電力系統(tǒng)自動化教案 Microsoft W

1、電力系統(tǒng)自動化教案（初稿、節(jié)選）課程名稱：電力系統(tǒng)自動化學時：40；上課：36；實驗：4。教 材：電力系統(tǒng)自動化，商國才編著，天津大學出版社，1999.6。參考書：電力系統(tǒng)自動化，李先彬主編，水利電力出版社，1995。電力系統(tǒng)自動裝置原理，楊冠城主編，水利電力出版社，1995本課程的教學內(nèi)容：緒論：電力系統(tǒng)自動化的重要性，本課程的主要內(nèi)容及其特點。電力系統(tǒng)頻率和有功功率的自動控制：負荷的頻率調(diào)節(jié)效應，調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性，一次調(diào)頻和二次調(diào)頻，電力系統(tǒng)的自動調(diào)頻與自動發(fā)電控制（AGC）。電力系統(tǒng)電壓和無功功率的自動控制：勵磁控制系統(tǒng)的主要任務及對磁控制系統(tǒng)的基本要求，磁方式分類，起勵、滅勵、強

2、勵、強減，勵磁調(diào)節(jié)器基本構(gòu)成，勵磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性，電壓調(diào)差系數(shù)，調(diào)差裝置。同步發(fā)電機的并列操作：準同期并列與自同期并列，準同期并列的整定計算，自動準同期裝置的基本構(gòu)成原理。電力系統(tǒng)自動低頻減載：電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性，自動低頻減載的基本原理，低頻減載整定計算的原則。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化概論：調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本構(gòu)成與工作原理，調(diào)度自動化的主要功能，調(diào)度自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀與趨勢。第一章 緒論學習目標：了解電力系統(tǒng)自動化課程的特點和涉及的學科，總體把握課程學習方法，了解電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)及其特征。由電力系統(tǒng)的特點和運行要求可見對電力系統(tǒng)的控制與管理一個大型電力系統(tǒng)，使之安全、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟的運行是

3、十分困難而艱巨的。僅靠值班人員進行人工監(jiān)視是無法實現(xiàn)的，必須依靠自動裝置和設備才能實現(xiàn)。1.1 電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展階段一、單一功能自動化階段單一功能的自動裝置有：故障自動切除裝置（即繼電保護裝置，自動切除出現(xiàn)故障的發(fā)電機、變壓器和輸電線路等設備）、自動操作和調(diào)節(jié)裝置（如斷路器自動操作、發(fā)電機自動調(diào)壓和自動調(diào)速裝置等）、遠距離信息裝置（即遠動裝置）單一功能自動化的特點是：1、繼電保護、遠動、自動化三者自成體系，分別完成各自功能2、對單個電力設備和單一過程用分立的自動裝置來完成自動化的單一功能3、電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠和變電站之間的自動裝置沒有什么聯(lián)系。4、電力系統(tǒng)的統(tǒng)一運行主要靠電力系統(tǒng)調(diào)度中心的

4、調(diào)度員根據(jù)遙信、遙測傳來的信息，加上自己的知識和經(jīng)驗通過電話或遙控和遙調(diào)來指揮。二、綜合自動化階段 特點是用一套自動化系統(tǒng)或裝置來完成以往兩套或多套分離的自動化系統(tǒng)或裝置所完成的工作。1.2 電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)及調(diào)度控制一、電力系統(tǒng)的正常狀態(tài)和非正常狀態(tài)正常時滿足等式和不等式約束條件二、電力系統(tǒng)運行狀態(tài)及相應的調(diào)度控制第二章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化學習目標：了解調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本構(gòu)成與工作原理，調(diào)度自動化的主要功能，調(diào)度自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀與趨勢。2.1 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化是如何實現(xiàn)的電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的功能有電力系統(tǒng)監(jiān)視和控制電力系統(tǒng)狀態(tài)估計電力系統(tǒng)安全分析和安全控制電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制電力系統(tǒng)潮流優(yōu)

5、化電力系統(tǒng)實時負荷預測電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動控制電力系統(tǒng)電壓和無功功率自動控制電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度控制電力系統(tǒng)負荷管理2.2 遠動和信息傳輸設備的配置和功能參考電力系統(tǒng)遠動課程2.3 調(diào)度計算機系統(tǒng)及人機聯(lián)系設備一、調(diào)度計算機系統(tǒng)：完成信息處理和加工任務。由計算機硬件、軟件和專用接口組成，由多臺計算機組成調(diào)度自動化系統(tǒng)時，還有計算機硬件系統(tǒng)的配置問題。二、人機聯(lián)系設備：交互型的調(diào)度員控制臺、遠方控制臺、調(diào)度員工作站、模擬屏以及通用的打印機、程序員終端等。2.4 電力系統(tǒng)的分層調(diào)度控制集中調(diào)度控制就是把電力系統(tǒng)內(nèi)所有發(fā)電廠和變電站的信息都集中在一個調(diào)度控制中心，由一個調(diào)度控制中心對整個電力系統(tǒng)進

6、行調(diào)度控制。分層調(diào)度控制就是把全電力系統(tǒng)的監(jiān)視控制任務分配給屬于不同層次的調(diào)度中心，下一層調(diào)度完成本層次的調(diào)度控制任務外，還接受上一級調(diào)度組織的調(diào)度命令并向上層調(diào)度傳遞所需信息。分層調(diào)度與集中調(diào)度相比，它的優(yōu)點是：便于協(xié)調(diào)控制；提高系統(tǒng)可靠性；改善系統(tǒng)響應各級調(diào)度中心的控制和管理任務：大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度中心（網(wǎng)調(diào)）：1.區(qū)網(wǎng)負荷預測、安排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和發(fā)電計劃2.頻率有功功率控制、經(jīng)濟運行調(diào)度控制3.區(qū)主網(wǎng)樞紐點電壓監(jiān)視和無功功率控制4.區(qū)網(wǎng)安全監(jiān)視、預防事故分析和校正控制5.區(qū)網(wǎng)正常操作和事故處理6.區(qū)網(wǎng)檢修計劃7.調(diào)度記錄、統(tǒng)計業(yè)務省調(diào)度中心（省調(diào)）：1.省網(wǎng)負荷預測并按經(jīng)濟原則作出省網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的調(diào)

