电力系统自动装置原理知识点[文]

电力系统自动装置原理电力系统自动装置是一种高科技电气装置，它的作用是消除电力系统中出现的故障，确保电力系统运行安全可靠，提高电力系统的自动化程度。

电力系统自动装置应用广泛，包括变电站自动化、电力线路故障隔离、保护配电系统、自动调控电力负载等。

下面将详细介绍电力系统自动装置的原理。

1. 电力系统自动装置的分类电力系统自动装置按照作用原理可以分为三种：（1）过电流保护过电流保护是一种常见的保护方式，它通过检测电路中的电流大小来判断是否存在故障。

当电流大于额定值或持续时间超过一定时间时，保护装置会触发，使故障线路与电力系统隔离。

（2）差动保护差动保护是一种常用的变压器保护和母线保护方式，它是通过检测两侧的电流差异，判断电路是否存在故障，来实现快速隔离故障电路。

（3）接地保护接地保护是针对系统接地故障而设计的保护装置，它是通过检测系统中的接地电流大小和存在的故障类型来进行分析，针对不同类型的故障进行自动隔离和恢复。

2. 电力系统自动装置的工作原理电力系统自动装置的工作原理主要包括三个步骤：检测、判断和操作。

（1）检测电力系统自动装置通过传感器或直接连接到线路的电流和电压信号检测电力系统中的各种信号，如故障电流、电压等。

（2）判断当检测到电力系统中存在异常信号时，电力系统自动装置会进行判断，判断出异常信号的类型和位置，并作出相应的处理。

例如，若判断出存在过电流故障，就会针对不同类型的故障进行不同的处理，如瞬时短路、接地故障或欠电压故障。

（3）操作电力系统自动装置会根据判断结果对电力系统进行相应的操作，如切断故障电路、自动重建回路、调整电力系统运行状态等，保证电力系统的运行安全和可靠性。

3. 电力系统自动装置的优点电力系统自动装置具有以下优点：（1）自动化程度高，能够快速准确地诊断和处理电力系统的各种故障。

（2）具有可靠性强的故障传递能力，当有部分装置发生故障时，其余装置仍能正常工作。

（3）能够大幅度提高电力系统的运行效率，减少电力损耗和能源浪费。

电力系统自动装置原理电力系统自动装置是指利用自动化技术，对电力系统进行监测、控制和保护的装置。

它可以实现对电力系统的实时监测，及时发现故障并采取相应的措施，保障电力系统的安全稳定运行。

本文将从电力系统自动装置的原理入手，对其工作原理进行详细介绍。

首先，电力系统自动装置的原理基于电力系统的特点和运行需求。

电力系统是由发电厂、变电站、输电线路和配电设备等组成的复杂系统，其运行需要保持稳定的电压、频率和功率因数。

同时，电力系统还面临着各种故障和突发事件的影响，如短路、过载、接地故障等。

因此，电力系统自动装置需要具备对电力系统各种参数和状态进行监测和分析的能力，能够根据系统运行情况进行自动调节和控制。

其次，电力系统自动装置的原理基于先进的传感器和监测设备。

电力系统自动装置需要通过传感器对电力系统的各项参数进行实时监测，如电压、电流、频率、功率因数等。

这些传感器可以将监测到的数据传输给自动装置的控制器，实现对电力系统运行状态的实时监测。

同时，监测设备还可以对电力系统的各种故障和异常情况进行检测和诊断，为自动装置的控制和保护提供准确的依据。

此外，电力系统自动装置的原理基于先进的控制算法和逻辑。

自动装置需要根据监测到的数据和系统运行状态，通过预设的控制算法和逻辑进行分析和判断，实现对电力系统的自动控制和保护。

例如，当监测到电力系统发生过载或短路时，自动装置可以根据预设的保护逻辑，迅速切除故障部分，保护系统设备不受损坏。

同时，自动装置还可以根据系统运行需求，实现对电力系统的自动调节和优化，提高系统的运行效率和稳定性。

最后，电力系统自动装置的原理基于先进的通信技术和网络系统。

随着信息技术的发展，电力系统自动装置还需要具备远程通信和监控能力，实现对分布式电力系统的远程监测和控制。

通过先进的通信技术和网络系统，自动装置可以实现与电力系统各个部分的信息交互和数据传输，及时掌握系统运行情况，实现对电力系统的远程监控和调度。

电力系统自动装置原理第一章1)电能质量的两个最主要指标：电压、频率。

2)自动装置的首要任务：将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机，即数据采集和模拟信号的数字化。

