情况下没有明显断开的备用电源或备用设备,而分段母线间利用分段断路器取得相互备用。3.对aat装置的基本要求:保证在工作电源确实断开后aat装置才动作。(原因:防止将备用电源或备用
2、设备投入到故障元件上,造成aat装置动作失败,甚至扩大事故,加重设备损坏程度)无论因何种原因工作母线上的电压消失时,aat装置均应动作。(解决措施:aat装置在工作母线上应设有独立的低电压启动部分,并设有备用电源电压监视继电器。)aat装置应保证只动作一次。原因:多次投入对系统造成不必要的再次冲击。aat装置的动作时间,应使用户的停电时间尽可能短为宜。原因:当工作母线上装有高压大容量电动机时,工作母线停电后因电动机反送电,使工作母线残压较高,投入备用电源时,如果备用电源电压和电动机残压之间的相角差又较大,将会产生很大的冲击电流而造成电动机的损坏。低压启动部分电压互感器二次侧熔断器熔断时,aat
3、装置不应动作。防止其误动作措施是:低电压启动部分采用两个低电压继电器,其触点串联。应校验aat装置动作时备用电源的过负荷情况及电动机自启动情况。第二章1.自动重合闸装置(arc):定义:将非正常操作而跳开的断路器重新自动投入的一种自动装置。作用:提高供电的可靠性,减少因瞬时性故障停电造成的损失,对单侧电源的单回线的作用尤为显著。对于双端供电的高压输电线路,可提高系统并列运行的稳定性,因而,自动重合闸技术被列为提高电力系统暂态稳定的重要措施之一。可以纠正由于断路器本身机构不良或继电保护误动作而引起的断路器误跳闸。自动重合闸与继电保护相配合,在很多情况下可以加速切除故障。2.输电线路故障按其性质。
4、瞬时性故障、永久性故障。3.自动重合闸装置的基本要求:arc应动作迅速。原因:尽量减少对用户停电造成的损失。手动跳闸时不应重合。原因:手动属于正常运行操作。手动合闸于故障线路时,继电保护动作使断路器跳闸后,不应重合。arc动作次数应符合预先的规定arc动作后,应能自动复归,准备好下一次再动作。应能在重合闸动作后或重合闸动作前,加速继电保护的动作。应能自动闭锁4.三相一次重合闸方式:指无论在输电线路上发生相间短路还是单相接地短路,继电保护装置动作将三相断路器一起断开,然后重合闸装置动作,将三相断路器一起合上的重合闸方式。构成:由重合闸启动回路、重合闸时间元件、一次合闸脉冲元件及执行元件。参数整定
5、:单电源线路的三相重合闸动作时间取0.81s较为合适。重合闸复归时间一般取1525s。5.双侧电源线路三相自动重合闸两个特殊问题:时间配合同期6.自动重合闸与继电保护的配合:作用:提高供电的可靠性,加速故障的切除。方式:自动重合闸前加速保护、自动重合闸后加速保护。7.综合重合闸:重合闸方式:单相重合闸、三相重合闸方式、综合重合闸、停用。特殊问题:需要设置故障选项元件、类型判别元件、潜供电流对单项重合闸的影响8.重合闸前加速:自动重合闸前加速。优点:快速切除瞬时故障,设备简单,接线简单,易于实现。缺点:切除永久新故障时间长,动作次数多,且一旦拒动,将停电范围扩大9.重合闸后加速。当重合于永久性故
6、障时,保护加速动作,无延时跳开故障线路断路器。第三章1.并列操作:将同步发电机投入电力系统并列运行的操作(也称为同步操作、同期操作、并网)。并列分为:发电机并列和系统并列两种。并列的方法:准同期并列和自同期并列2.对并列的基本要求是。冲击电流不超过允许值,应尽可能小,不超过(12)in;并列后应能迅速进入同步运行。3.准同期并联的理想条件:g=s,待并发电机频率与系统频率相等ug=us,电压与母线电压大小相等=0,相位差为零ug与us两电压向量重合4._合闸脉冲提前发出:因为考虑到断路器操作机构和合闸回路控制电器的固有动作时间,必须在两向量重合之前发出信号,即去提前量。5.准同期并列装置原理。
7、待机组并列前,转子先加励磁电流,并调整到是发电机电压与系统电压相等,同时调整发电机转速,使频率与系统频率相等。6.同期点:发电场中每一个有可能进行并列操作的断路器。自动装置准同期装置:由频率、电压差、合闸信号控制单元构成。7.自同步并列。将一台未加励磁电流,接近同步转速的发电机直接投入系统,随后再给发电机加上励磁电流,在原动机转矩,同步力矩的作用下将发电机拖入同步,完成操作。8.滑差:两电压向量间的相对旋转电角速度,即:d。频率:在并联过程中,两者的频率差。第四章1.同步发电机励磁系统:指为发电机提供可调节励磁电流的装置的全部组合。包括:产生可调节励磁电流的励磁功率单元(如励磁机)、控制功率单
