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微机型自动准同期装置在电力系统中的应用汇总

微机型自动准同期装置在电力系统中的应用汇总
微机型自动准同期装置在电力系统中的应用汇总

微机型自动准同期装置在电力系统中的应用

[摘要]本文以SID—2C型微机同期控制器为例,通过实例分析,详细介绍了同频并网和差频并网这两种常见模式的基本概念,以及微机型自动准同期装置的基本原理及基本控制方式,为今后更好地应用该装置奠定了良好的基础。[关键词]自动准同期同频并网差频并网系统并列操作1 概

述发电机并入系统,两个不同系统并列,或一个系统分解为两部分,通过输电线路再连接等,所实施的操作称之为同步并列操作。随着电力系统容量及发电机单机容量的不断增大,不符合同步并列条件的同步操作会带来极其严重的后果,可能引起发电机组损伤甚至系统的瓦解。在发电厂,发电机在并入系统前与其他发电机组和电力系统是不同步的,存在着频率差、电压差和相角差。通过同步操作,将发电机组安全、可靠、准确快速地投入,从而确保系统的可靠、经济运行和发电机组的安全。在变电站或发电厂网控中,同步操作主要解决系统中分开运行的线路断路器正确投入的问题,实现系统并列运行,以提高系统的稳定、可靠运行及线路负荷的合理、经济分配。 2 电力系统并网的两种情况目前,电力系统的并网方式按两并列系统之间的关系可分为两种情况: 差频并网方式和同频并网方式。 2.1差频并网方式差频并网是指在发电厂中,发电机与系统并网或已解列两系统间联络线的同步并网,它们是两个电气上没有联系的电力系统并网。其特征是在同步并列点处两侧电源的电压、频率均可能不同,且由于频率不相同,使得两电源之间的功角(电压相位差)在不断变化。进行差频并网是要按准同期条件实现并列点两侧的电压相近、频率相近时,捕获两侧电压相位差为零的时机来完成的平滑并网操作。 2.2差频并网条件分析差频并网的电压相量分析如图1所示同步并列前的断路器两侧电压为: 发电机侧电压: UG = UGmsin(ωGt+φoG ) 系统侧电压: US = USm sin(ωSt

+φoS) 上两式中: UGm——待并发电机的电压幅

值; USm——运行系统的电压幅值; UG——断路器待并发电机侧的电压; US——断路器运行系统侧电压; ωG——待并发电机的角频率; ωS——运行系统的角频率; φOG——待并发电机电压的初相角; φOS——运行系统电压的初相角由图1(b)的电压相量分析知,断路器并列的理想条件为: (1)两电压幅值相等,即

UGm=USm; (2)两电压角频率相等,即ωG= ωS; 或两电压频率相等,即fG=f S; (3)合闸瞬间的相角差为零,即φ=0°。如果能同时满足上述三个条件,意味着断路器DL两侧电压相量重合且无相对运动,此时电压差Ud=0,冲击电流等于零,发电机与系统立即同步运行,不发生任何扰动。应该指出,如真的出现ωG=ωS,两电压相对静止,无法实现φ=0°,故上述角频率相等的条件应表述为角频率相近。 2.3 同频并网方

式同频并网操作是实现系统中分开运行的线路断路器的正确投入,完成系统的并列运行,是发电厂和变电所中重要的操作。同频并网是指断路器两侧电源在电气上原已存在联系的两部分系统,通过并列点再连通的操作。未解列两系统间联络线并网属于同频并网,如线路断路器、母联断路器、单母分段断路器或3/2接线的中间串断路器等。这是因为并列点两侧频率相同,但在实现并网前并列点两侧电压幅值可能不同,而且两侧会出现一个功角δ,δ值大小与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比

例。这种情况的并网条件应是当并列点断路器两侧的压差及功角在给定范围内时,即可实施并网操作。完成并网后,并列点断路器两侧的功角消失,系统潮流将重新分布。因此,同频并网的允许功角整定值取决于系统的运行方式及潮流重新分布后的影响,即以系统潮流重新分布后不致于引起电力系统内继电保护及其它安全自动装置的误动,或导致并列点两侧系统失步为原则进行合理整定。 2.4 同频并网条件分析同频并网,从本质上讲,只不过是在有电气联系的两电源间再增加一条连线,功角δ特性如图2所示。功角的表达式为: p = (E*U/ XLX )sinδ或δ=sin-1(p* XLX

/E*U) 式中 :P——输送的有功功率; E——发电机等值电动

势; U——系统母线电压; XLX——联系电

抗; XLX=XG+XT+XL XG——发电机电抗 XT——变压器电

抗 XL——线路电抗从上式可看出,功角δ与传输功率P是正弦函数关系,也就是发电机有功功率的功角特性曲线,稳定运行的功角最大值是90°,其对应的Pm值称为功率极限值。传送大功率的长距离线路的功角δ更接近于极限值,也就是稳定储备更小。从理论上讲,功角δ的取值可在

0~90°之间。“同频并网”无法按准同步的三个条件进行,因为三个条件中除了存在电压差需要检测外,频率差不存在,相角差(功角)已客观存在,也就是说这种并网注定要在一定电压差和相角差下进行。问题是多大的电压差和多大的相角差可以并网,超过多大的值就不能并网。因为电压差的数值决定了并网时两电源间的无功功率通过该连线的潮流冲击值,功角δ的数值决定了并网时两电源通过该连线潮流(包含有功功率和无功功率)的冲击值,这种冲击实质上是并网瞬间系统潮流进行了一次突发性的再分配。这种突发性的再分配可能会引起继电保护误动作,更严重的是在新投入的线路所分流的有功功率超过了其稳定极限时会导致该线路因失步而再次跳闸。 3 微机型自动准同期装置基本原理 3.1 准同期装置分类准同期装置按其功能大致可分为三类: 一类为用于发电厂发电机的自动准同期装置,要检测系统和发电机的压差、频差和相角差,同时能自动对发电机的电压和频率进行调节,符合准同期并网条件时给发电机发出断路器合闸脉冲,发电机并入系