3)香农采样定理：采样频率必须大于原模拟信号频谱中最高频率的两倍，则模拟信号可由采样信号唯一表示（）。

第二章1)恒定越前时间的准同期并列装置中的合闸信号控制单元有哪些环节组成：由滑差角频率检测、电压检测和越前时间信号等环节组成。

2)同步发电机的两种并列方式：准同期并列和自同期并列。

3)同步发电机并列操作时，冲击电流最大瞬时值一般不应超过待并发电机额定电流的1~2倍。

4)什么是整步电压：自动并列装置检测并列条件的电压。

5)频率差调整的任务：将待并发电机的频率调整到接近于电网电压频率，使频率差趋向并列条件允许的范围，以促成并列的实现。

6)运行母线电压的三个状态量：幅值、频率、相角。

7)发电机电压落后电网电压时，发电机吸收电网功率。

8)发电机并列操作时，相角差较小时，其冲击电流主要分量是有功。

9)按照提前时间不同，准同期并列分为哪两种：恒定越前相角准同期并列、恒定越前时间准同期并列。

10)准同期并列的理想条件：频率相等（）、电压幅值相等（）、相角差为零（）。

11)什么是同步发电机自动准同期并列？有什么特点？适用什么场合？为什么？答：调节发电机的电压Ug，使Ug与母线电压Ux相等，满足条件后进行合闸的过程。

特点：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。

适用场合：由于准同步并列冲击电流小，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，故不适用紧急情况的发电机并列。

12)什么是同步发电机自同期并列？有什么特点？适用什么场合？为什么？答：是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近电网频率，滑差角频率不超过允许值，且在机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上断路器QF，接着合上励磁开关开关SE，给转子加励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，又电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。

2、现场总线系统中路由器的功能：主要起到路由、中继、数据交换等功能。

3、发电机并列的理想条件：W G=W X或f G=f x （频率相等）；U G=U X （电压幅值相等）；6 e=0 （相角差为零）4、同步发电机的并列方法：准同期并列、自同期并列。

5、脉动电压波形中载有准同期并列所需检测的信息：电压幅值差、频率差以及相角差随时间变化的规律。

6、准同期并列装置主要组成：频率差控制单元、电压差控制单元、合闸信号控制单元。

7、同步发电机的准同期并列装置按自动化程度分为：半自动并列装置、自动并列装置。

8、同步发电机的励磁系统组成：励磁功率单元、励磁调节器。

9、直流励磁机励磁系统按励磁机励磁绕组供电方式的不同分为：自励式、他励式。

10、按照电压调节的原理来划分，电压调节可分为：反馈型、补偿型。

11、励磁控制系统动态特性指标：上升时间y、超调量。

p、调整时间ts.12、系统频率f和发电机转速n的关系：f=pn/60（p发电机极对数，n机组每分钟转数）13、负荷的频率调节效应系数：阮*=工n i=1ia i fi T* 发电机组的调差系数R=- f/A P G14、调速器分为：机械液压调速器、电气液压调速器。

（PI、PID）15、汽轮发电机组调速器的不灵敏区为0.1%~0.5%,水轮发电机组调速器的不灵敏区为0.1%~0.7%16、汽轮机长期低于49~49.5Hz以下运行时，叶片容易产生裂纹。

1、量化：把采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整数倍比较，以最接近于采样信号幅值的最小数量单位倍数来表示该幅值。

