最新电力系统自动化 第三版(王葵、孙莹编)第一章发电机的自动并列

在跨地区的电力系统形成后，必须建立一个机构对电力系统的运行进行统一管理和指挥，合理调度电力系统中各发电厂的出力并及时综合处理影响整个电力系统正常运行的事故和异常情况，这个机构称为电力系统调度中心。

①按运行管理的区域划分：?电网调度自动化?发电厂自动化（火电厂自动化、水电厂自动化）?变电站自动化?配电网自动化。

②从电力系统自动控制的角度划分：?电力系统频率和有功功率控制?电力系统电压和无功功率控制?发电机同步并列的原理。

电力系统断路器，电力系统第1章发电机的自动并列1、掌握并列操作的概念及对并列操作的要求。

?并列的概念：将一台发电机投入电力系统并列运行的操作，称并列操作。

发电机的并列操作又称为“并车”、“并网”、“同期”。

?对并列操作的基本要求：①并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值不宜超过1~2倍的额定电流。

②发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，进入同步运行的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。

2、掌握并列操作的两种方式及各自的特点。

?并列操作的两种方式：准同期并列（一般采用）、自同期并列（很少采用）。

?准同期并列的概念：发电机在并列合闸前已励磁，当发电机频率、电压相角、电压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，这种方式称为准同期。

?自同期并列概念：将一台未加励磁的发电机组升速到接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值，机组的加速度小于某一给定值的条件下，先合并列断路器QF，接着合励磁开关，给转子加励磁电流，在发电机电势逐步增长的过程中，由电力系统将并列机组拉入同步运行。

优点：操作简单，并列迅速，易于实现自动化。

缺点:冲击电流大，对电力系统扰动大，不仅会引起电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组附近造成电压瞬时下降。

适用：只有在电力系统事故、频率降低时使用。

自同期并列不能用于两个系统之间的并列，也不用于汽轮发电机组。

《电力系统自动化》课程考试大纲
一、基本描述
教材与主要参考书目：
主要教材：孙莹, 王葵，《电力系统自动化》（第三版），中国电力出版社，2012-05-01
参考书目：李岩松，《电力系统自动化》中国电力出版社，2014-04-01
内容概述：
《电力系统自动化》是电气工程与自动化专业的一门必修课程。

电力系统自动化是保证电力系统安全、优质、经济运行的综合性技术，它是自动控制技术、信息技术在电力系统中的应用，已经成为电气工程类专业学生必备的专业知识之一。

本课程讲述电力系统的自动调压、自动调频、自动减载、自动准同期、调度自动化，及系统的实时状态估计、安全调度、动态监测及经济运行等自动化原理及其自动装置、自动控制系统的工作特性。

通过本课程的学习，学生能够掌握电力系统自动化系统及装置的功能、构成和工作原理，加深学生对电力系统自动化的理解，提高学生综合分析、解决实际问题的能力，为将来从事相关工作打下一定的基础。

二、考核要求和教学内容的重点与难点
（考核要求：A--重点考核；B--一般考核；C--了解）
三、考核方式
闭卷考试
四、大纲编写的依据与说明
大纲编写的依据电气工程及其自动化专业本科生的培养要求及《电力系统自动化》教学大纲。

起草人：李定审核人：黄松清日期：2016.11.06。

电力系统自动化复习题一判断：1所谓互操作是指,同一厂家或者不同厂家的两个或多个智能电子设备具有交换信息并使用这些信息进行正确协同操作的能力.( ）2在IEC 61850标准中规定，只有逻辑节点不能交换数据。

（ )3间隔层设备包括电子式电流、电压互感器、开关设备的智能单元。

（）4 变压器分接头调压本质上是不改变无功功率分布，以全系统无功功率电源充足为基本条件。

( ）5运行规程要求电力系统的频率不能长时期的运行在49。

5~49Hz以下；事故情况下不能较长时间的停留在47Hz以下，瞬时值则不能低于45Hz。

( ）6按各发电设备耗量微增率不相等的原则分配负荷最经济，即等耗量微增率原则。

（ )7对于由发电机直接供电的小系统，供电线路不长,可采用发电机直接控制电压方式.（）8配电远方终端很少安装在电线杆上、马路边的环网柜内等环境非常恶劣的户外.（）9主导发电机法调频，调频过程较快,最终不存在频率偏差。

