電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置

1、 電氣設(shè)備的操作分正常操作和反事故操作兩種類型。例如按運(yùn)行計(jì)劃將發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的操作為正常操作。電網(wǎng)突然發(fā)生事故，為防止事故擴(kuò)大的緊急操作為反事故操作。第一章1、對連續(xù)的模擬信號x(t),按一定的時(shí)間間隔TS,抽取相應(yīng)的瞬時(shí)值，這個(gè)過程稱為采樣過程。采樣后的脈沖信號Xs(nTs)為采樣信號。0，Ts,2Ts，.…,各點(diǎn)為采樣時(shí)刻，t為采樣時(shí)間，Ts為采樣周期，其倒數(shù)fs=1/Ts稱為采樣頻率。實(shí)際應(yīng)用中，t〈〈Ts。2、 設(shè)x(t)是帶限信號，其頻譜限制在0WQWQm的范圍之內(nèi)，Qm是可能的最高頻率，其頻譜稱為基帶頻譜。當(dāng)Qs>2Qm時(shí)，理想采樣信號頻譜中，基帶頻譜以及各次諧波調(diào)制頻譜彼此不會(huì)重疊，這樣就得到一個(gè)重要不等式QsN2Qm，這就是著名的香農(nóng)采樣定理。它指出采樣頻率必須大于原模擬信號頻譜中最高頻率的兩倍，則模擬信號可由采樣信號來唯一表示。3.電壓和頻率是電能質(zhì)量的兩個(gè)主要指標(biāo)。電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置有兩種類型：自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和自動(dòng)操作裝置。第二章：同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列1、 同步發(fā)電機(jī)組并列時(shí)應(yīng)遵循如下的原則：(1)并列斷路器合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能小,其瞬時(shí)最大值一般不超過1~2倍的額定電流。(2)發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)，其暫態(tài)過程要短，以減小對電力系統(tǒng)的擾動(dòng)。2、 實(shí)行并列條件為：1、頻率差不大于額定頻率的％~%。2、電壓差不超過額定電壓幅值的5%~10%。3、相位差不大于5并列的理想條件：頻率相等，電壓幅值相等，相角差為0。電壓幅值不相等，沖擊電流主要為無功分量；合閘相角差不等于0,當(dāng)相角差較小時(shí)，沖擊電流主要為有功電流分量；準(zhǔn)同期并列裝置采用的提前量有恒定越前相角和恒定越前時(shí)間兩種。自同并列裝置檢測并列條件的電壓人們常稱為整步電壓。正弦型整步電壓，線性整步電壓3、 準(zhǔn)同期并列：先加勵(lì)磁，再合斷路器；自同期并列：先合斷路器，后加勵(lì)磁。4、 也?G-?X，為滑差角頻率。滑差角頻率機(jī)與滑差頻率fs具有下列關(guān)系3s=2nfs所以脈動(dòng)周期為Ts=1/f=2n/3s s5、自同期并列最突出的有點(diǎn)是毋需選擇并列合閘時(shí)機(jī)，因而控制操作非常簡單。注意：自同期并列方式①不能用于兩個(gè)系統(tǒng)間的并列操作。②同時(shí)應(yīng)該看到當(dāng)發(fā)電機(jī)以自同期方式投入電網(wǎng)時(shí)，在投入瞬間，未經(jīng)勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)接入電網(wǎng)，相當(dāng)于電網(wǎng)經(jīng)發(fā)電機(jī)暫態(tài)電抗X”短路，因而不可避免地要引起沖擊電流。6、頻率差：U與U間的頻率差就是脈動(dòng)電壓幅值U的頻率f,3=2nf，可見3反映了GX S ss s s頻率差fs的大小。第三章：同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)1、 同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)一般由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)部分組成。2、 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)：①電壓控制。②控制無功功率的分配。③提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。④改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件。⑤水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組要求實(shí)行強(qiáng)行減磁。3、 在勵(lì)磁系統(tǒng)中勵(lì)磁頂值電壓和電壓上升速度是兩項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)。4、 勵(lì)磁頂值電壓UEFq是勵(lì)磁功率單元在強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)可能提供的最高輸出電壓值。該值與額定勵(lì)磁電壓Uefn之比稱為強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，其值的大小，涉及制造和成本等因素，一般取2.5、 在全控整流電路中，a=180°時(shí)，因換流不能完成而造成逆變失敗，晶閘管因連續(xù)導(dǎo)通過熱而損壞或使快速熔斷器熔絲熔斷。若要發(fā)電機(jī)能利用全控橋進(jìn)行逆變滅磁，必須使最小逆變角。大于換流角y及晶閘管關(guān)斷角％ff之和，即pmin2y+8off，其中關(guān)斷角8off是晶閘管關(guān)斷時(shí)間toff所對應(yīng)的電角度。根據(jù)(3min=25°~30°。