7、度及所屬發(fā)電廠發(fā)電計劃2.省主網(wǎng)和110kv系統(tǒng)樞紐點電壓監(jiān)視和無功控制3.省主網(wǎng)和110kv系統(tǒng)安全監(jiān)視和控制4.不影響區(qū)網(wǎng)的局部性正常操作和事故處理5.管理范圍內(nèi)的網(wǎng)損計算和檢修計劃6.水庫調(diào)度、水電廠發(fā)電計劃7.調(diào)度記錄報告（對上級）、統(tǒng)計業(yè)務地區(qū)調(diào)度所（地調(diào)）或中間控制所（即某些廠、站承擔對其附近子廠、站得控制和信息傳遞）：1.局部110KV系統(tǒng)樞紐點電壓監(jiān)視和控制2.局部110KV系統(tǒng)安全監(jiān)視和控制3.局部110KV系統(tǒng)正常操作和事故處理4.管理范圍內(nèi)的網(wǎng)損計算和檢修計劃5.對所屬供電局的業(yè)務聯(lián)系6.統(tǒng)計業(yè)務第三章 電力系統(tǒng)的頻率和有功功率自動控制學習目標：負荷的頻率調(diào)節(jié)效應，調(diào)速系

8、統(tǒng)的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性，一次調(diào)頻和二次調(diào)頻，電力系統(tǒng)的自動調(diào)頻與自動發(fā)電控制（AGC）。電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性，自動低頻減載的基本原理，低頻減載整定計算的原則。3.0概述f=pn/60式中 f發(fā)電機頻率，HZ P發(fā)電機轉(zhuǎn)子的極對數(shù)； n機組轉(zhuǎn)速，r/min。由上式可知，要控制發(fā)電機頻率就得控制機組轉(zhuǎn)速。3.1頻率、有功控制的必要性一、 電力系統(tǒng)頻率控制的必要性頻率是電能質(zhì)量的重要指標之一1、 頻率對電力用戶的影響 1）電力系統(tǒng)頻率變化會引起異步電動機轉(zhuǎn)速變化，這會使得電動機所驅(qū)動的加工工業(yè)產(chǎn)品的機械的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。有些產(chǎn)品（如紡織和造紙行業(yè)的產(chǎn)品）對加工機械的轉(zhuǎn)速要求很高，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定會影響產(chǎn)品質(zhì)量，

9、甚至會出現(xiàn)次品和廢品。2） 系統(tǒng)頻率波動會影響某些測量和控制用的電子設備的準確性和性能，頻率過低時有些設備甚至無法工作。這對一些重要工業(yè)和國防是不能允許的。3） 電力系統(tǒng)頻率降低將使電動機的轉(zhuǎn)速和輸出功率降低，導致其所帶動機械的轉(zhuǎn)速和出力降低，影響電力用戶設備的正常運行。2、 率對電力系統(tǒng)的影響1）率下降時，汽輪機葉片的振動會變大，輕則影響使用壽命，重則可能產(chǎn)生裂紋。對于額定頻率為50Hz的電力系統(tǒng)，當頻率降低到45Hz附近時，某些汽輪機的葉片可能發(fā)生共振而斷裂，造成重大事故。2）下降到4748Hz時，由異步電動機驅(qū)動的送風機、吸風機、給水泵、循環(huán)水泵和磨媒機等發(fā)電廠廠用機械的出力隨之下降，使

10、火電廠鍋爐和汽輪機的出力隨之下降，從而使火電廠發(fā)電機發(fā)出的有功功率下降。這種趨勢如果不能及時制止，就會在短時間內(nèi)使電力系統(tǒng)頻率下降到不能允許的程度，這種現(xiàn)象稱為頻率雪崩。出現(xiàn)頻率雪崩會造成大面積停電，甚至使整個系統(tǒng)瓦解。3）核電廠中，反應堆冷卻介質(zhì)泵對供電頻率有嚴格要求。當頻率降到一定數(shù)值時，冷卻介質(zhì)泵即自動跳開，使反應堆停止運行。4）電力系統(tǒng)頻率下降時，異步電動機和變壓器的勵磁電流增加，使異步電動機和變壓器的無功損耗增加，引起系統(tǒng)電壓下降。頻率下降還會引起勵磁機出力下降，并使發(fā)電機電勢下降，導致全系統(tǒng)電壓水平降低。如果電力系統(tǒng)原來的電壓水平偏低，在頻率下降到一定值時，可能出現(xiàn)電壓快速而不斷地

11、下降，即所謂電壓雪崩現(xiàn)象。出現(xiàn)電壓雪崩會造成大面積停電，甚至使系統(tǒng)瓦解。二、 力系統(tǒng)有功功率控制的必要性1、 維持電力系統(tǒng)頻率在運行范圍之內(nèi)電力系統(tǒng)頻率是靠電力系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行地所有發(fā)電機組發(fā)出的有功總和與系統(tǒng)內(nèi)所有負荷消耗（包括網(wǎng)損）的有功功率總和之間的平衡來維持的。當系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行的機組發(fā)出的有功功率總和等于系統(tǒng)內(nèi)所有負荷在額定頻率所消耗的有功功率總和時，系統(tǒng)就運行在額定頻率。如果上述“等于”關系遭到破壞，系統(tǒng)頻率就會偏離額定值。電力系統(tǒng)有功功率控制的重要任務之一，就是要及時調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行機組原動機的輸入功率，維持上述“等于”關系，保證電力系統(tǒng)頻率在允許范圍之內(nèi)2、 提高電力系統(tǒng)運行地經(jīng)

12、濟性前面已經(jīng)指出，當系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行的所有機組發(fā)出的有功功率總和等于系統(tǒng)內(nèi)所有負荷在額定頻率所消耗的有功功率總和時，系統(tǒng)就運行在額定頻率，但沒有說明那些機組參與并聯(lián)運行以及參與并聯(lián)運行的機組各應該發(fā)多少有功功率。電力系統(tǒng)有功功率控制的另一個任務就是要解決這個問題。這就是電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度問題。電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度包括兩個方面：第一，開啟那些機組并入電力系統(tǒng)運行；第二，確定已并網(wǎng)運行的機組各發(fā)多少有功功率。前者是機組經(jīng)濟調(diào)度問題，后者是有功負荷的經(jīng)濟分配問題。經(jīng)濟調(diào)度需要考慮機組效率、各種發(fā)電機組的協(xié)調(diào)、電力系統(tǒng)網(wǎng)損等問題，目的是提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，用最少的一次能源消耗獲得最多的可用電能。3、 保