编码：把量化信号的数值用二进制数码表示。

2、同步发电机自动并列过程中脉动电压：方向不变，大小随时间周期性变化的电压。

3、恒定越前相角并列装置：在脉动电压U S到达6 e=0之前的某一恒定越前6 YJ相角时发出合闸信号。

恒定越前时间并列装置：在脉动电压U S到达两电压相量U G、U X重合（6 e=0）之前的某一恒定t YJ时间差时发出合闸信号。

1.并列操作：将同步发电机并入电力系统参加并列运行的操作2.不恰当并列操作影响：①产生巨大冲击电流；②系统电压严重下降；③使电力系统震荡以致瓦解3. 同步发电机并列原则：①并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1~2倍；②发电机组并入电网后，应能迅速同步，暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。

4. 同步发电机并列方法：准同期并列、自同期并列5. 并列的理想条件：① ƒG =ƒX ②U G =U X ③ δe=0 （即相角差为0）6. 存在电压幅值差时，冲击电流主要为无功电流分量；存在合闸相角差时，冲击电流主要是有功电流分量；存在频率差时，待并发电机需经很长暂态过程才能同步，严重时甚至失步。

7.准同期并列主要是对脉动电压Us 和滑差角频率ωs 进行检测和控制。

8.准同期并列装置采用的提前量有恒定越前相角和恒定越前时间。

9. 计算题： 例：一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗"q X 为0.125；系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路电抗X X 为0.25；断路器QF t =0.5s,它的最大可能误差时间为±20%QF t ；自动并列装置最大误差时间为±0.05s ，待并发电机允许的冲击电流值为"i hm =2GN I 。

试计算允许合闸误差角ey δ、允许滑差角频率sy ω，与相应的脉动电压周期s T 。

解：按题意求解如下：① 取''q E =1.05，允许合闸误差角ey δ=''q ""21.82arcsin 2E X X i X q hm ⨯+）（=2arcsin 05.128.1225.0125.012⨯⨯+⨯⨯）（=11.38°=0.199 rad PS:若记不住以上公式，可用"''28.1h hm I i =和2sin X 2ey ''q "q"δX h X E I +=推导。

电力系统自动装置原理第五版第一章介绍本书是关于电力系统自动装置原理的第五版，旨在向读者全面介绍电力系统自动装置的工作原理、设计方法和应用技术。

通过对电力系统自动装置原理的深入研究，读者将能够理解并掌握电力系统自动装置的运行机制，提高电力系统的稳定性和可靠性。

第二章电力系统自动装置的基本原理本章主要介绍电力系统自动装置的基本原理。

首先，需要了解电力系统的结构和组成，包括输电线路、变电站和负荷等。

其次，介绍电力系统的运行状态和故障类型，以及自动装置对故障的检测和处理的基本原理。

最后，介绍电力系统自动装置的分类和应用技术，例如保护自动装置、自动重合闸装置和补偿装置等。

第三章电力系统保护自动装置的原理和设计本章主要介绍电力系统保护自动装置的原理和设计方法。

首先，需要了解电力系统保护的基本概念和目标，以及保护自动装置在电力系统中的作用。

其次，介绍保护自动装置的基本工作原理，包括故障检测、故障定位和故障隔离等。

最后，介绍保护自动装置的设计方法和应用技术，例如差动保护、过电压保护和接地保护等。

第四章电力系统自动重合闸装置的原理和设计本章主要介绍电力系统自动重合闸装置的原理和设计方法。

首先，需要了解自动重合闸的基本概念和作用，以及在电力系统中的应用场景。

其次，介绍自动重合闸装置的工作原理，包括故障检测、故障排除和系统恢复等。

最后，介绍自动重合闸装置的设计方法和应用技术，例如自动重合闸时间的设置和重合闸控制策略的优化等。

第五章电力系统补偿装置的原理和设计本章主要介绍电力系统补偿装置的原理和设计方法。

首先，需要了解电力系统补偿的基本概念和目的，以及在电力系统中的应用场景。

其次，介绍补偿装置的工作原理，包括无功补偿、功率因数调节和电压调节等。

最后，介绍补偿装置的设计方法和应用技术，例如容性补偿和电容器组的选择与配置等。

第六章电力系统自动装置的现状与发展趋势本章主要介绍电力系统自动装置的现状和发展趋势。

首先，分析电力系统自动装置的发展历程和应用现状。

何谓并列操作？对未投入运行的待并网发电机组进行适当操作，使其电压与并列点电压之间满足并列条件的一系列操作。

并列原则1.并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值不超过允许值（1~2倍的额定电流）；2.发电机组并入电网后，应能迅速（暂态过程要短）进入同步运行状态，以减小对系统的扰动。