8、元的励磁调节器两个主要组成部分以及相关的测量仪表、辅助设备等。2.作用(或任务):控制电压合理分配并联运行发电机间的无功功率提高同步发电机并联运行的稳定性改善电力系统的运行条件满足水轮发电机组强减励磁要求3.对励磁功率单元的要求:具有足够的调节容量具有足够的励磁顶置电压和电压上升速度4.同步发电机励磁的三大系统。直流、交流、静止励磁系统。5.静止励磁系统主要优点。接线和设备简单,无转动部分,维护费低,可靠性高不需同轴励磁机,可缩短主轴长度,减少投资直接晶闸管控制电压,则励磁电压响应速度很快有发电机机端直接取得励磁能量。6.励磁调节装置原理:7.半导体励磁调节器基本框图8.具有avr装置的发电机
9、外特性。发电机转子电流ief与无功负荷电流iq的关系,有发电机励磁形成的一种静态特性。9.励磁调节器静态特性的调整特性:调差、平移发电机电压调节特性、10.发电机调节特性平移的作用。调节励磁调节器的电压给定值,防止系统解列给系统带来冲击。11.强行励磁:当端电压降到_额定值时,应迅速将励磁增加到顶值。衡量指标:倍数、电压响应比。12.灭磁。把发电机励磁绕组的磁场尽快地减弱到最低程度。13.灭磁的基本要求。时间尽可能短;灭磁过程中励磁绕组的电压不应超过允许值。14.灭磁方法。利用放电电阻灭磁、利用灭弧栅灭磁、利用可控整流桥逆变灭磁、发电机的静止灭磁。第六章1.电力系统中_广泛使用按频率自动减负装
10、置(afl):因为当频率降低时,afl可根据系统频率下降的不同程度自动断开相应的负荷,阻止频率降低并恢复,保证安全运行重要用户不间断供电。2.电能的质量指标。电压、频率。第七章1.故障录波装置的作用:为正确分析事故原因,及时处理事故提供依据为查找故障点提供依据帮助正确评价继电保护、自动装置、高压断路器的工作情况,及时发现这些设备的缺陷,以便消除事故隐患为检修工作提供依据可核对系统参数的准确性,改进计算工作或修正系统使用参数统计分析系统振荡时有关参数例某电厂有两台发电机在公共母线上并列运行,_号机的额定功率为_mw,发电机的调差系数为0.04;_号机的额定功率为_mw,发电机的调差系数为0.05
11、;两台机组的额定功率因数都是0.85,若系统无功负荷波动使无功增加量为它们总无功容量的_%,问各机组承担的无功负荷增量是多少。母线电压波动是多少。解:_号机的额定无功功率为:qn1=pn1tan1=100tan(arccos0.85)=_mvar_号机的额定无功功率为:qn2=pn2tan2=200tan(arccos0.85)=_mvar,母线电压变化值q1_=u_/1=0.0089/0.04=0.22q1=q1_qn1=_mvar【例】某系统的负荷总功率为pln_mw,设想系统最大的功率缺额pl.ma_为_mw,设负荷调节效应系数为kl_=2,afl装置动作后,希望系统恢复频率为fr=48
12、hz,求接入afl装置的功率总数pcut.ma_。解希望恢复频率偏差的标么值为:由上述公式得:(mw)接入afl装置的功率总数为_mw,这样,即使发生如设想那样的严重事故,仍然能使系统频率恢复值不低于48hz。电力系统自动装置总结同步发电机并车实验一、实验目的1、加深理解同步发电机准同期并列原理,掌握准同期并列条件;2、熟悉同步发电机准同期并列过程;3、观察、分析有关波形。二、原理与说明将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速,当满足电压幅值和频率条件后,根据“恒定越前时间原理”,由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适
13、时机发出合闸命令,这种并列操作的合闸冲击电流一般很小,并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同,又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差,其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况,如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律,其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差,并且不受电压幅值差的影响,因此得到广泛应用。手动准同期并列,应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸,考虑到断路器的固有合闸时间,实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时