13、證聯(lián)合電力系統(tǒng)地協(xié)調(diào)運行電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，已經(jīng)出現(xiàn)了將幾個區(qū)域電力系統(tǒng)連在一起組成的聯(lián)合電力系統(tǒng)。有的聯(lián)合電力系統(tǒng)實行分區(qū)域控制，要求不同區(qū)域系統(tǒng)間交換的有功功率和電量按事先約定的協(xié)議進行。這時電力系統(tǒng)有功功率控制對不同區(qū)域系統(tǒng)之間聯(lián)絡線上通過的功率和電量實行控制。電力系統(tǒng)頻率和有功功率控制是密切相關和不可分割的，應該統(tǒng)一考慮并協(xié)同控制。3.4機械液壓調(diào)速器首先按圖說明調(diào)速器的構(gòu)成：測速機構(gòu)：離心飛擺執(zhí)行機構(gòu)：錯油門和油動機及其連桿轉(zhuǎn)速給定：同步器調(diào)差機構(gòu)：一次調(diào)節(jié)的過程：D不動：轉(zhuǎn)速n下降A點上升C點下降F，E下降B點上升同時轉(zhuǎn)速n上升引起A上升C點上升E點上升回到原來位置調(diào)節(jié)結(jié)束。調(diào)

14、節(jié)結(jié)束后b點比原來高，a點比原來低，c點不懂。為有差調(diào)節(jié)，若去掉b點和活塞的連桿則為無差調(diào)節(jié)。二次調(diào)節(jié)的過程：抬高D點，因為BCA先不動E下降B上升n上升A上升C上升F上升E點上升重新堵死油路調(diào)節(jié)結(jié)束，ACB集體抬高給出調(diào)差系數(shù)的概念，定義由調(diào)節(jié)特性給出調(diào)差的概念：并從概念上解釋兩個定義的等價關系失靈區(qū)的影響：失靈區(qū)過大會導致誤差功率過大，過小會導致調(diào)速器頻繁動作，對機組和系統(tǒng)都不利，故一般小于0.2%-0.5%；失靈區(qū)一定的情況下誤差功率與調(diào)差系數(shù)成反比3.7 電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動控制的基本原理現(xiàn)代電力系統(tǒng)中并聯(lián)運行的發(fā)電機組臺數(shù)很多，負荷的數(shù)量就更多，且分布在遼闊的地理區(qū)域之內(nèi)。不難

15、想象，控制如此龐大的電力系統(tǒng)，使頻率滿足要求、功率分布得經(jīng)濟合理是一項十分復雜得工作。為了使問題簡化并突出主要矛盾，在分析電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動控制時 ，常將電力系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行得所有機組用一臺等效機組代替；將電力系統(tǒng)內(nèi)所有負荷用一個等效負荷代替；然后使用發(fā)電機組單機帶負荷運行時頻率和有功功率控制得基本原理和方法進行分析和計算。一、電力系統(tǒng)負荷得靜態(tài)頻率特性負荷的有功功率隨著頻率而變化得特性叫做負荷的靜態(tài)頻率特性。電力系統(tǒng)負荷功率與頻率的關系為零次方負荷：負荷功率與頻率變化無直接關系，如電熱、照明、電弧爐及整流負荷。一次方負荷：負荷功率與頻率成比例關系，如金屬切削機床、磨煤機、卷揚機等。二次

16、方負荷：負荷功率與頻率平方成比例關系，這類機械不多，但電力系統(tǒng)中的網(wǎng)損即是。三次方負荷：負荷功率與頻率三次方成比例關系，火電廠的廠用機械多屬于此類，如鼓風機、循環(huán)水泵等。此外，還有一些高水頭的水泵，如給水泵，則是與頻率的更高次方成正比。電力系統(tǒng)負荷的靜態(tài)頻率特性曲線如圖所示?？梢钥闯霎旑l率下降時負荷從系統(tǒng)取用的有功功率將下；系統(tǒng)頻率升高時負荷從系統(tǒng)取用的有功功率將增加。這種現(xiàn)象稱為電力系統(tǒng)負荷的頻率調(diào)節(jié)效應，簡稱負荷調(diào)節(jié)效應，并用負荷調(diào)節(jié)效應系數(shù)來衡量負荷調(diào)節(jié)作用的大小。負荷調(diào)節(jié)效應與負荷的組成和比重有關。二、電力系統(tǒng)等效發(fā)電機組的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性等效機組的調(diào)差系數(shù)和以及靜態(tài)調(diào)節(jié)方程式的物理意義與

17、單機調(diào)速系統(tǒng)一直。調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)稱為機組的單位調(diào)節(jié)功率，即三、 電力系統(tǒng)頻率控制的基本原理結(jié)合教材圖形，從概念上解釋發(fā)展過程，假設無調(diào)速器穩(wěn)定在b點。（一）、頻率的一次調(diào)整穩(wěn)定在c點。增加的負荷功率一部分通過負荷自己的調(diào)節(jié)特性使負荷少吸收來承擔，一部分由發(fā)電機組通過降低頻率增加（二）、頻率的二次調(diào)整改變頻率或轉(zhuǎn)速給定環(huán)節(jié)回復到原額定運行頻率。負荷增量將全部由調(diào)頻機組承擔。(三)、調(diào)頻電廠的選擇電力系統(tǒng)中并聯(lián)運行的發(fā)電機組都裝有調(diào)速器。當系統(tǒng)負荷變化時，有可調(diào)容量的機組均參與頻率的一次調(diào)整，而二次調(diào)整只由部分發(fā)電廠承擔。從是否承擔頻率的二次調(diào)整任務出發(fā)，可將系統(tǒng)中所有發(fā)電廠分為調(diào)頻廠和非調(diào)頻廠兩

18、類。調(diào)頻廠負責全系統(tǒng)的頻率調(diào)整任務；非調(diào)頻廠在系統(tǒng)正常運行情況下只按調(diào)度控制中心預先安排的負荷曲線運行，而不參加頻率調(diào)整。選擇調(diào)頻電廠時，主要考慮下列因素： (1)具有足夠大的容量和可調(diào)范圍； (2)允許的出力調(diào)整速度滿足系統(tǒng)負荷變化速度的要求； (3)符合經(jīng)濟運行原則； (4)聯(lián)絡線上交換功率的變化不致影響系統(tǒng)安全運行。水輪發(fā)電機組的出力調(diào)整范圍大，允許出力變化速度快，一般宜選水電廠擔任調(diào)頻。四、電力系統(tǒng)的有功功率控制并聯(lián)運行機組間的有功功率分配結(jié)合例題進行講解。3.9 電力系統(tǒng)自動調(diào)頻方法和自動發(fā)電控制一、電力系統(tǒng)的自動調(diào)頻方法有主導發(fā)電機法、虛有差法、積差調(diào)節(jié)法等。二、自動發(fā)電控制（AG