统。二类为用于发电厂、变电所的线路、母线分段联系断路器,检测并列点两侧的压差、频差和相角差,并能区别是差频并网还是同频并网,如为同频并网,应当在功角及压差为允许范围内时,给断路器发出合闸脉冲,使两系统合环并列。三类为用于线路、旁路断路器的自动准同步捕捉和无压检定。前者为检测两系统间的压差、频差和相角差,在压差和频差符合条件,计算相角差过零点越前时间给断路器发出合闸脉冲。后者为线路断路器的重合闸回路,其中一侧无电压或任何一侧无电压时,即给断路器发出合闸脉

冲。 3.2 微机型自动准同步装置功能特点同步装置必须严格按准同步的三要素来设计,即应在待并侧与系统侧的电压差及频率差满足要求的情况下,确保相角差为零时将发电机平滑地并入电网。更确切地讲,应在压差及频压满足要求时捕获第一次出现的零相差将发电机并入电网。所有发电机组都配备有调速器和发电机自动励磁调节器,在同步过程中其任务是维持待并发电机的频率和电压在给定水平,创造同步条件。由于各类调速器和励磁调节器的特性各不相同,因此在发电机同步过程中不可避免的会出现频率和电压的波动。一般这些波动较大的成分是频率差和压差及其一阶导数,在有些情况下二阶导数的成分也是不可忽略的。所以作为自动准同步装置不论在精确捕

捉同步时机方面,或者是在有效实施均频均压控制方面,都应严格地按计及偏差、偏差一阶导数及偏差二阶导数的运动微分方程求解,确保快速、精确地实

现同步操作。快速性和精确性自然是自动准同步装置所追求的主要目

标。微机型自动准同期装置与原模拟式准同期装置相比,在各项技术指标及功能上已生产了质的飞跃。微机型自动准同期装置的主要功能

有: (1)能适应电压互感器(TV)的不同相别和电压值; (2)

应有良好的均频均压控制品质; (3)能实现无逆功率并

网; (4)确保在相差为零度时同步并网; (5)应不失时机地捕

获第一次出现的同步时机; (6)应具备低压和高压闭锁功

能; (7)应能及时消除同步过程中的同频状态; (8)能自动识

别同频并网和差频并网两种模式; (9)具有接入发电厂或变电所监控系统的通信接口; (10)具有自动在线测量并列点断路器合闸回路的动作

时间; (11)其他附加功能,如自动转角功能、复合同步表功能、相关

电量的录波功能等。 3.3 SID—2C型微机同期控制器的工作原

理 3.3.1 差频并网合闸角的数学模型准同期的三个条件是压

差、频差在允许值范围内时应在相角差φ为零时完成并网。压差和频差的存在将导致并网瞬间并列点两侧会出现一定无功功率和有功功率的交换,不论是发

电机对系统,还是系统对系统并网,对这种功率交换都有相当承受力,因此,

并网过程中为了实现快速并网,不必对压差和频差的整定值限制太严格。但并

网时相角差的存在,将会导致机组的损伤,甚至会诱发后果更加严重的次同步

谐振(扭振)。因此,一个好的同期装置应确保在相角差Φ为零时完成并网操作。在差频并网时,特别是发电机对系统并网时,发电机组的转速在调速器的

作用下不断变化,因此发电机对系统的频差不是常数,而是包含有一阶、二阶

或更高阶的导数。加之并列点断路器还有一个固有的合闸时间tk,同期装置必

须在零相差出现前的tk时发出合闸命令,才能确保在Φ=0°时实现并网。或

者说同期装置应在Φ=0°到来前一个角度Φk发出合闸命令,Φk与断路器合

闸时间tk、频差ωC、频差的一个阶导数及频差的二阶导数d2ωS/dt2等有

关。基数学表成式为: Φk=ωC * tk + 1/2 * dωC/dt * tk 2 + 1/6*

d2ωc/dt2* tk 3+……同期装置在并网过程中需不断快速求解该微分方程,获取当前的理想提前合闸角Φk,并不断快速测量当前并列点断路器两则

的实际相角Φ,当Φ=Φk时装置发出合闸命令,实现精确的零相差并

网。从上述可看出获得精确的断路器合闸时间tk(含中间断电器)是

非常重要的,因此SID—2C系列准同期控制器具有实测tk的功能。同时也不难看出计算机对Φk的计算和对Φ的测量都不是连续进行的,而是离散进行的,从而使得我们不一定能恰好捕获Φk=Φ的时机,这就会导致并网的快速性受到极大的影响。SID—2C控制器用另一微分方程实现对合闸时机的预测,可靠实

现了达到极值的并网速度。 3.3.2均频均压的控制方式实现快

速并网对满足系统负荷平衡及减少机组空转能耗有重要的意义。捕捉第一次出

现的并网时机是实现快速并网的一项有效措施,而且良好的控制品质的算法实

施均频与均压控制,促成频差与压差尽快达到给定值也是一项重要措施。SID—

2C控制器使用了模糊控制算法,其发达式为: U=g(E,C)式中: U——控制量; E——被控量对给定值的偏差; C——被控量偏差的变化率; g——模糊控制算法。模糊控制理论是依据模糊数学将