14、间或角度。自动准同期并列,通常采用恒定越前时间原理工作,这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差,不断地检查准同期条件是否满足,在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时,在整定的越前时刻送出合闸脉冲。三、实验项目、方法及过程(一)机组启动与建压1、检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在_位置,如不在则应调到_位置;2、合上操作电源开关,检查实验台上各开关状态。各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄。调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速(左)和控制量(右),在并网后显示控制量(左)和功率角(右)。调速器上“并网”灯和“微机故障”灯均为
15、熄灭状态,“输出零”灯亮;3、按调速器上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮;4、励磁调节器选择它励、恒uf运行方式,合上励磁开关;5、把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置;6、合上系统电压开关和线路开关qf1,qf3,检查系统电压接近额定值_v;7、合上原动机开关,按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮,调速器将自动启动电动机到额定转速;8、当机组转速升到_%以上时,微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。)观察与分析整步电压,方波信号,三角波信号的波形正弦整步电压脉宽比方波信号2(二三角波线性整步电压信号四、实验分析1.比较手动准同期和自动准同期的调整并列过程。手动准
16、同期并列过程是通过人观察旋转灯的旋转来判断发电机和电网是否满足并车条件,并通过调节发电机的转速及励磁使之满足,然后确定合闸发信装置发出合闸信号的时机。而自动准过同期的调整并列过程是通过自动装置来完成并车条件的判断和对发电机的调节。2.分析合闸冲击电流的大小与哪些因素有关。合闸冲击电流产生的根本原因是由于合闸时并列点两侧的电压的瞬时值不等。因此影响合闸冲击电流大小的因素有:并列点两侧电压幅值;合闸时并列点两侧打压的电压差;合闸点两侧电压频率差。3.分析正弦整步电压波形的变化规律。正弦整步电压是并列点两侧电压差按滑差角频率周期性变化的正弦包络线。其幅值是并列点两侧电压幅值之和,角频率是两侧电压角频
17、率之差。4.滑差频率fs,开关时间tyq的整定原则。滑差频率是根据并列所允许的最大冲击电流和发合闸信号所采用的恒定越前量来整定的。即:wsy=deyDtc+Dtqffs=2pwsy,开关时间tyq=tc+tqf,其中tc为自动装置合闸信号输出回路的动作时间,tqf是并列断路器合闸动作时间。五、思考题回答1.相序不对(如系统侧相序为a、b、c、为发电机侧相序为a、c、b),能否并列。_。不能并列,因为相序不对时,并列点三相中至多只有一相保证相位相同,而其余两相存在着较大的相位差,并列时会产生较大的冲击电流。2.电压互感器的极性如果有一侧(系统侧或发电机侧)接反,会有何结果。在使用自动准同期并列装
18、置时,如果电压互感器的极性如果有一侧接反,根据自动准同期装置要在变压器二次侧电压差不多同相位时才会合闸,此时并列点两侧电压的实际相位差是接近180,故在并列时会产生很大的冲击电流而使发电机损坏。3.准同期并列与自同期并列,在本质上有何差别。如果在这套机组上实验自同期并列,应如何操作。准同期与自同期并列的本质差别是准同期需要检测同期条件,而自同期不需要。首先要将励磁开关关掉,将发电机转速调至同步转速附近,然后将发电机与电网并列,最后给发电机加励磁。4.频率差变化或电压差变化时,正弦整步电压的变化规律如何。频率差变化时,正弦整步电压的滑差频率将变化。电压差变化时,正弦整步电压的幅值变化。5.当两侧