19、C）四個基本目標：使電力系統(tǒng)的發(fā)電出力和負荷功率相匹配；將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)節(jié)到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值；空盒子區(qū)域間聯(lián)絡線的交換功率與計劃值相等，實現(xiàn)各區(qū)域內(nèi)有功功率的平衡；在區(qū)域內(nèi)各發(fā)電廠間進行負荷的經(jīng)濟分配。3.10電力系統(tǒng)自動低頻減負荷3.10.1 概述電力系統(tǒng)中某些機組故障切除時，由于出現(xiàn)有功功率缺額，系統(tǒng)頻率會急劇下降。采用自動低頻減載裝置，可以制止事故的進一步擴大，所以這是一種有效的措施。眾所周知，電力系統(tǒng)在正常情況下，需要調(diào)節(jié)頻率，使系統(tǒng)維持在額定頻率下穩(wěn)定運行。這時發(fā)電機組所發(fā)出的有功功率與負荷所消耗的有功功率在該頻率下達到平衡。但是，功率平衡關系隨時可能遭到破壞，這時，系

20、統(tǒng)中將出現(xiàn)有功功率差額。當頻率在額定值附近時，如果功率平衡，即(P=0)，則電機轉(zhuǎn)速將保持不變。如果發(fā)電功率大于消耗功率，即(P0)，出現(xiàn)功率余額時，電機將加速，使頻率上升。反之，當(P0)，出現(xiàn)功率缺額時，電機將減速，使頻率下降。特別是當系統(tǒng)發(fā)生事故時，例如有一臺機組或一個發(fā)電廠被斷開，系統(tǒng)頻率將急劇下降。假如此時系統(tǒng)中全部備用容量均已動用，還是應付不了，則應及時采取其它對策，否則將會導致事故擴大，甚至整個系統(tǒng)瓦解，造成極其嚴重的后果。因此，這種頻率的過度降低，不僅影響電能質(zhì)量，而且會給系統(tǒng)的安全運行帶來如下一些嚴重的危害：1、危害汽輪機汽輪機在結(jié)構(gòu)上是如此設計的：在額定頻率下運行時，葉片振

21、動很?。划旑l率下降時，葉片振動變大甚至產(chǎn)生共振現(xiàn)象。運行經(jīng)驗表明，某些型式的汽輪機長時期在頻率低于4949.5赫以下運行時，葉片容易產(chǎn)生裂紋，當頻率低到45赫附近時，個別級的葉片可能發(fā)生共振而引起斷裂事故。 2、產(chǎn)生頻率崩潰現(xiàn)象當頻率下降到4748赫時，火電廠的廠用機械（例如風機、水泵及磨煤機等）的出力將顯著下降，幾分鐘內(nèi)將使發(fā)電廠的正常運行受到破壞，致使功率缺額更為嚴重，頻率進一步下降，從而造成所謂“頻率崩潰”現(xiàn)象。3、產(chǎn)生電壓崩潰現(xiàn)象當頻率下降到4645赫時，全系統(tǒng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子及勵磁機的轉(zhuǎn)速顯著下降，致使發(fā)電機電勢下降，全系統(tǒng)的電壓水平大為降低。即使有較完善的自動調(diào)節(jié)勵磁裝置，也難以恢復。當

22、電壓下降到一定程度時，負荷不僅不減少吸收無功功率，反而吸收更多的的無功功率，使系統(tǒng)無功功率嚴重不足，引起電壓的進一步下降。這就出現(xiàn)所謂“電壓崩潰”如果發(fā)生這種惡性事故，將會引起大面積停電，使系統(tǒng)陷于癱瘓狀態(tài)，往往要數(shù)小時才能恢復正常。裝設自動低頻減載裝置，就是應付這種事故的重要對策之一。它在系統(tǒng)發(fā)生事故，頻率急劇下降時，通過切除部分負荷的方法，來制止頻率的下降，并使它逐步恢復正常。為了保證系統(tǒng)的正常和安全運行，系統(tǒng)頻率應保持應有的水平。在正常運行情況下，系統(tǒng)中經(jīng)常性的頻率波動不應超過0.2赫，同時根據(jù)規(guī)定也不允許長期低于49.5赫運行。在事故情況下，通過自動低頻減載裝置的作用，應能保證：頻率低

23、于47赫的時間不超過2030秒；低于45赫的時間，不能大于0.51秒。在系統(tǒng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)備用容量不足的情況下，自動低頻減載裝置具有更大的重要性，否則處理不好就容易引起事故擴大，甚至導致系統(tǒng)瓦解。在容量較小的系統(tǒng)及發(fā)電廠數(shù)量不多的系統(tǒng)，這種自動裝置的作用特別突出。3.10.2 電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性當發(fā)電機功率與負荷功率失去平衡時，系統(tǒng)頻率按指數(shù)曲線變化，如果忽略時間常數(shù)的變化，系統(tǒng)頻率可歸納為如下幾種情況。1.由于f的值與功率缺額成比例，事故初期頻率下降的速度與功率缺額成比例。2.當頻率下降到某頻率時切除負荷剛好等于功率缺額時，頻率按指數(shù)規(guī)律上升恢復。3.若切除負荷小于功率缺額，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)頻率低于

24、額定值。設切除這些負荷后頻率正好維持這一級動作頻率上。4.若切除的負荷比3中的還小，則系統(tǒng)頻率繼續(xù)下降?？梢娙绻芗霸绲那谐摵桑裳泳徬到y(tǒng)的頻率下降過程3.11、自動低頻減負荷的基本原理自動低頻減負荷(ZDPJ)的基本原理是分級切除，自動逼近。當系統(tǒng)因故障出現(xiàn)功率缺額時，如果缺額較小，且系統(tǒng)內(nèi)有足夠的旋轉(zhuǎn)備用，在系統(tǒng)頻率經(jīng)過一個短時間下降之后，隨著系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量作用的發(fā)揮，會重新恢復到故障前的水平，這種情況下，ZDPJ不動作。如果有功缺額較大，而且系統(tǒng)中備有容量又比較少或沒有時，系統(tǒng)頻率就會比較快地下降，當下降到ZDPJ的第一級動作頻率時，ZDPJ自動切除一部分不重要的負荷，以使頻率恢復到