因此，當(dāng)需要發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子快速滅磁時(shí)，要把控制角限制在aW150°~155°范圍，以確保逆變成功。6、 調(diào)差系數(shù)8也可以用百分?jǐn)?shù)表示，也可稱為調(diào)差率，即6%=(UG1-氣2/Ugn)x100%,t調(diào)差系數(shù)8表示無功電流從零增加到額定值時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓的相對變化。調(diào)差系數(shù)越小，無功電流變化時(shí)發(fā)電機(jī)電壓變化越小，所以調(diào)差系數(shù)8表征了勵(lì)磁控制系統(tǒng)維持發(fā)電機(jī)電壓的能力。7、 發(fā)電機(jī)投入或退出電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，要求能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移負(fù)荷，不要引起對電網(wǎng)的沖擊。8、 發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁的作用可以加速電網(wǎng)電壓的恢復(fù)，有效地改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件。9、 當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障突然跳閘時(shí)，要求勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)行減磁。10、 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中整流電路的主要任務(wù)是將交流電壓整流成直流電壓供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組或勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組。11、 無差調(diào)節(jié)特性：一臺(tái)無差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機(jī)可以和多臺(tái)正調(diào)差特性的發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行。但在實(shí)際運(yùn)行中，由于具有無差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機(jī)將承擔(dān)無功功率的全部增量，一方面一臺(tái)機(jī)組的容量有限，另一方面，機(jī)組間無功功率的分配也很不合理，所以這種運(yùn)行方式實(shí)際上很難采用。若第二臺(tái)發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)6<0（即特性向上翹），那么。雖然兩臺(tái)機(jī)組也有交點(diǎn)，但它不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。具有負(fù)調(diào)差特性的發(fā)電機(jī)是不能在公共母線上并聯(lián)運(yùn)行的。兩臺(tái)無差調(diào)節(jié)特性的機(jī)組不能并聯(lián)運(yùn)行。12、 調(diào)差系數(shù)較小的發(fā)電機(jī)承擔(dān)較多的無功電流增量。通常要求各臺(tái)發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷的波動(dòng)量與它們的額定容量成正比，即希望各發(fā)電機(jī)無功電流波動(dòng)量的標(biāo)么<AIq*相等，這就要求在公共母線上并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組具有相同的調(diào)差系數(shù)。13、 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)方式：維持電壓恒定水平，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間的無功功率合理分配，是同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的基本任務(wù)，也是正常運(yùn)行的調(diào)節(jié)方式。14、 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輔助控制：輔助控制與勵(lì)磁調(diào)節(jié)器正常情況下的自動(dòng)控制的區(qū)別是，輔助控制不參與正常情況下的自動(dòng)控制，僅在發(fā)生非正常運(yùn)行工況，需要?jiǎng)?lì)磁調(diào)節(jié)器具有某些特有的限制功能時(shí)起相應(yīng)控制作用。第四章:勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性1、 超調(diào)量氣。發(fā)電機(jī)端電壓的最大瞬時(shí)值與穩(wěn)態(tài)值之差對穩(wěn)定值之比的百分?jǐn)?shù)。設(shè)瞬態(tài)響應(yīng)曲線的第一個(gè)峰值為UG（tp）,穩(wěn)態(tài)值為叩8）,超調(diào)量嘰的定義為u（t）—u（x）Q= 一土二X100%G2、 在勵(lì)磁控制中通常用電壓速率反饋環(huán)節(jié)來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，即將勵(lì)磁系統(tǒng)輸出的勵(lì)磁電壓微分后，再反饋到綜合放大器的輸入端。