电力系统自动装置1

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实验报告班级：姓名：学号：指导老师：实验一发电机自动准同期装置实验一、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、掌握微机准同期控制装置及模拟式综合整步表的基本使用方法；3、熟悉同步发电机准同期并列过程；4、学会观察、分析有关实验波形。

二、实验基本原理（一）控制发电机运行的三个主要自动装置同步发电机从静止过渡到并网发电状态，一般要经历以下几个主要阶段：（1）起动机组，使机组转速从零上升到额定转速；（2）起励建压，使机端电压从残压升到额定电压；（3）合出口断路器，将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行；（4）输出功率，将有功功率和无功功率输出增加到预定值。

上述过程的控制，至少涉及3个自动装置，即调速器、励磁调节器和准同期控制器。

它们分别用于调节机组转速/功率、控制同步发电机机端电压/无功功率和实现无扰动合闸并网。

（二）准同期并列的基本原理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。

准同期并列要满足以下四个条件：（1）发电机电压相序与系统电压相序相同；（2）发电机电压与并列点系统电压相等；（3）发电机的频率与系统的频率基本相等；（4）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。

具体的准同期并列的过程如下：先将待并发电机组先后升至额定转速和额定电压，然后通过调整待并机组的电压和转速，使电压幅值和频率条件满足，再根据“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时机发出合闸命令，使出口断路器合上的时候相位差尽可能小。

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。

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。

函授+辽科大课程进修班电力系统自动化技术2019级+《电力系统自动装置》试卷一、单选题（共20题，40分）1、自同步并列操作的合闸条件是( )。

A、发电机已加励磁，接近同步转速B、电机未加励磁，接近同步转速C、发电机已加励磁，任意转速D、发电机未加励磁，任意转速正确答案： B2、同步并列点待并发电机的电压与电力系统的电压基本相等，其误差不应超过( )额定电压。

A、 2%-5%B、 5%-10%C、 10%-15%D、 15%-20%正确答案： B3、同步并列点待并发电机与电力系统的频率差值要求不超过( )Hz。

A、 0.2-0.5B、 0.1-0.15C、 0.1-0.25D、 0.2-0.25正确答案： C4、发电机准同步并列后立即带上了无功负荷(向系统发出无功功率)，说明合闸瞬间发电机与系统之间存在( )。

A、电压幅值差，且发电机电压高于系统电压B、电压幅值差，且发电机电压低于系统电压C、电压相位差，且发电机电压超前系统电压D、电压相位差，且发电机电压滞后系统电压正确答案： A5、AAT装置低电压继电器的动作电压一般整定为( )可满足要求。

A、额定工作电压的25%B、额定工作电压的50%C、额定工作电压的70%D、应不低于额定工作电压的70%正确答案： A6、AAT装置过电压继电器的动作电压一般整定为( )可满足要求。

A、额定工作电压的25%B、额定工作电压的50%C、额定工作电压的70%D、应不低于额定工作电压的70%正确答案： D7、AAT装置的动作时间为( )。

A、以1-1.5s为宜B、 0sC、较长时限D、 5s正确答案： A8、应用AAT装置的明备用接线方式是指正常时( )。

A、有接通的备用电源或备用设备B、有断开的备用电源或备用设备C、有断开的工作电源或工作设备D、没有断开的工作电源或工作设备正确答案： B9、要保证重合闸装置只动作一次，装置的准备动作时间应取( )。

A、 0.8～1sB、 10～15sC、 15～20sD、 1～10s正确答案： C10、AAR装置本身的元件损坏以及继电器触点粘住或拒动时，一次重合闸应动作( )次。

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1.5分，共15分）。

1．为防止断路器多次重合于永久性故障，在重合闸装置接线设置了( C )A. 跳闸位置继电器B. 加速继电器C. 防跳继电器D. 时间继电器2．单侧电源线路的自动重合闸，不存在 B 问题。

A. 重合闸动作时间的整定B. 非同期合闸C. 与继电保护的配合D. 两次切除短路电流3．三相自动重合闸采用了不对应原理起动，其中“不对应”是指（ B ）A. 断路器实际在合闸位置而控制开关在跳闸位置B. 断路器实际在断开位置而控制开关在合闸后位置C. 断路器实际在合闸位置而控制开关在合闸后位置D. 断路器实际在断开位置而控制开关在合闸位置4．准同步并列装置整定的允许电压差一般不超过额定电压的（ D ）A. 20-25%B. 15-20%C. 10-15%D. 5-10%5．由线性整步电压波形的斜率可反映出（ B ）A. 电压幅值差的大小B. 频率差的大小C. 相角差的大小D. 导向时间的大小6．某台发电机通过升压变压器与电力系统并列运行，如果发电机的无功增加了，则是由于（ D ）A. 励磁调节器的电压基准值降低B. 发电机有的功率增加C. 变压器高压侧电压升高D. 变压器高压侧电压降低7．当同步发电机与无穷大系统并列支行，且保持发电机输出有功δsin ==d G G G X U E P 为常数，但励磁电流调节时，应用 等于常数。