25、允許頻率。如果頻率接著下降，則ZDPJ繼續(xù)自動切除一部分負荷，來抑制頻率的下降。如此動作直到頻率不再下降為止。但是有時會出現(xiàn)這種情況，在ZDPJ的某一級動作后，頻率不再繼續(xù)下降，不能使ZDPJ繼續(xù)切除負荷，而頻率又恢復不到允許值。出現(xiàn)這種情況是系統(tǒng)運行不允許的。為此ZDPJ裝置中設有特殊級，出現(xiàn)上述情況時特殊級動作，使頻率恢復到允許值。3.12、自動低頻減負荷裝置的整定計算（一）確定最大功率缺額Pqe 發(fā)生嚴重事故時，為了保證系統(tǒng)ZDPJ裝置動作切除負荷后能使系統(tǒng)頻率恢復到允許值，在計算接入ZDPJ裝置的負荷功率之前，必須先確定系統(tǒng)發(fā)生故障時，功率缺額的最大值。確定最大功率缺額應考慮系統(tǒng)最不利

26、運行條件下出現(xiàn)最嚴重故障時的情況。例如，按系統(tǒng)斷開最大容量的機組或某一發(fā)電廠考慮；如果系統(tǒng)有可能解列成幾個子系統(tǒng)時，還應考慮各子系統(tǒng)因聯(lián)絡線斷開而出現(xiàn)的功率缺額。（二）確定接入ZDPJ裝置的負荷總功率PJH 設允許頻率為fy，由負荷功率與頻率的關系。可得從負荷調(diào)節(jié)效應系數(shù)推倒過去（三）確定各級的動作頻率 自動低頻減負荷是在系統(tǒng)故障情況下強行使部分用戶停電來換取系統(tǒng)安全的方法。這無疑會給被停電用戶造成一定困難甚至損失，因此應在保證系統(tǒng)安全的前提下盡量少地斷開負荷。接入自動低頻減負荷裝置地總負荷功率是按系統(tǒng)最嚴重的情況考慮的。然而每次故障時，由于系統(tǒng)的運行方式不同，故障的嚴重程度也有很大差別，因此

27、需由ZDPJ裝置切除的負荷也有很大的差別。為了適應上述要求，采用將接入ZDPJ裝置的總負荷分批分期切除的辦法，以求做到切除的負荷功率既不過多，又不過少。目前自動低頻減負荷均采用按系統(tǒng)頻率由高到低順序切除地辦法。根據(jù)動作頻率地不同，將自動低頻減負荷裝置地動作分為若干級，也稱為若干輪。 1、確定第一級動作頻率f 第一級動作頻率取得高一些，自動低頻減負荷的效果會好一些，但這樣有可能在系統(tǒng)頻率暫時下降而備用容量尚未來得及發(fā)揮作用之前就把一部分負荷切掉了。一般第一級動作頻率確定在48.5Hz49.0Hz。 2、確定末級動作頻率fn 對于高溫高壓火電廠，在頻率低于46Hz46.5Hz時，電廠已不能正常工作

28、。因此末級動作頻率以不低于46.5Hz為宜。一般選擇47.5Hz。 3、確定頻率級差f （1）按選擇性確定 這種方法要求在前一級動作之后不能制止頻率下降時，下一級才動作。f 2 f WC+ ft + f y式中 f WC 頻率繼電器動作頻率的最大誤差 ； ft 在延時f 內(nèi)系統(tǒng)頻率下降值，一般可取0.15Hz； f y 頻率裕度，一般可取0.05Hz。 （2）不強調(diào)選擇性 這種方法將接入ZDPJ裝置的負荷總功率分成若干級切除，而不注重每級之間是否有選擇性。它的原則是縮小級差、增加級數(shù)、減少每級切除負荷。 （四）確定動作級數(shù)N在確定首、末級動作頻率f1、fn和頻率級差f之后，動作級數(shù)N由下式確定

29、（五）確定每級切除的負荷功率Pi當確定了希望的恢復頻率fh和各級的動作頻率fi之后，就可以根據(jù)下式救出每級需要切除的負荷功率Pi 。（六）確定延時t為了盡快制止頻率下降，在系統(tǒng)頻率下降到ZDPJ裝置的動作值時應盡快切除負荷。但考慮到電力系統(tǒng)電壓急劇下降期間有可能引起頻率繼電器的誤動，造成誤切負荷，所以增加一個延時t ，以躲過暫態(tài)過程可能出現(xiàn)的誤動作。 t一般取05s以上。 （七）確定特殊級的有關參數(shù) 特殊級的動作頻率通常只有一個，其整定值ft應大于或等于基本級第一級的動作頻率。特殊級是通過動作延時實現(xiàn)與基本級間動作的選擇性的。在基本級的第一級的頻率繼電器尚未動作之前，特殊級的頻率繼電器就全部動

30、作了，但是由于延時繼電器的延時tt很大，只有在基本級動作不能使系統(tǒng)頻率恢復到希望的頻率時，特殊級的執(zhí)行繼電器才能動作。一般tt取電力系統(tǒng)時間常數(shù)23倍，最小動作時間約為1015s。特殊級中的各級的選擇性是通過不同的延時實現(xiàn)的，相鄰兩級間的延時差不小于5s。第四章 電力系統(tǒng)電壓和無功功率自動控制學習目的：掌握比例式勵磁自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成，各最小構(gòu)成單元的功能，比較整定電路的工作原理，調(diào)差單元的分析方法。勵磁調(diào)節(jié)器的任務，強勵的要求。4.1電壓和無功控制的必要性一、電力系統(tǒng)電壓控制的必要性（一）電壓偏移對用戶的影響電力負荷中比重最大的是異步電動機，它的轉(zhuǎn)矩與端電壓的平方成正比。如果額定電壓時最大轉(zhuǎn)