获取的被控量偏差及其变化率作出模糊控制决策。下面表1模糊控制推理规则

表可描述其本质。表1模糊控制推理规则表表中将偏差E 的模糊值分成正大到负大八档,将偏差变化率C的模糊值分成正大到负大七档,与它们对应的控制器发出的控制量U的模糊值就有56个,从正大到负大共七类值。以调频控制为例,如控制器测量的频差ωC=ωC-ωS(ωC、ωS分别为待并发电机及系统的角频率)为负大,而频差变化率dωC/dt也是负大,则控制量U为零(表中右下角的值)。这表明尽管发电机较之系统频率很低,但当前发电机频率正以很高的速度向升高的方向变化,因此无需控制发电机频率就能恢复到正常值。然而,这些模糊控制量的值具体在控制过程中到底是多少呢?应该有个量化的环节,例如变成控制器发出控制信号的脉冲宽度和脉冲间隔。SID—2C控制器是通过均频控制函数Kf和均压控制系统KV两个整定值来对控制量进行量化的,Kf及KV是在发电机运行过程中通过观察同期装置在纠正频差及压差的过程中所表现的控制质量,经过数次试设来修改Kf及KV,直到找到最佳值。不难看出,SID—2C控制器实质上是针对发电机组调速系统及励磁调节系统的具体特性来整定控制参数的。总之,STD—2C型自动同步装置首先对并列点性质进行判别,确定是差频并网还是同频并网。在差频并网时按Φk=ωc * tk + 1/2 * dωc/dt * tk 2 + 1/6* d2ωc/dt2* tk 3的算法 ,每一个工频周期计算一次理想的导前角φK,并实测两次当前实际相位差角φ,然后按合闸角的预测算法准确捕获Φ=Φk的时机,将发电机在

φ=0°时并入电网。在压差和频差不满足要求时,则对发电机组按模糊控制算法实施均频及均压控制。在同频并网时则对压差及功角进行检测,按压差及功角定值实施快速并网,如条件不满足,装置即进入等待状态,并发出信号,提请上级调度调整潮流,创造并网条件。 4 不同并网性质同步点实例分析图3电力系统“同频并网”与“差频并网”点分析图图3为某电力系统接线示意图,从图中我们可以看到,有四个电源点: 发电厂

G1、发电厂G2、发民厂G3。发电厂G4通过四条输电路: AB线、BD线、CD线及AC线连成一个环网电力系统。在本系统中,断路器DL1~DL12都是同步点,但它们具有不同的并网特点,即有些是同频并网点,有些是差频并网

点。在发电厂和变电所里的同步点通常可分两大类,一类是差频并网同步点,另一类是同频并网同步点。差频并网同步点是指不论在何种运行方式下同步点两侧都是两个独立的电源;而同频并网同步点则是随着运行方式的变化,同步点两侧有时是两个独立的电源,而有时则是同一个系统。下面就其性质作出详细的分析说明。 4.1 接在发电机——变压器组高压侧的断路器DL1、DL2、DL3、DL4DL1、DL2、DL3、DL4均是差频并网同步点。以发电厂G1

为例,发电机在DL1断开时是一个独立的电源点,并网时DL1两侧存在着压差,相角差和频差,故是差频并网点。通常操作是将发电机GS1启动,开机成功后即通过DL1进行差频并网。 4.2 线路断路器

DL5~DL12、 DL5~DL12既可能为同步并网点,也可能为差频并网点。下面我们分析利用断路器DL5恢复线路AB线送电的情况。⑴ AC线、CD 线、BD线均正常运行。从图3我们看到,发电厂G1、发电厂G2、发电厂G3发电厂G4通过AC线,CD线、BD线,使这四个电源构成了电气连接关系,此时,DL5是一个开环点,因此DL5的投运实质上是一次合环操作,故此时的同步点DL5是属于同频并网同步点。这时,DL5两侧电源电压可能不同,但频率相同,并且存在一个固定的相角差,这个相角差即为我们通常所说的功角δ。此时在DL5点两侧测量到的功角δ是正在运行的AC、CD线、BD线所组

成的等值线路的功角。其表达为: p = (E1*U2/ X∑ )sinδ或δ=sin-1(p* X∑ /E1*U2) 式中: P——线路AC、CD、BD等值线路传输的有功功率; X∑——线路AC、CD、BD组成的等值线路的电抗; E1——发电机GS1的电势; U2——发电厂G2的母线电压(当DL6处在合闸位量时,可在DL5点线路侧测量到). 不难看出,功角δ的取值范围为0~90°之间,P和X∑ 越大,功角δ也越大。不论是开环或合环操作都会引起系统潮流重新分配。在进行合环操作后,新投入的线路AB线必定会突然带上一定的负荷,会导致一定的负荷冲击,但这是不可避免的,也是人们预期的。传统的同期接线中,在断路的合闸回路中串进去了同期闭锁继电器(TJJ常闭触点)触点,其角度定值范围一般为30°左右。如前所述,当测量点DL5处所测得的功角δ大于30°时,同期闭锁继电器TJJ的常闭触点打开,断开断路器的合闸回路,导致合环操作失败。在这种情况下,有些厂站则采取强制手段(例如通过STK开关将TJJ继电器触点短路),将同期开关打在无闭锁位置,进行强行合环操作,这种强行合环操作合闸将会生如下三种后果: ① 合闸成功: 这是因为合上DL5后引起的潮流的重新分配都不涉及AB线路的继电保护误动作或未超过静稳极限。② 继电保护随即跳开断路器: 这是因为当功角δ较大时,DL5合闸后导致AB线路所另得的潮流超出继电保护的定值而使继电保护动作跳闸。③ 引起系统的振荡失步而跳闸: 这是因为当功角δ较大时,DL5合闸后导致AB线路所分得的潮流超出线路的静稳极限而引起的失步。因此,在可能出现同频并网(合环)的断路器上进行同步操作时,必须考虑功角δ的因素。允许进行同频并网操作的功角应确保合闸后产生的突发性潮流再分配不至引起新投入的线路的继电保护误动作或失步。⑵ AC线、BD线中任一条断开状态当AC、BD线中任一条在断开状态时,由图3可知,发电厂G1和发电厂G2两个电源处于解列状态,故按前述的差频并网方式实现并网,此时DL5点属于差频并网同步