19、频率几乎相等,电压差也在允许范围内,但合闸命令迟迟不能发出,这是一种什么现象。应采取什么措施解决。这是存在合闸相角差的现象,其原因是由于滑差角频率很小,滑差周期时间很大,两侧电压的相角差到达允许范围用时较长。可以通过对发电机频率进行微调,稍微加大滑差角频率来解决。六、实验结论3本实验用的是自动准同期合闸装置,装置主要有输入单元、cpu单元、输出单元、显示单元、电源单元组成。装置的输入时来自发电机和系统两侧的电压,两个电压经装置做差运算得到正弦整步电压,正弦整步电压是一个正弦的包络信号,他包含了准同期并列装置所需检测的信息,如压差,频差,相角差等。但在利用正弦整步电压判定并列点两侧电压的相位差时
20、需要考虑电压差的影响,为排除此影响根据每个基波周期的脉宽比脉冲,利用时域积分得到了较易判定合闸条件的线性三角波整步电压。4同步发电机励磁实验一、实验目的1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务;2.了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点;3.熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形;观察触发脉冲及其相位移动;4.了解微机励磁调节器的基本控制方式;5.了解电力系统稳定器的作用;观察强励现象及其对稳定的影响;6.了解几种常用励磁限制器的作用;7.掌握励磁调节器的基本使用方法。二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成,它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环
21、反馈控制系统,称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是:稳定电压,合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。图1励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图_所示。可供选择的励磁方式有两种:自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时,构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自_v市电时,构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的,触发脉冲为双脉冲,具有最大最小角限制。微机励磁调节器的控制方式有四种。恒uf(保持机端电压稳定)、恒il(保持励磁电流稳定)、恒q(保持发电机输出无功功率稳定)和恒(保持控制角稳定)。其中,恒方式是一种开环控制方式,只限
22、于它励方式下使用。同步发电机并入电力系统之前,励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮,可以升高或降低发电机电压;当发电机并网运行时,操作励磁调节器的增减磁按钮,可以增加或减少发电机的无功输出,其机端电压按调差特性曲线变化。5发电机正常运行时,三相全控桥处于整流状态,控制角小于90;当正常停机或事故停机时,调节器使控制角大于90,实现逆变灭磁。电力系统稳定器pss是提高电力系统动态(范本)稳定性能的经济有效方法之一,已成为励磁调节器的基本配置;励磁系统的强励,有助于提高电力系统暂态稳定性;励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节,常见的励磁限制器有过励限制器、欠
23、励限制器等。三、实验项目及方法不同角(控制角)对应的励磁电压波形观测1、合上操作电源开关,检查实验台上各开关状态:各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄;2、励磁系统选择它励励磁方式:操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式,调节器面板“它励”指示灯亮;3、励磁调节器选择恒运行方式:操作调节器面板上的“恒”按钮选择为恒方式,面板上的“恒”指示灯亮;4、合上励磁开关,合上原动机开关;5、在不启动机组的状态下,松开微机励磁调节器的灭磁按钮,操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角,从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。四、实验波形为120度时的输出波形为90度时的输出波形为60度时的输出波形五、思考题
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