并列方法分类1.自同步合闸瞬间，发电机无电势而被拉入同步2.准同步合闸瞬间，发电机电势与系统母线电压、频率和相位接近而被拉入同步2.1发电机并网发电机“并”到系统2.2两系统并网两系统间的并列操作2.2.1差频并网尚未有电气联系（并网前两系统相互独立，频率一般不同；需满足三个条件时才能进行并列。

存在频率差，实现易）2.2.2同频并网已有电气联系（并列前两侧已存在电气联系，电压可能不同，但频率相同；相当于在两侧之间增加一条连线；因此也叫做“合环”。

）自同步并列优缺点优：1.不需选择并列合闸时机，操控简单2.在电力系统发生事故、频率波动较大的情况下，可迅速并列，避免故障扩大缺：1.不能用于两个系统之间的并列操作2.冲击电流大；会引起附近电压降低准同步并列理想并列条件（冲击电流为零）ωG=ωx（或fG= fx），UG= Ux，δe= 0（实际运行中，理想并列条件难以完全实现，也没有必要完全实现。

实际上，只要满足并列操作的两项原则即可。

）准同步并列偏离理想并列条件时的后果分析实际上，电压幅值差、频率差和相位差均存在，分析较繁琐。

为此，做如下简化：1.仅存在电压幅值差（即fG=fx, δe=0,UG≠Ux）冲击电流最大瞬时值冲击电流的电动力对发电机端部绕组产生影响（定子绕组端部的机械强度最弱）2.仅存在合闸相角差（即fG=fx, δe≠0,UG=Ux）冲击电流有效值合闸后发电机与系统立刻进行有功功率交换，使机组联轴受到突然冲击，对机组和系统运行均不利3.仅存在频率差 (即fG≠fx, δe=0,UG=Ux)此时断路器QF两侧电压差为脉动电压设幅值(称为正弦整步电压)频率差限制的重要性:过大可能导致功率振荡并失去同步,故必须对合闸时的频率差进行限制。

《电力系统自动装置原理》知识点杨冠城主编绪论1.电力系统自动装置对发电厂、变电所电气设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。

电力系统自动装置有两种类型：自动调节装置和自动操作装置。

2.电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。

(1)按运行计划将发电机并网运行的操作为正常操作。

(2)电网突然发生事故，为防止事故扩大的紧急操作为反事故操作。

防止电力系统的系统性事故采取相应对策的自动操作装置称为电力系统安全自动控制装置。

3．电力安全装置发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置，是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。

自动装置及其数据的采集处理电力系统运行的主要参数是连续的模拟量，而计算机内部参与运算的信号是离散的二进制数字信号，所以，自动装置的首要任务是数据采集和模拟信号的数字化。

1、硬件组成形式从硬件方面看，目前电力系统自动装置的结构形式主要有四种:即微型计算机系统、工业控制机系统、集散控制系统(Distributed control system——DCS)和现场总线系统(Field bus Control System——FCS)。

2、采样对连续的模拟信号x(t)，按一定的时间间隔T S，抽取相应的瞬时值，这个过程称为采样。

采样过程就是一个在时间和幅值上连续的模拟信号x(t)，通过一个周期性开闭(周期为T S，开关闭合时间为τ)采样开关S后，在开关输出端输出一串在时间上离散的脉冲信号x S(nT S)。

3、采样定理采样周期T S决定了采样信号的质量和数量： T S太小，会使x S(nT S)的数据剧增，占用大量的内存单元；T S太大，会使模拟信号的某些信息丢失，当将采样后的信号恢复成原来的信号时，就会出现信号失真现象，而失去应有的精度。

因此，选择采样周期必须有一个依据，以保证x S(nT S)能不失真地恢复原信号x(t)。

这个依据就是采样定理。