点。 5 模拟型与微机型自动准同期装置比较由以上分析可知,传统的同期装置已经不再适应于现代电力系统的并网操作的需要。它存在许多先天不足和缺陷,主要表现在: ⑴ 导前时间不稳定; ⑵ 同步操作速度很慢; ⑶ 构成装置元器件参数飘移不稳定; ⑷ 同频并网时所表现的问题更突出。由于同频并网时,同步点测得的相角差为一固定值,该相角差亦即为该联络线的功角δ。δ取值在0°~90°之间。这时,传统的同期接线方式会出现两个问题: 其一是相位表S停在功角δ的位置上,不存在出现相角差φ= 0°的并网机会; 其二是如果当时的功角δ大于同期闭锁继电器的整定值φz时,合闸回路将被TJJ接点断开,无法合闸。在这种情况下,大多数电厂(变电所)采取强行合闸,或是利用同期闭锁开STK解除TJJ的闭锁后再强行合闸。其后果如前所述。而现代的微机型自动准同期装置不仅克服了上述的诸多不足外,还有其独特的优点: ⑴ 导前时间,均频均压控制,捕捉第一次并网时机等问题,以及其他各式各样的要求都可以通过描述同步过程的数学模型进行求解来解决。⑵ 不再存在元件老化,环境温度,湿度变化引起的特性漂移。⑶ 对同步点的并网性质能自动识别,不论是同频并网还是差频并网,装置均以精确的严密的数学模型确保并网时能捕捉到第一次出现的并网机会。在差频并网时,有均频均压控制,若发电机并网过程中出现同频状态时,装置会自动给出加速命令,摆脱同频状态,确保快速稳定的创造并网的频差和压差条件。而在同频并网时,装置能按压差和

功角定值实施并网操作,如压差及功角大于定值时,会自动发信给有关调度部门,提请调度调整潮流,创造并网机会,其它特点前已论述,在此不再多

叙。 6 总结随着计算机技术,通信技术和电力电子技术的发展,同期装置的微机化、智能化是发展趋势,加之现代控制理论在同期装置上的应用,新一代微机型自动准同期装置已经在电力系统得到了广泛的应用,积累了丰富的运行经验,并取得了良好的经济效益和社会效益。我们相信,随着同步过程中的理论研究的不断深入,一批先进的新型自动准同步装置将会不断地推出,它必将为高速发展的电力系统的并网操作提供更加高效、可靠、安全的有力保证。参考文献 [1]《SID—2C型发电机、线路复用微机同期控制器》使用说明书,深圳市智能设备开发有限公司。 [2]电力系统自动装置?杨冠城主编? 北京:水利电力出版社,1986 [3]电力系统设计手册?电力规划设计总院编.北京: 中国电力出版社,1999

电力系统自动化-实验一自动准同期并网实验

1.本次实验的目的和要求 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)掌握自动准同期装置的工作原理及使用方法。 3)熟悉同步发电机准同期并列过程。 2.实践内容或原理 自动准同期并列装置设置与半自动准同期并列装置相比,增加了频差调节和压差调节功能,自动化程度大大提高。 微机准同期装置的均频调节功能,主要实现滑差方向的检测以及调整脉冲展宽,向发电机组的调速机构发出准确的调速信号,使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。 微机准同期装置的均压调节功能,主要实现压差方向的检测以及调整脉冲展宽,向发电机的励磁系统发出准确的调压信号,使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。此过程中要考虑励磁系统的时间常数,电压升降平稳后,再进行一次均压控制,以使压差达到较小 的数值,更有利于平稳地进行并列。 3.需用的仪器、试剂或材料等 THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台 4.实践步骤或环节 选定实验台上面板的旋钮开关的位置:将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置; 将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置;将“同期方式”旋钮开关打到“自动”位置。 微机励磁装置设置为“恒U g”控制方式;“自动”方式。 1)发电机组起励建压,使n=1480rpm ;U g=400V。(操作步骤见第一章) 2 )查看微机准同期各整定项是否为附录八中表1的设置(出厂设置)。如果不符,则 进行相关修改。然后,修改准同期装置中的整定项: “自动调频”:投入;“自动调压”:投入。 实验自动准同期并网实验 图1自动准同期并列装置的原理框图

“自动合闸”:投入。 3)在自动准同期方式下,发电机组的并列运行操作 在这种情况下,要满足并列条件,需要微机准同期装置自动控制微机调速装置和微机励磁装置,调节发电机电压、频率,直至电压差、频差在允许范围内,相角差在零度前某一合适位置时,微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。 ⑴微机准同期装置的其他整定项(导前时间整定、允许频差、允许压差)分别按表1,2,3修改。 注:QFO合闸时间整定继电器设置为t d- (40?60ms )。t d为微机准同期装置的导前时 间设置。微机准同期装置各整定项的设置方法可参考附录四(微机准同期装置使用说明) 、实验三(压差、频差和相差闭锁与整定)等实验内容。 ⑵ 操作微机励磁装置上的增、减速键和微机励磁装置升、降压键,U g=410V , n=1515 rpm,待电机稳定后,按下微机准同期装置投入键。 观察微机准同期装置当“升速”或“降速”命令指示灯亮时,微机调速装置上有什么反应;当“升压”或“降压”命令指示灯亮时,微机励磁调节装置上有什么反应。 微机准同期装置“升压”、“降压”、“增速”、“减速”命令指示灯亮时,观察本记录旋转 灯光整步表灯光的旋转方向、旋转速度,以及发出命令时对应的灯光的位置。 微机准同期装置压差、频差、相差闭锁与“升压”、“降压”、“增速”、“减速”灯的对应 点亮关系,以及与旋转灯光整步表灯光的位置。 注:当一次合闸过程完毕,微机准同期装置会自动解除合闸命令,避免二次合闸。此时若要再进行微机准同期并网,须按下“复位”按钮。 5.教学方式 老师先进行实验原理及步骤的讲解,演示操作过程,并且提醒学生在实验过程当中的注 意事项。同时,根据每个实验的不同,提出相关问题,激发学生的创新思维,提高学生 解决实际问题的能力。 6.考核要求学生根据实验要求和步骤完成实验任务,按照实验报告的要求和格式按成实验报