31、矩為100，當電壓下降到90時，它的最大轉(zhuǎn)矩將下降到額定電壓轉(zhuǎn)矩的81。因此，當電壓過低時可使電動機拖動能力下降；使繞組溫度上升，加速絕緣老化，嚴重情況下，甚至使電動機燒毀。電壓下降時會使電動機的轉(zhuǎn)速下降，將影響工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。電爐的用功功率與電壓的平方成正比，煉鋼廠中的電爐會因電壓降低而增加冶煉時間，從而影響產(chǎn)量。電壓過低時，照明設備的發(fā)光頻率和亮度會大幅度下降。電壓過高將使所有電氣設備絕緣受損；使變壓器、電動機等的鐵心飽和程度加深，鐵心損耗增大，溫升增加，壽命縮短。 照明負荷，尤其是白熾燈，對電壓變化很敏感。電壓過高會使白熾燈的壽命大大縮短，電壓高于額定值10，壽命將縮短一半。電壓偏

32、離額定值時，日光燈的壽命也會縮短。沖擊負荷（如軋鋼機等）會引起電壓突然下降和恢復，產(chǎn)生電壓閃變。電壓閃變對沖擊負荷附近的用戶產(chǎn)生不良影響，如燈光閃爍。（二）電壓偏移對電力系統(tǒng)的影響電廠中的廠用機械（如給水泵、循環(huán)水泵、送風機、吸風機、磨媒機等）是由電動機驅(qū)動的。電壓下降會使電動機轉(zhuǎn)速下降、出力減少，并影響廠用機械的出力。這將直接影響鍋爐和汽輪機的運行，嚴重時會使電廠出力下降，危機電力系統(tǒng)的安全運行。 如果電力系統(tǒng)中無功功率嚴重短缺，電壓水平過于低下，使某些樞紐變電站的母線電壓運行在臨界值之下時，母線電壓有一微小下降就會發(fā)生負荷消耗的無功功率增加量大于系統(tǒng)向該點提供的無功功率增加量，使無功缺額進

33、一步增大，電壓進一步下降。如此惡性循環(huán)的結(jié)果，會使該樞紐變電站的母線電壓下降到很低的水平。這種現(xiàn)象即所謂“電壓崩潰”。電壓崩潰后，大量電動機自動切除，某些發(fā)電機組失步，導致系統(tǒng)解列或大面積停電。二、電力系統(tǒng)無功功率控制的必要性維持電力系統(tǒng)電壓在允許范圍之內(nèi)。電力系統(tǒng)的電壓是靠電力系統(tǒng)中無功功率平衡維持的。要控制電力系統(tǒng)在額定電壓運行，就要控制電力系統(tǒng)中無功電源發(fā)出的無功功率等于電力系統(tǒng)負荷在額定電壓時所需消耗的無功功率。如果這個“等于”關系不能滿足，電力系統(tǒng)就會偏離額定電壓運行。可見，維持電力系統(tǒng)電壓在允許范圍之內(nèi)是靠控制電力系統(tǒng)無功電源的出力實現(xiàn)的。提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性電力系統(tǒng)的無功電源

34、除了同步發(fā)電機外，還有并聯(lián)電容器同步調(diào)相機、同步電動機、靜止補償器等。高壓輸電線路的充電功率相當于在線路上并聯(lián)了電容器，因此高壓輸電線路也可以看成無功電源。選用哪種無功電源，將他們配置在何處，如何控制系統(tǒng)中無功電源的出力，是很重要的。這些工作做得好，不僅可以提高電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，而且還會減少無功功率傳輸過程中造成的無功和有功功率損耗，而且可以提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。例如，對于遠離負荷中心的電廠，就不要它發(fā)出過多的無功功率送往負荷。這是因為遠距離地從電源經(jīng)過變壓器和輸電線路向負荷輸送無功功率，要產(chǎn)生電壓損耗（高壓線路和變壓器上的電壓損耗主要由無功功率造成的）和有功功率損耗，而且輸送距離越遠，經(jīng)過

35、的環(huán)節(jié)越多，電壓損耗和有功功率損耗就越大。因此，無功功率一般都盡可能就地、就近平衡維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定 發(fā)電機是電力系統(tǒng)中重要的無功電源，而控制發(fā)電機輸出無功功率的是發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定方面，合理地選用自動勵磁調(diào)節(jié)器，可以使發(fā)電機出口某一電抗后面地電壓維持不變。這相當于將發(fā)電機電抗和發(fā)電機后地電抗減少至零，從而提高電力系統(tǒng)地靜態(tài)穩(wěn)定性。在暫態(tài)穩(wěn)定方面，采用高勵磁頂值、快速響應的勵磁系統(tǒng)，會使發(fā)電機在加速過程中迅速增大勵磁電流，從而有效地改善電力系統(tǒng)地暫態(tài)穩(wěn)定性。在現(xiàn)代大型發(fā)電機上采用高性能的勵磁調(diào)節(jié)器提高勵磁頂值電壓和勵磁電壓上升速度，對提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定有明顯的效果。4.3同步

36、發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的主要任務和對它的基本要求同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示。它由同步發(fā)電機及其電壓互感器（YH）、電流互感器（LH）和勵磁系統(tǒng)組成的一個反饋自動控制系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)是向發(fā)電機供給勵磁電流的系統(tǒng)，包括生產(chǎn)發(fā)電機勵磁電流的勵磁功率單元、自動勵磁調(diào)節(jié)器、手動調(diào)節(jié)部分以及滅磁、保護、監(jiān)視裝置和儀表等。自動勵磁調(diào)節(jié)器是根據(jù)發(fā)電機電壓和電流的變化以及其它輸入信號，按事先確定的調(diào)節(jié)準則控制勵磁功率單元輸出（勵磁）電流的自動裝置。一、同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)的主要任務1、在系統(tǒng)正常運行條件下，供給同步發(fā)電機所要求的勵磁功率，對于不同的負載情況，均應能對勵磁電流自動調(diào)節(jié)，以維持機端或系統(tǒng)

37、某點電壓在給定的水平。結(jié)合單機運行的電路圖，相量圖以及發(fā)電機電壓和無功電流的關系曲線分析勵磁系統(tǒng)的任務。結(jié)合單機無窮大系統(tǒng)的電路圖相量圖分析調(diào)節(jié)勵磁的作用。2、應能保證并聯(lián)運行發(fā)電機組的無功功率得到合理分配，因此對調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性應有一定的要求。給出調(diào)差特性曲線分析并聯(lián)運行機組的無功功率分配的原理。在運行中，假如需要重新分配發(fā)電廠中的無功負荷，可以手動調(diào)整某臺自動勵磁調(diào)節(jié)器裝置的給定電位器，便能使該機組的特性曲線上下移動。如果母線電壓偏差超過要求，希望只改變電壓整定，而不影響一個發(fā)電廠內(nèi)各機組間的無功分配時，則需要對各臺機組作同樣的調(diào)整。3、在正常運行及事故情況下，能提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定及動態(tài)