（ )10 正调差系数，有利于维持稳定运行。

11传统变电所中，采用强电电缆在一次设备和二次设备之间传输控制和模拟量信号,电缆利用率高。

( ）12分段器可开断负荷电流、关合短路电流，不能开断短路电流，因此可以单独作为主保护开关使用。

（）13配电管理系统主要针对配电和用电系统，用于10KV以上的电网；（）14 大量传输无功会导致小的功率损耗和电压损耗。

( )15 正调差系数，(有利）于维持稳定运行。

（）答案:1答:正确2答：错，改为能3答：错,改为过程层4 答：错,改为改变5答：正确6答：错改为相等7答：正确8答:错改为大多9答：错改为慢10 答：正确11 答：错改为低12 答：错改为不能13 答：错改为以下14答：错改为大15 答：正确二填空1 由于并列操作为正常运行操作，冲击电流最大瞬时值限制在（ )倍额定电流以下为宜.2 准同期并列并列装置分为合闸控制单元和( )控制单元及压差控制单元。

3当系统发生故障时，迅速增大励磁电流，可以改善电网的电压水平及（）性。

《电力系统自动化》课程教学大纲Power System Automation课程编号：130201021学时：32 学分：2.0适用对象：电气工程及其自动化专业先修课程：电力系统分析，自动控制原理，电力电子技术等一、课程的性质和任务（四号黑体加粗，描述文字用四号小宋体（下同））本课程是电气工程及其自动化专业一门学科方向类必修课程。

电力系统自动化是保证电力系统安全、优质、经济运行的综合性技术，涉及电力系统运行理论、自动控制理论、计算机控制技术、网络通信技术等多方面的知识，包括发电机励磁自动控制、发电厂自动化、电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化等，是自动控制技术、信息技术在电力系统中的应用，已经成为电气工程类专业学生必备的专业知识之一。

该课程可以支撑电气工程及其自动化专业毕业要求2（问题分析）、3（设计／开发解决方案）、4（研究）的达成。

本课程的主要任务是：1、使学生对电力系统相关问题形成较为系统的认识和理解；2、使学生掌握发电机自动励磁控制的基本原理和方法，深入了解发电机同步并列的条件与过程，以及自动准同期装置的工作原理，分析在电力系统运行过程中不满足并列条件对电网产生何种影响，为分析复杂工程问题奠定基础。

3、使学生了解电力系统频率调整及电压调整的基本问题，掌握电力系统功频特性、自动发电控制、经济调度的原理和方法，掌握电力系统电压控制措施，为进一步分析和研究电力系统运行问题打下良好的基础；4、使学生掌握电力系统自动化的基本工作原理、装置的调试方法以及装置的设计方法，并且学习自动装置对电力系统运行影响的分析方法，为设计、研发电力系统自动控制装置和解决电力系统复杂运行工程问题奠定基础。

二、教学目的与要求本课程的教学目的是使学生掌握电力系统自动化的基本知识，熟悉电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化的相关问题，训练和培养学生独立思考、解决电力系统实际复杂工程问题的能力。

具体要求如下：1、掌握发电机同步并列的条件，以及自动准同期装置的工作原理。

绪论1.电力系统自动化通过分成那几个层来实现？第一层：直接控制器；第二层：监督功能层；第三层：寻优功能层；第四层：协调功能层；第五层：经营与管理层。

第一章自动并列3.同步发电机并列的原则？（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不宜超过1~2倍的额定电流。

(2)发电机组并人电网后，应能迅速进人同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。

4.同步发电机并列的两种并列方式？分别说明准同期并列和自同期并列设待并发电机组G已经加上了励磁电流，其端电压为Ug，调节待并发电机组Ug的状态参数使之符合并列条件并将发电机并人系统的操作，称为准同期并列。

自同期并列操作是将台未加励藏电流的发电机组升速到接近于电网频率，在滑差角频率Ws不超过允许值，且机组的加速度小于某给定值的条件下，首先合上并列断路器QF,接着立刻合上励磁开关KE，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉人同步运行。

5.准同期并列的理想条件？若并列时不满足时会有什么影响？电压幅值相等:UG=UX频率相等:fG=fX或wG=wX相角相等:δe=0幅值差:合闸时产生冲击电流,为无功性质，对发电机定子绕组产生作用力。

频率差:因为频率不等产生电压差，这个电压差是变化的，变化值在0-2Um之间。

这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压。

它产生的拍振电流也时大时小变化，有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时小变化,使发电机振动。