合肥工业大学电力系统自动装置习题

电力系统自动装置试题 课程代码:02304 一、单项选择题(本大题共15小题,每小题1分,共15分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.AAT装置的主要作用是( ) A.提高供电可靠性 B.提高供电选择性 C.改善电能质量 D.提高继电保护的灵敏度 2.当在双电源线路上装设无电压检定和同步检定重合闸时,如果线路发生瞬时性故障,线路两侧重合闸的动作顺序是( ) A.同步侧先合,无压侧后合 B.无压侧先合,同步侧后合 C.两侧同时合 D.一侧合,另一侧不合 3.在330kV~500kV线路中,一般情况下应装设( ) A.单相自动重合闸装置 B.三相自动重合闸装置 C.综合自动重合闸装置 D.单相和三相自动重合闸 4.与线性整步电压波形的斜率大小成正比的是( ) A.频率差 B.电压差 C.相角差 D.导前时间 5.准同期装置中,利用线性整步电压获取导前时间脉冲的核心电路是( ) A.积分电路 B.微分电路 C.比例+积分电路 D.比例+微分电路 6.电力系统可能出现的最大有功功率缺额Pla.max与自动低频减负荷装置的切除负荷总量Pcut.max的关系为( ) A. Pla.max>Pcut.max B. Pla.max

电力系统自动装置试题和答案

1?发电机组并入电网后,应能迅速进入__________ 状态,其暂态过程 要 _________ ,以减小对电力系统的扰动。( C ) A异步运行,短B异步运行,长 C同步运行,短D同步运行,长 2. ________________________ 最大励磁限制是为而米取的安全措施。( D ) A防止发电机定子绕组长时间欠励磁B防止发电机定子绕组 长时间过励磁 C防止发电机转子绕组长时间欠励磁D防止发电机转子绕组 长时间过励磁 3. 当发电机组与电网间进行有功功率交换时,如果发电机的电压落 后电网电压,则发电机___________ 。( C ) A发出功率,发电机减速B发出功率,发电机增速 C吸收功率,发电机减速D吸收功率,发电机增速 4. 同步发电机的运行特性与它的__________________ 值的大小有关' ( D ) A转子电流B定子电流 C转速D空载电动势 5?自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为_________________< ( A ) A整步电压B脉动电压 C线性电压D并列电压 6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是____________<

A静止励磁机系统B直流励磁机系统 C交流励磁机系统D发电机自并励系统 7. ____________________________________ 自动低频减载装置是用来解决 __________________________________ 事故的重要措施之一( C ) A少量有功功率缺额B少量无功功率缺额 C严重有功功率缺额D严重无功功率缺额 8. 并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为_____________ 的冲击电流,其值与电压差成___________ 。( B ) A有功电流分量,正比B无功电流分量,正比 C有功电流分量,反比D无功电流分量,反比 9. 由于励磁控制系统具有惯性,在远距离输电系统中会引 起 _________ 。( D ) A进相运行B高频振荡 C欠励状态D低频振荡 10. 容量为_________ 的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。(D ) A 50MW以下 B 10万千瓦以下 C 10万兆瓦以上 D 100MW 以上 11电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的___________ 特性。(B ) A功率特性 B 一次调频频率特性 C二次调频频率特性D调节特性

电力系统自动装置

1.对备用电源自动投入装置的基本要求有哪些? 答:(1)除正常停电操作外的其他任何原因使工作电源消失后,AAT装置都应能动作而将备用电源自动投入。 (2)AAT装置应确保在工作电源断开以后,备用电源方能投入。 (3)确保AA T装置只动作一次。 (4)当工作母线电压互感器因发生回路断线等原因,从而导致虚假的失去电源情况时,AA T装置不应动作。 (5)正常停电操作时,AAT装置不应动作。 (6)当备用电源无电压时,AAT装置不应动作。 (7)应具有将AA T装置投入或退出远行的手段。 (8)应具备反映工作母线电压互感器回路断线和AAT装置动作的信号。 2.请分别说明重合闸前加速和后加速的特点与应用范围。 答:前加速特点:前快后慢;应用范围:35KV及35KV以下由发电厂或重要变电所引出直配线路上。 后加速特点:前慢后快;应用范围:35KV以上电压等级网络中及对重要负荷供电的送电线路上。 3.自动准同步装置发合闸脉冲为什么需要导前时间?断路器合闸脉冲导前时间主要考虑什么因素? 答:为了保证并列断路器主触头在闭合瞬间时的相角差在0°附近;导前时间应等于并列断路器的合闸时间。 4.什么是强行增磁、强行减磁?强励倍数是多少?(答案不确认对不对) 答:强行增磁就是指在电力系统发生短路事故时,使发电机电压降低到80%~85%时,从提高电力系统稳定性和继电保护动作灵敏度出发,由励磁系统迅速将发电机励磁电流增至最大值。作用:①提高电力系统的暂态稳定性②加快故障切除后的电压恢复过程③提高继电保护的动作灵敏度④改善异步发电机的启动条件。 强行减磁是当发电机突然卸载后,由于转速上升,引起发电机电压急剧升高时,由励磁系统迅速将发电机励磁电流减至最小值。作用:①发电机甩负荷时,机组过速,使发电机电压升高,可能危及发电机定子绝缘,强行减磁能迅速将电压降至空载电压②在灭磁开关跳闸时,直流励磁机甩负荷,又可能在换向器上产生过电压,通过强行减磁能够迅速降低励磁电流。 强励倍数是1.2~2倍。