（ B ）A. δsin G UB. δsin G EC. δsin 1d XD. δsin8．机端直接并联的几台发电机组的调差系数( A )A. 都应该为正值B. 都应该为负值C.一半机组的为正值，另一半机组为负值D. 无特殊要求9．下列负荷中，吸收有功率的大小与频率无关的负荷是（ C ）A. 水泵B. 通风机C.白炽灯D. 异步电动机10．两台容相等的发电机组并列运行，其调速系统的速度变动率分别为1δ和2δ。

系统负荷增加后，如果机组1增加的有功功率比机组2的要大，则( A )A. 21δδ<B. 21δδ>C. 21δδ=D. 0,021=>δδ二、名词解释题（本大题共7小题，每小题2分，共14分）11．重合闸后加速答：当线路中发生故障时，继电保护首先有选择性动作跳闸，然后进行自动重合闸，如遇永久性故障，则通过加速继电保护装置瞬时切除故障。

《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。

《电力系统自动装置》复习思考题答案（第一、二章）绪论复习思考题1、简述电力系统自动装置的作用。

答：电力系统自动装置是保证电力系统安全运行、稳定运行、经济运行和避免电力系统发生大面积故障的自动控制保护装置。

2、电力系统自动装置有哪些功能？答：电力系统自动装置的功能主要有：（1）配合继电保护装置提高供电的可靠性；（2）保障电网的安全运行，防止故障的进一步扩大；（3）保证电能质量，使电力系统稳定运行和经济运行。

3、电力系统自动装置有哪些类型？答：电力系统自动装置有自动操作型和自动调节型。

而自动操作型又可分为正常操作型和反事故操作型。

第一章复习思考题1、AA T装置有何用途？答：备用电源和设备自动投入装置的作用是在当工作电源因故障被断开后，能自动、迅速地将备用电源或设备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，保证用户供电的可靠性和电力系统安全运行。

2、对AAT装置有哪些基本要求？答：AA T装置应满足以下基本要求：(1)保证工作电源或设备断开后，备用电源或设备才能投入；(2)工作母线突然失压时AA T应能动作；(3)AAT装置应保证只动作一次；(4)发电厂用AA T装置运行方式应灵活；(5)应校验AA T动作时备用电源过负荷情况；(6)备用电源投于故障时应使其保护加速动作；(7)AAT装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。

3、为什么要求AAT装置只能动作一次？答：当工作母线发生持续性短路故障或引出线上发生未被出线断路器断开的持续性故障时，备用电源或设备第一次投入后，由于故障仍然存在，继电保护装置动作，将备用电压或设备断开。

此后，不允许再次投入备用电压或设备，以免对系统造成不必要的冲击，因此，AA T 装置只能动作一次。

4、简述明备用和暗备用的含义。

答：明备用方式是指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入运行的备用方式。

暗备用方式是指两个电源平时都作为工作电源各带一部分自用负荷且均保留有一定的备用容量，当一个电源发生故障时，另一个电源承担全部负荷的运行方式。

作业提交 11. 电力系统出现较大有功缺额并立即切除部分负荷后，一定会出现的现象是（）(A) 频率继续下降(B) 频率变化率减缓(C) 频率不升不降(D) 频率上升[参考答案：B] 分值：50得分：分系统自动批改于 2018 年 7 月 27 日 9 点 46 分2. 滑差电压信号经整流滤波后，含有的信息包括（）(A) 频率差和相角差(B) 相角差和电压幅值差(C) 电压幅值差和频率差(D) 电压幅值差、频率差和相角差[参考答案：D] 分值：50得分：分系统自动批改于 2018 年 7 月 27 日 9 点 46 分3. 电压容许变化范围是额定电压的（ ）。

(A) ±1%(B) ±10%(C) ±5%(D) ±20%[参考答案：C] 分值：50得分：分系统自动批改于 2018 年 7 月 27 日 9 点 46 分4. 对于架空输电线，交流用三根导线，而直流一般用（）根，采用大地或海水作回路时只要 一根(A) 1(B) 3(C) 4(D) 2[参考答案：D] 分值：50得分：分系统自动批改于 2018 年 7 月 27 日 9 点 46 分5. 欲平移同步发电机的外特性曲线，需改变（）(A) 调差系数的大小(B) 调差系数的正负(C) 发电机基准电压(D) 强励倍数[参考答案：C] 分值：50得分：分系统自动批改于 2018 年 7 月 27 日 9 点 46 分6. 在我国，火电厂的装机容量约占总装机容量的( )%。

(A) 70%(B) 90%(C) 80%(D) 50%[参考答案：A] 分值：50得分：分系统自动批改于 2018 年 7 月 27 日 9 点 46 分7. 在 A 和 B 两电网构成的联合电力系统中，设 A 系统负荷增加，使系统频率降低，而 B 系 统负荷不变，则( )。