频率差大时无法拉入同步。

6.如何利用脉动电压检测准同期的条件？1.电压幅值差：电压幅值差|Ug-Ux|为对应于脉动电压Us波形的最小幅值，Usmin =|Ug-UxI,通过对Usmin的测量，就可判断Ug与Ux间的电压幅值差是否超出允许值。

2.频率差：Ug与Ux间的频率差就是脉动电压Us的频率fs,它与滑差角频率Ws 的关系有Ws = 2πfs。

可见Ws反映了顿率差fs的大小。

《电力系统自动化》教学规范一、课程的任务本课程是电力系统自动化技术及输变电工程技术S业的专业课程。

主要任务：着重使电力系统自动化专业的学生了解电力系统自动化的基本内容、运行方式、硬件配置结构以及软件控制功能，为使用和设计电力系统中各个层面、规模的自动化系统建立基础。

二、教学大纲课程编号：适用专业：电力系统自动化技术及输变电工程技术专业学时数：40学时（不包括假期和期末考试）均为理论课学分：2说明：本课程教学规范随专业培养方案学时的改变将进行适当修定（一）、课程的性质和目的《电力系统自动化》课程是我院电类各专业的一门综合性很强的学科专业课。

本课程内容丰富，涵盖知识面广，培养学生综合运用基础知识能力，树立理论联系实际的科学作风和提高学生分析问题、解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生掌握电力系统自动化的基本内容，学会分析电力系统自动化实现的基本方法。

为今后从事电类各专业的学习和工作打下必备的基础。

（二）、课程教学内容及基本教学要求第一章发电机的自动并列（6学时）（1）内容概要§ 1.1列操作意义，准同期并列§ 1.2同期并列的基本原理§ 1.3定越前时间并列装置§ 1.4字式并列装置（2）学时安排§ 1.5 1.5 学时§ 1.62学时§ 1.71学时§ 1.8 1.5 学时第二章同步发电机励磁自动控制系统（9学时）（1）内容概要2.1同步发电机励磁控制系统的任务和要求2.2同步发电机励磁系统2.3励磁系统中转子磁场的建立和火磁2.4 2.4励磁调节器原理2.5励磁系统稳定器2.6电力系统稳定器（2）学时安排2.73学时2.8 2.2 1学时2.9 2.3 1学时2.102.4 2学时2.112.5 1学时2.122.6 1学时第三章电力系统频率及有功功率的自动调节（6学时）（1）内容概要§3.1电力系统频率特性§3.23.2调频与调频方程式§3.3电力系统的经济调度与自动调频§3.4电力系统低频减震（2）学时安排§3.51.5 学时§3.61.5 学时§3.73.3 2学时§3.83.4 1学时第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术（4学时）（1）内容概要§4.1电力系统电压控制的意义§4.2电力系统无功功率平衡与电压的关系§4.3电力系统电压控制的措施§4.4电力系统电压综合控制§4.5电力系统无功功率电源最优控制（2）学时安排§4.60.5 学时§4.74.2 0.5 学时§4.81学时§4.91.5 学时§4.10 4.5 0.5 学时第五章电力系统调度自动化（6学时）（1）内容概要5.1电力系统调度的主要任务，电力系统的分区、分级调度，功能概述和组成 5.2 5.2远方终端RTU5.3数据通信的通讯规约5.4调度中心的前置机系统，系统结构5.5自动发电机控制5.6EMS的网络分析功能（2）学时安排5.72学时5.8 5.2 0.5 学时5.9 5.3 0.5 学时5.105.4 1学时5.115.5 1学时5.125.6 1学时第六章配电管理系统（6学时）（1）内容概要§6.1配电管理系统（DMS）的概述§6.2馈线自动化（FA）§6.3负荷控制技术及需方用电管理§6.4配电图资地理信息系统§6.5远程自动抄表系统的构成（2）学时安排§6.61学时§6.71.5 学时§6.81.5 学时§6.9 1.5 学时§6.106.5 0.5 学时第七章变电所综合自动化（3学时）（1）内容概要变电所综合自动化系统的基本功能、结构形式（2）学时安排3学时（三）、课程的教学基本要求1、理论教学要求（一）发电机的自动并列基本要求：（1）了解并列操作的意义，理解并列时电压差、频率差和相位差要满足条件的含义。