同步发电机自动准同期并列装置综述

同步发电机自动准同期并列综述 任治坪新疆大学电气工程学院,(新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐 830008) 830008) 本文介绍的是同步发电机的自动准同期并列基本原理,其中包含了同期并列的基本条件,模拟式自动准同期装置的原理,微机型自动准同期装置的原理等内容。 关键字:同期并列整步电压恒定越前时间周期法解析法 DFT 类算法 0、引言 随着工业社会的不断发展电力行业显得越来越重要,而同期并列是电力系统中经常进行的一项十分重要的操作。不恰当的并列会对发电机和系统产生巨大的冲击损坏电气设备影响电力系统的稳定性造成成本升高甚至造成人员伤亡。本文即针对发电机同期并列的原理及过程进行了阐述。 1、准同期装置的发展 电力系统中的同期并列方式主要有自同期并列和准同期并列两种,其中自同期并列主要用于水轮发电机组,作为处理系统事故的重要措施之一。但是由于自同期的使用不可避免地会出现较大的冲击电流并伴随母线电的下降,因此所使用的场合不多,相反应用最广泛的是准同期并列,我国是世界上微机准同期装置最早研制的国家之一, 1982年在安徽陈村水电站成功投入了第一台微机同期装置。八十年代中期又陆续推出了一些类似装置。目前国内有许多科研、制造单位都在进行微机自动准同步装置的研制。准同期装置的发展经历了如下三代产品:第一代,在二十世纪六十年代以前,我国大多采用“旋转灯光法”进行准同期并列操作14。这是最原始的准同期方法。后来改用指针式电磁绕组的整步表构成的手动准同期装置。这种方法仍然应用在常规的设计中。第二代准同期装置是以许继的zz03和ZZQS为代表的模拟式自动准同期装置。它用分立晶体管元件搭建硬件电路,对同期条件进行检测和处理。 ZZQ3和ZZQS自动准同期装置的出现,极大的提高了并网速度和可靠性,但由于模拟式同期装置用模拟电子元件拟合,必然带来诸如导前时间不稳定、

【范文】电力系统自动装置参考答案

电力系统自动装置参考答案 2-1 并列的允许电流值如何考虑?说明理由。 答: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倍的额定电流。 理由:冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响,由于定子绕组端部的机械强度最弱,所以须特别注意对它造成的危害。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1~2倍的额定电流以下为宜。 2-2 设并列条件已满足要求,现可惜错过了合闸时机,问下次合闸时机还需要多少时间?设滑差角频率*s ω分别为21042.0-?、6102-?, 允许滑差角频率为21042.0-?,试分析最快与最慢两种情况。自动装置如何解决久等的问题? 答:ππω1002==N sN f ,ππω42.01001042.021=??=-s , ππω462102100102--?=??=s s s T ωπ 2=s T s 76.442.021==ππ,s T s 442101022=?=-π π 自动装置应该增加或减小发电机转速,使滑差角频率增大,从而 减小滑差周期,使等待时间缩短。 3-1 某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行,1号机的额定功率为25MW ,2号机的额定功率为50MW 。两台机组的额定功率因数

都是0.85。2号机励磁调节器调差系数为0.05,1号机为无差调节特性。若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的10%,问各机组承担的无功负荷增量是多少?母线上电压波动是多少?若发电厂 无功增量为它们总无功容量的60%,情况又如何?对各种情况进行讨论。 解:1号机额定无功功率())(49.1585.0arccos tan 25tan 111MVar P Q N G N G ===? 2号机额定无功功率 ())(99.3085.0arccos tan 50tan 222MVar P Q N G N G ===?若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的10%,则 ())(648.499.3049.15%10MVar Q =+?=?∑ 若1号机为无差调节特性,则系统中的负荷波动都由1号机承担,母线电压没有波动。 若发电厂无功增量为它们总无功容量的60%,则 ()MVar MVar Q 49.15)(888.2799.3049.15%60>=+?=?∑ 若仍是1号机为无差调节特性,则系统中的负荷波动都应由1号机承担,但此时系统的无功波动超过了1号机无功容量的额定值,所以此种情况无法调节。 3-4 如何在使发电机退出运行的时候避免无功电流的冲击?

最新电力系统自动装置原理复习资料(完整版!)

绪论1、葛洲坝水电厂,输送容量达120万科kW;大亚湾核电厂单机容量达90万kW;上海外高桥火电厂装机容量320万kW,最大单机容量90万kW。我国交流输电最高电压等级达500kV。 2、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。 3、发电厂转换生产电能,按一次能源的不同又分为火电厂,水电厂,核电厂 3、自动控制装置对送来的信息进行综合分析,按控制要求发出控制信息即控制指令,以实现其预定的控制目标。 3、电力系统自动监视和控制,其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。 4、发电厂、变电所电气主接线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。 5、同步发电机是转换产生电能的机械,它有两个可控输入量——动力元素和励磁电流。 6、电气设备的操作分正常操作和反事故操作。 7、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。 8、电压和频率是电能质量的两个主要指标。 9、同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容。 10、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 11、计算机控制技术在电力系统自动装置中已广泛应用,有微机控制系统、集散控制系统、以及分布式控制系统等。 12、频率是电能质量的重要指标。有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式中的重要问题。 13、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置:按频率自动减载装置是电力系统在事故情况下较为典型防止系统事故的安全自动装置。 第一章 14、自动装置的首要任务是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。 15、自动装置的结构形式主要有三种,微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。 16、(简答)微型计算机系统的主要部件 1)传感器 2)模拟多路开关 3)采样/保持器 4)A/D转换器 5)存储器 6)通信单元 7)CPU 16、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。 17、采样/保持器一般由模拟开关、保持电容器和缓冲放大器组成 18、A/D转化器是把模拟信号转换为数字信号,影响数据采集速度和精度的主要因素之一。 19、一般把运算器和控制器合称中央处理单元(CPU)。/ 20、工业控制计算机系统一般由稳压电源、机箱和不同功能的总线模板,以及键盘等外设接口组成。 21、定时器是STD总线的独立外设,具有可编程逻辑电路、选通电路和输出信号,可完成定时、计数以及实现“看门狗”功能等。 22、键盘显示板主要有键盘输入、显示输出、打印机 精品文档