38、穩(wěn)定性。當發(fā)電機裝有無失靈區(qū)的自動調(diào)節(jié)勵磁裝置時，電機與系統(tǒng)間的功率角度可大于90o，即進入人工穩(wěn)定區(qū)運行，輸送的極限功率可以提高。在系統(tǒng)事故情況下，可以實行強勵，從而大大提高系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性結(jié)合雙回線路出口短路時的功角曲線說明勵磁系統(tǒng)得作用。4、能夠顯著改善電力系統(tǒng)的運行條件。A短路切除后可以加速系統(tǒng)電壓的恢復過程，改善異步電動機的自啟動條件。B為發(fā)電機異步運行和自同期并列創(chuàng)造條件。C提高繼電保護裝置工作的正確性。5、由于水輪機的調(diào)速裝置不夠靈敏和迅速，所以水輪機的勵磁裝置應能強行滅磁，以免發(fā)電機甩負荷時因超速而產(chǎn)生危險的過電壓。汽輪機因調(diào)速器比較靈敏，不易超速，可不作此項要求。二、對同步發(fā)

39、電機自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的基本要求1、勵磁系統(tǒng)應能保證發(fā)電機所要求的勵磁容量，并適當留有裕度（電流、電壓各約10）。2、應具有足夠大的強勵頂值電壓倍數(shù)及電壓上升速度。這是勵磁裝置兩項主要的技術指標，給出勵磁頂值電壓Ufdq和額定勵磁頂值電壓Ufde的比值稱為強勵倍數(shù)。達到1到2。勵磁電壓上升速度大于規(guī)定值。3、根據(jù)運行的需要，應有足夠的電壓調(diào)節(jié)范圍，裝置的電壓調(diào)差率亦應能隨系統(tǒng)要求而改變。4、系統(tǒng)應沒有失靈區(qū)，以保證電機能在人工穩(wěn)定區(qū)工作，所以裝置只有采用電磁式或電子式才能達到此要求。5、裝置本身應簡單可靠，動作迅速，調(diào)節(jié)過程穩(wěn)定。如果系統(tǒng)調(diào)節(jié)不夠穩(wěn)定時，必須采取有效的校正措施。第三學時4.4同步

40、發(fā)電機的勵磁自動控制系統(tǒng)分類直流勵磁，交流勵磁，自勵，復勵，無刷勵磁等等第四學時4.5比例式勵磁自動控制系統(tǒng)的基本原理1、基本結(jié)構(gòu) 隨著自動化技術的進步，勵磁調(diào)節(jié)器經(jīng)歷了電磁式、模擬半導體式和數(shù)字式等幾個發(fā)展階段。目前，電力系統(tǒng)中運行的勵磁調(diào)節(jié)器種類很多、類型各異，但就控制規(guī)律而言，絕大多數(shù)屬于比例式調(diào)節(jié)器，而且各種不同類型的比例式調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成也基本相同。圖中的輔助控制不是勵磁調(diào)節(jié)器的必備單元，只有大容量發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)器才配備。最小構(gòu)成：2、工作原理正常狀態(tài)下系統(tǒng)工作在某個穩(wěn)定的工作點。當UG升高時，經(jīng)過調(diào)差、測量環(huán)節(jié)的輸出UC升高，測量比較單元輸出一個負的偏差電壓，將使ILL變小從而使

41、IL變小，這樣可以降低UG；當UG降低時，經(jīng)過調(diào)差、測量環(huán)節(jié)的輸出UC降低，測量比較單元輸出一個正的偏差電壓，將使ILL變大從而使IL變大，這樣可以升高UG；達到維持機端電壓基本不變的目的 2.1 電壓測量比較單元電壓測量比較單元的基本作用是把發(fā)電機電壓變換為與其成正比的直流電壓，與給定電壓進行比較，得到兩者的偏差。2.1.1 電路結(jié)構(gòu)正序電壓濾過器的作用是在電力系統(tǒng)的三相電壓不平衡時，輸出一個對稱的反映電壓水平的正序電壓，以提高測量單元的靈敏度。它并不是測量比較單元必須設置的環(huán)節(jié)。測量變壓器的作用是將從電壓互感器二次側(cè)來的電壓降低為適合于整流電路所需要的值。整流濾波的作用是將測量變壓器的副邊

42、輸出的電壓變換成平穩(wěn)的直流電壓。UC與Ug成正比。給出正序電壓濾過器的電路及相量圖分析，整流電路的電路及紋波電壓的波形2.1.2 比較整定電路比較整定電路的作用：（1）把測量輸出的電壓UC與給定電壓Ugd相比較，輸出一個表征發(fā)電機電壓與其給定值偏差的直流電壓Ub；（2）通過調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓的給定值Ugd去調(diào)節(jié)Ub的大小，進而調(diào)節(jié)發(fā)電機端電壓或無功功率，可以就地手動調(diào)節(jié)，也可以遠方手動調(diào)節(jié)或通過自動裝置調(diào)節(jié)。給出整定電路并進行分析，得到輸出與輸入的關系，以及加入并聯(lián)電阻后。詳細見習題分析。2.1.3 發(fā)電機電壓整定的原理發(fā)電機電壓整定是通過調(diào)整電位器W阻值RW實現(xiàn)的。設發(fā)電機運行在電壓UG。與之對

43、應，比較電路輸出電壓Ub0。如果這時調(diào)整W，使其阻值RW增加，則RW上的電壓降就會增加。由于改變W的阻值是在很短的時間內(nèi)完成的，在調(diào)整W的阻值時發(fā)電機電壓是不變的，UC不會變化。這樣，RW增加的結(jié)果會使UabUb。Ub下降會引起勵磁調(diào)節(jié)器各單元的動作，從而使發(fā)電機電壓UG上升UCUabUb。當上升到Ub0時，調(diào)節(jié)過程停止，發(fā)電機進入新的穩(wěn)定點運行?？梢?，當增加W的電阻值的結(jié)果使發(fā)電機電壓升高。當減少W的阻值時，調(diào)節(jié)過程與W的阻值增加相反，可以使發(fā)電機電壓下降。這就是發(fā)電機電壓整定的原理。2.2 綜合放大單元2.2.1 綜合放大單元的作用大各種勵磁控制信號。這些信號包括發(fā) 電機電壓偏差信號、電力