這種并聯(lián)校正的微分負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)即為勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器。3、 改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施一電力系統(tǒng)穩(wěn)定器。4、 在遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中，勵(lì)磁控制系統(tǒng)會(huì)減弱系統(tǒng)的阻尼能力，引起低頻振蕩。其原因可以歸結(jié)為：（1）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器按電壓偏差比例調(diào)節(jié)（2）勵(lì)磁控制系統(tǒng)具有慣性第五章：電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)1、電力系統(tǒng)負(fù)荷的功率一頻率特性：當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷也要隨著改

變，即PL=F（f）這種有功負(fù)荷隨頻率而改變的特性叫做負(fù)荷的功率一頻率特性，是負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性。電力系統(tǒng)中各種有功負(fù)荷與頻率的關(guān)系，可以歸納為以下幾類：（1）與頻率變化無關(guān)的負(fù)荷，如照明、電弧爐、電阻爐、整流負(fù)荷等。（2）與頻率成正比的負(fù)荷，如切削機(jī)床、琢磨機(jī)、往復(fù)式水泵、壓縮機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等。（3）與頻率的二次方成正比咧的負(fù)荷，如變壓器中的渦流損耗，但這種損耗在電網(wǎng)有功損耗中所占比重較小。（4）與頻率的三次方成比例的負(fù)荷，如通風(fēng)機(jī)、靜水頭阻力不大的循環(huán)水泵等。（5）與頻率的更高次方成比例的負(fù)荷，如靜水頭阻力很大的給水泵等。2、當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)機(jī)組的輸入功率堂七,■和負(fù)荷功率間失去平衡時(shí)，系統(tǒng)負(fù)荷也參與了調(diào)節(jié)作用，1它的特性有利于系統(tǒng)中有功功率在另一頻率值下重新平衡。這種現(xiàn)象稱為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。通常用%=應(yīng)。通常用%=Kdf l**來衡量調(diào)節(jié)效應(yīng)的大小。Kl*稱為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。Kl和Kl*都是負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)，Kl*是系統(tǒng)調(diào)度部門要求掌握的一個(gè)數(shù)據(jù)。在實(shí)際系統(tǒng)中，需要經(jīng)過測試求得，也可根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料分析估算確定。對于不同的電力系統(tǒng)，因負(fù)荷的組成不同，Kl*值也不相同，一般在1~3之間。同時(shí)每個(gè)系統(tǒng)Kl*的值亦隨季節(jié)及晝夜交替變化有所變化3.。如果其中一臺(tái)機(jī)組的調(diào)差系數(shù)等于零，其余機(jī)組均為有差調(diào)節(jié)。第六章：電力系統(tǒng)自動(dòng)低頻減載及其其他安全自動(dòng)控制裝置1、 頻率較低時(shí)，對系統(tǒng)運(yùn)行極為不利，甚至?xí)斐上到y(tǒng)崩潰的嚴(yán)重后果：（1）對汽輪機(jī)的影響，某些汽輪機(jī)在長時(shí)期低于頻率49~以下運(yùn)行時(shí)，葉片容易產(chǎn)生裂紋，當(dāng)頻率低到45Hz附近時(shí)，個(gè)別級的葉片可能發(fā)生共振而引起斷裂事故。2）發(fā)生頻率崩潰現(xiàn)像3）發(fā)生電壓崩潰現(xiàn)象，所謂“電壓崩潰”現(xiàn)象，系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性遭到破壞，最后導(dǎo)致系統(tǒng)瓦解。2、 例題6-1電力系統(tǒng)在某一運(yùn)行方式時(shí)，運(yùn)行機(jī)組的總額定容量為450MW，此時(shí)系統(tǒng)中負(fù)荷功率為430MW,負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)為Kl*二.設(shè)這時(shí)發(fā)生事故，突然切除額定容量為100MW的發(fā)電機(jī)組，如不采取任何措施，求事故情況下的穩(wěn)定頻率值。解：當(dāng)時(shí)系統(tǒng)的熱備用為20MW，所以實(shí)際功率缺額為80MW。蔣有關(guān)數(shù)據(jù)帶入式得：△f=50X80/X430=（Hz）所以該事故后的系統(tǒng)穩(wěn)定頻率將降至。3、 例題6—2某系統(tǒng)的負(fù)荷總功率為Pl=5000MW,設(shè)想系統(tǒng)最大的功率缺額為APkmaxx=1200MW，設(shè)負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)Kl*=2,自動(dòng)低頻減載裝置動(dòng)作后，希望系統(tǒng)恢復(fù)頻率為fh=48Hz,求接入低頻減載裝置的功率總數(shù)APlw解：希望恢復(fù)頻率偏差的標(biāo)么值為△f*=(50—48)/50=;△P=(1200—2X5000X/1—2X=870(MW)；接入自動(dòng)低頻減載裝置功率總數(shù)為870M