电力系统自动装置试题和标准答案

1.发电机组并入电网后,应能迅速进入状态,其暂态过程要,以减小对电力系统的扰动。(C) A异步运行,短B异步运行,长 C同步运行,短D同步运行,长 2.最大励磁限制是为而采取的安全措施。(D) A防止发电机定子绕组长时间欠励磁B防止发电机定子绕组长时间过励磁 C防止发电机转子绕组长时间欠励磁D防止发电机转子绕组长时间过励磁 3.当发电机组与电网间进行有功功率交换时,如果发电机的电压落后电网电压,则发电机。(C) A发出功率,发电机减速B发出功率,发电机增速 C吸收功率,发电机减速D吸收功率,发电机增速 4.同步发电机的运行特性与它的值的大小有关。(D) A转子电流B定子电流 C转速D空载电动势 5.自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为。(A) A整步电压B脉动电压 C线性电压D并列电压 6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是。(B) A静止励磁机系统B直流励磁机系统

C交流励磁机系统D发电机自并励系统 7.自动低频减载装置是用来解决事故的重要措施之一。(C)A少量有功功率缺额 B少量无功功率缺额 C严重有功功率缺额D严重无功功率缺额 8.并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为的冲击电流,其值与电压差成。(B) A有功电流分量,正比B无功电流分量,正比 C有功电流分量,反比D无功电流分量,反比 9.由于励磁控制系统具有惯性,在远距离输电系统中会引起。(D) A进相运行B高频振荡 C欠励状态 D低频振荡 10.容量为的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。(D)A50MW以下 B10万千瓦以下 C10万兆瓦以上 D100MW以上 11电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的特性。(B) A功率特性B一次调频频率特性

SYN9101微机自动准同期装置说明书

SYN9101 型 微机自动准同期装置
使用说明书
(SHLQ2.101.3)
上海利乾电力科技有限公司


SYN9101 型微机准同期装置使用说明书
SYN9101 型 微机自动准同期装置 使用说明书
上海利乾电力科技有限公司

SYN9101 型微机准同期装置使用说明书
上海利乾电力科技有限公司 版权所有 保留所有权利 在没有得到本公司正式书面的授权时,任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本说明 书(包括但不限于软件等)的部分或全部,不得以任何形式(包括但不限于资料、出版 物等)进行传播或者谋取利益。 本公司保留对产品更改的权利, 如有与装置不同之处, 以装置为准, 恕不另行通知。 版本号:SHLQ2.101.3 印刷:2009 年 9 月

SYN9101 型微机准同期装置使用说明书


一、概述 ................................................................................................................................................................ 1 二、技术部分 ........................................................................................................................................................ 2 2.1 2.2 2.3 2.4 装置的主要特点 ......................................................................................................................................... 2 装置原理 ..................................................................................................................................................... 2 技术参数 ..................................................................................................................................................... 4 装置型号分类 ............................................................................................................................................. 4
三、装置硬件 ........................................................................................................................................................ 5 3.1 装置面板 ..................................................................................................................................................... 5 3.2 装置端子 ..................................................................................................................................................... 6 四、装置软件 ........................................................................................................................................................ 7 4.1 同期参数 ..................................................................................................................................................... 7 4.2 菜单 ............................................................................................................................................................. 8 五、工程说明 ...................................................................................................................................................... 10 5.1 5.2 5.3 5.4 TV 极性检查 .............................................................................................................................................. 10 电缆连接 ................................................................................................................................................... 10 接线检查 ................................................................................................................................................... 10 参数检查 ................................................................................................................................................... 10
六、装置调试 ....................................................................................................................................................... 11 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 通电前检查 ................................................................................................................................................11 通电检查 ....................................................................................................................................................11 TV 电压修正 ...............................................................................................................................................11 参数设置 ....................................................................................................................................................11 功能测试 ................................................................................................................................................... 12
七、同期操作说明............................................................................................................................................... 13 八、装置常见问题处理方法............................................................................................................................... 14 附录 1 SYN9101 型微机准同期装置安装尺寸图 ............................................................................................... 15 附录 2 SYN9101 型微机准同期装置接线参考图 .............................................................................................. 16 附录 3 SYN9101 型微机准同期装置的 MODBUS 协议(RTU 方式) ...................................................................... 17

电力系统自动装置复习题及答案

1.发电机组并入电网后,应能迅速进 入状态,其暂态过程要,以减小对电力系统的扰动。 ( C ) A 异步运行,短 B异步运行,长 C 同步运行,短 D同步运行,长 2.最大励磁限制是为而采取的安全措施。 ( D ) A 防止发电机定子绕组长时间欠励磁 B防止发电机定子绕组长时间过励磁 C 防止发电机转子绕组长时间欠励磁 D防止发电机转子绕组长时间过励磁 3. 当发电机组与电网间进行有功功率交换时,如果发电机的电压落后电网电压,则发电机。( C ) A 发出功率,发电机减速 B发出功率,发电机增速 C 吸收功率,发电机减速 D吸收功率,发电机增速 4.同步发电机的运行特性与它的值的大小有关。 ( D ) A 转子电流 B定子电流 C 转速 D空载电动势