44、系統(tǒng)穩(wěn)定信號以及低勵限制和過勵限制信號等。改善勵磁自動控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能指標。輸出移相單元所需的輸入電壓。2.2.2 對綜合放大單元的基本要求要求能線性無關地綜合、放大各輸入信號。 有足夠地運算精度和放大系數(shù)，放大系數(shù)可調(diào)。 響應速度快，即時間常數(shù)要小 工作穩(wěn)定、輸出阻抗低。 輸出電壓范圍滿足移相觸發(fā)單元地要求。2.3 可控硅整流電路2.3.1 可控硅整流電路的作用可控硅整流電路的作用是將交流電壓整流成直流電壓向發(fā)電機勵磁繞組或勵磁機勵磁繞組供給可控制的勵磁電流。勵磁調(diào)節(jié)器中使用的可控硅整流電路有三相半控式整流電路和三相全控式整流電路兩種。勵磁系統(tǒng)中還使用三相不可控整流電路，這種電路通常

45、用于供給大型發(fā)電機勵磁電流。給出不同觸發(fā)角下得電壓波形，劃出觸發(fā)角和輸出電壓的波形。2.4同步及移相觸發(fā)電路：是一個線性環(huán)節(jié)最后，用作圖法結(jié)合各個單元的特性給出總的工作特性曲線4.6同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性一、同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)工作特性是指在沒有人工參與調(diào)節(jié)的情況下，發(fā)電機機端電壓與發(fā)電機電流的無功分量之間的靜態(tài)特性。此特性通常稱為發(fā)電機外特性或電壓調(diào)節(jié)特性，也稱為電壓調(diào)差特性。發(fā)電機機端電壓調(diào)差率的定義：在自動勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差單元投入、電壓給定值固定、發(fā)電機功率因數(shù)為零的情況下，發(fā)電機無功負荷從零變化到額定值時，用發(fā)電機額定電壓的百

46、分數(shù)表示的發(fā)電機機端電壓變化率。其計算公式為式中 UG1發(fā)電機空載電壓，V； UG2發(fā)電機帶額定無功負荷時的電壓，V；UGe發(fā)電機額定電壓，V。 其中T(%)稱為發(fā)電機端電壓調(diào)差率或者調(diào)差系數(shù)，同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)靜態(tài)工作特性的三種類型：調(diào)差系數(shù)大于零稱為正調(diào)差，表示發(fā)電機機端電壓隨無功電流的增大而下降；調(diào)差系數(shù)小于零稱為負調(diào)差，表示發(fā)電機機端電壓隨無功電流的增大而上升； 調(diào)差系數(shù)等于零是稱為無差特性，表示發(fā)電機機端電壓不隨無功電流變化，而保持恒定值。勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差單元調(diào)差單元的接線可分為單相、兩相和三相三種方式。下圖所示為兩相式調(diào)差單元，以其為例分析調(diào)差單元的基本工作原理。由圖可得下式：

47、給出相量圖分析，并結(jié)合相量圖強調(diào)調(diào)差的概念。第六章 電力系統(tǒng)同期并列學習目標：了解并列操作及其重要性。理解兩種并列方法準同期并列與自同期并列。理解滑差電壓的性質(zhì)，掌握準同期并列條件分析方法、準同期并列的整定計算。掌握自動準同期并列的基本原理。理解自動準同期裝置的基本構(gòu)成，包括滑差檢測、合閘部分的工作原理及作用。理解獲得恒定越前時間的方法及典型電路。理解均頻、均壓部分的作用及工作原理。6.1電力系統(tǒng)并列概述電力系統(tǒng)中的發(fā)電機組都是并聯(lián)運行的，不論是在正常或事故的情況下，經(jīng)常需要使某些發(fā)電機組通過一定的手續(xù)參加并聯(lián)運行（包括同步發(fā)電機、同步調(diào)相機或電力系統(tǒng)的兩個部分進行并聯(lián)的操作）。我們把這種不同

48、系統(tǒng)參加并聯(lián)運行的操作，統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)的并列操作。并列操作是電力系統(tǒng)運行中經(jīng)常、很重要的一項操作，必須認真對待，以便在并列操作以后，能很快達到同步運行的目的。假如操作情況不良或發(fā)生誤操作，將會對電力系統(tǒng)帶來極其嚴重的后果；可能發(fā)生巨大的沖擊電流，甚至比機端短路電流還要大很多；會引起系統(tǒng)電壓嚴重下降；使電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩以至使系統(tǒng)瓦解；沖擊電流所產(chǎn)生的強大電動力還可能對電氣設備造成嚴重的損壞，以致在短時期內(nèi)難以恢復等。為了使并列操作后電機迅速拉入同步，在操作之前一般都應該根據(jù)不同的并列方法使待并電機滿足一定的條件。不論采取哪一種操作方法，應該共同遵守的基本要求是：1、并列操作時，沖擊電流不應超過允

49、許值；2、發(fā)電機投入系統(tǒng)后，應能迅速拉入同步。目前電力系統(tǒng)中采用的并列方法可以分為：準同期并列、自同期并列和非同期并列三種。它們的使用條件與使用情況均不相同，現(xiàn)分述如下：一、準同期并列準同期并列要求在合閘前調(diào)節(jié)待并機組或待并系統(tǒng)，同時滿足如下三個條件：1、頻率條件 應使待并電機的頻率接近系統(tǒng)頻率，一般頻率差應不超過0.20.5。2、電壓條件 應使待并電機與系統(tǒng)的電壓接近相等，一般電壓差應不超過510。3、相角條件 當上述兩個條件已被調(diào)節(jié)得符合要求時，就應在斷路器兩側(cè)得電壓相角重合前，稍為提早一些時間給斷路器發(fā)出合閘脈沖，以便在合閘瞬間，斷路器兩側(cè)得電壓相角的相角差恰好趨于零，這時的沖擊電流最小。通常此相角差不宜超過100左右 。 假如待并電機與電力系統(tǒng)的頻率、電壓和相角完全相同，則并列操作所引起的沖擊電流為零，但實際上差別總是存在的。如果兩者間頻率差別較大，即發(fā)電機在并列前的轉(zhuǎn)速太慢或太快，則并列后很快地帶上過多的負或正的有功負荷，甚至可能失去同步。如果兩者間電壓差別較大，則在合閘時會出現(xiàn)無功性質(zhì)的沖擊平衡電流。如果合閘時的相角差較大，則會出