(A) A 和 B 系统调频均动作(B) A 和 B 系统调频均不动作 (C) A 系统调频动作、B 系统调频不动作(D) A 系统调频不动作、B 系统调频动作[参考答案：A] 分值：50得分：分系统自动批改于 2018 年 7 月 27 日 9 点 46 分8. 风力发电厂的一般工作风速（）m/s (A) 3~24(B) 1~2(C) 2~3(D) 24~50[参考答案：A] 分值：50得分：分系统自动批改于 2018 年 7 月 27 日 9 点 46 分9. 潮汐发电厂的运行工况包括（ ）个阶段 (A) 1(B) 2(C) 3(D) 4 [参考答案：D] 分值：50得分：分系统自动批改于 2018 年 7 月 27 日 9 点 46 分10. 在电力系统负荷中，把最小负荷以下的部分称为（ ）。

电力系统自动装置原理知识点电力系统自动装置原理是指通过电力系统的监测、保护、控制等设备来实现电力系统的自动化运行。

它能够实时监测电力系统的状态和参数，并根据设定的逻辑和策略进行保护和控制操作，以确保电力系统的安全稳定运行。

下面将详细介绍电力系统自动装置原理的相关知识点。

一、电力系统自动装置的分类1.监测装置：用于实时监测电网的电压、电流、频率、功率等参数，通常包括电能表、电流互感器、电压互感器、数字及模拟量传感器等。

2.保护装置：用于实现电力系统的过电流保护、跳闸保护、接地保护等功能，通常包括继电保护装置、保护继电器等。

3.控制装置：用于实现电力系统的继电控制、重合闸控制、柜内控制等功能，通常包括继电控制装置、远动装置等。

4.辅助装置：用于辅助监测、保护和控制装置的运行，通常包括组合仪表、RTU装置、通讯设备、故障录波器等。

二、电力系统自动装置的工作原理1.监测装置的工作原理：将监测装置与电力系统的测量点相连，通过传感器将电能、电流、电压等参数转化为电信号，并送入测量装置，经过放大、滤波、数字转换等处理后，得到与电力系统参数相关的信息。

2.保护装置的工作原理：将保护装置与电力系统的主要设备相连，通过传感器将电流、电压等参数转化为电信号，并送入保护装置中，经过比较、判别等处理后，得到保护动作信号，控制断路器等设备进行跳闸保护。

3.控制装置的工作原理：将控制装置与电力系统的控制设备相连，通过接受上级控制信号或自动逻辑控制信号，对电力系统的断路器、隔离开关等设备进行控制操作。

4.辅助装置的工作原理：将辅助装置与监测、保护和控制装置相连，通过通讯设备实现与上级或下级系统之间的数据传输和命令控制，为自动装置的运行提供支持和保障。

三、电力系统自动装置的应用范围1.电力系统的监测：通过实时监测电能、电压、电流、频率、功率因数等参数，了解电网的运行状态和负荷情况，为电力系统的管理和调度提供数据支持。

2.电力系统的保护：通过实时监测电力系统的电流、电压等参数，及时发现电力系统中的故障和异常情况，并对故障设备进行跳闸保护，以防止故障扩大和对电力系统的危害。

电力系统自动装置（1—3章主观题）1、电力系统自动装置在电力系统中有何作用？电力系统自动装置有哪些类型？答：电力系统自动装置是保证电力系统安全运行、稳定运行、经济运行和避免电力系统发生大面积故障的自动控制保护装置。

电力系统自动装置有自动操作型和自动调节型。

而自动操作型又可分为正常操作型和反事故操作型。

2、AAT装置有哪两部分组成？各有什么作用？答：AAT装置由低压起动和自动合闸两部分组成。

低压起动部分的作用是：当母线因各种原因失去电压时，断开工作电源。

自动合闸部分的作用是：在工作电源断路器断开后，将备用电源断路器投入。

3、简述AAT装置明备用和暗备用的含义。

答：明备用方式是指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入运行的备用方式。

暗备用方式是指两个电源平时都作为工作电源各带一部分自用负荷且均保留有一定的备用容量，当一个电源发生故障时，另一个电源承担全部负荷的运行方式。

4、什么是自动重合闸？输电线路装置自动重合闸的作用是什么？答：当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后，能够自动的将断路器重新合闸的自动装置称为自动重合闸。

输电线路装置自动重合闸的作用：（1）提高供电的可靠性，减少线路停电的次数；（2）提高电力系统并列运行的稳定性，提高输电线路的传输容量；（3）纠正断路器误动；（4）与继电保护相配合，可加速切除故障。

5、什么是重合闸前加速保护？什么是重合闸后加速保护？各具有什么优点？答：重合闸前加速保护是指当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性瞬时动作跳闸，而后借助自动重合闸来纠正这种非选择性动作。

自动重合闸后加速是指当线路发生故障时，首先保护有选择性动作切除故障，重合闸进行一次重合。

若重合于瞬时性故障，则线路恢复供电；如果重合于永久性故障上，则保护装置加速动作，瞬时切除故障。

前加速保护的优点：（1）能快速地切除瞬时性故障。

（2）使瞬时性故障不至于发展成永久性故障．从而提高重合闸的成功率。