5.自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为。 ( A ) A 整步电压 B脉动电压 C 线性电压 D并列电压 6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是。( B ) A 静止励磁机系统 B直流励磁机系统 C 交流励磁机系统 D发电机自并励系统 7. 自动低频减载装置是用来解决事故的重要措施之一。( C ) A 少量有功功率缺额 B 少量无功功率缺额 C 严重有功功率缺额 D严重无功功率缺额 8. 并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为的冲击电流,其值与电压差成。( B ) A有功电流分量,正比 B 无功电流分量,正比 C有功电流分量,反比 D无功电流分量,反比 9.由于励磁控制系统具有惯性,在远距离输电系统中会引 起。( D ) A 进相运行 B高频振荡

C 欠励状态 D 低频振荡 10.容量为的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。( D ) A 50MW以下 B 10万千瓦以下 C 10万兆瓦以上 D 100MW以上 11电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的特性。( B ) A 功率特性 B一次调频频率特性 C 二次调频频率特性 D 调节特性 12.调差系数δ〉0时为调差系数,调节特性 为。( A ) A 正,下倾 B负,下倾 C 正,上翘 D 负,上翘 13.发电机并列操作中,当相角差较小时,冲击电流主要 为。( A ) A 有功电流分量 B无功电流分量 C 空载电流分量 D短路电流分量 14.调速器通常分为机械液压调速器和调速器。 ( C )

电力系统自动装置原理思考题及答案

第二章同步发电机的自动并列 一、基本概念 1、并列操作:电力系统中的负荷随机变化,为保证电能质量,并满足安全和经济运行的要求,需经常将发电机投入和退出运行,把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节,在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列,这样的操作过程称为并列操作。 2、准同期并列:发电机在并列合闸前已加励磁,当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。 3、自同期并列:将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统,随后给发电机加上励磁,在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步,完成并列操作。 4、并列同期点:是发电机发电并网的条件。同期并列点是表示相序相同、电源频率同步、电压相同。 5、滑差、滑差频率、滑差周期:滑差:并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差;滑差频率:并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差,用fs表示;滑差周期:并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°所用的时间。 6、恒定越前相角准同期并列:在Ug和Ux两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号的叫恒定越前相角并列装置。 7、恒定越前时间准同期并列:在Ug和Ux两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号的叫恒定越前时间并列装置。 8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压:包含同步条件信息的电压;正弦整步电压:与时间具有正弦函数关系的整步电压;线性整步电压:与时间具有线性函数关系的整步电压 二、思考题 1、同步发电机并列操作应满足什么要求?为什么? 答:同步发电机并列操作应满足的要求:(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倍的额定电流。(2)发电机并网后,应能迅速进入同步运行状态,其暂态过程要短,以减少对电力系统的扰动。

自动准同期装置技术规范书

工程编号:40-F459S 山东济矿鲁能煤电有限公司阳城电厂 (2X150MW)工程 微机自动准同期装置 技术规范书 中南电力设计院 2008.4

目录 总则 技术要求 设备规范 供货范围 技术服务 买方工作 工作安排 备品备件及专用工具 质量保证 包装、运输和储存

1总则 本设备技术规范书适用于山东济矿鲁能煤电有限公司阳城电厂(2X150MW)工程发电机变压器组微机同期装置和网络同期装置,它提出了装置的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 本技术规范提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,卖方应保证提供符合本技术规范书和有关最新工业标准的优质产品。 如果卖方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议,则意味卖方完全响应本技术规范书的要求,卖方提供的设备(或系统)以及资料和服务等应完全满足本规范和有关工业标准的要求。 本设备技术规范书所使用的标准如遇与供货方所执行的标准不一致时,按较高标准执行。 合同谈判将以本技术规范书为蓝本,并列入买方所认可的技术偏差,经买、卖双方修改后最终确定的技术协议将作为合同的技术附件,并与合同文件有相同的法律效力。 本设备规范书未尽事宜,由买卖双方协商确定。 2技术要求 2.1应遵循的主要现行标准 下列标准所包含的条文,通过本标准中引用而构成本标准的条文,在标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB2423.1 89 电工电子产品基本环境试验规程试验A 低温试验方法 GB2423.2 89 电工产品基本环境试验规程试验B 高温试验方法 GB/T2423.9 89 电工产品基本环境试验规程试验Cb 设备用恒定湿热试验方法GB/T13926 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 GB7261-87 继电器及继电保护装置基本试验方法 GB2887-89 计算机场地技术条件 GB9361-88 计算机场地安全要求 GB50171-92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 GB/14537-93 量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验

电力系统自动装置复习考试题

第一章自动装置及其数据的采集处理 一、选择题 1、我国电网的额定频率为(B)。 A.45Hz B.50Hz C.55Hz D.60Hz 2、在正弦交流电压信号中含有的信息包括(A)。 A.电压幅值、频率和相角 B.频率和相角 C.相角和电压幅值 D.电压幅值和频率 3、电力系统自动化有以下四大任务,其首要任务是(B)。 A.保证电能质量 B.提高系统运行安全性 C.提高事故处理能力 D.提高系统运行经济性 4、衡量电能质量的重要指标是(C)。 A.有功功率、无功功率 B.功率因数 C.电压、频率和波形 D.有功电度和无功电度

二、填空题 1、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。 2、电力系统由发电厂、变电所、输电网、配电和用电等设备组成,在运行中是一个有机的整体。 3、电力系统自动化就是应用计算机技术和远动通信技术对电力系统进行自动监视、控制和调度。 4、调度控制中心对所辖的电力系统进行监视和控制,其主要任务是合理地调度所属各发电厂的出力,制定运行方式,及时处理电力系统运行中所发生的问题,确保电力系统的安全经济运行。 5、发电厂转换生产电能,按一次能源的不同又分为火电厂、水电厂、核电厂等不同类型的电厂。 6、电力系统自动控制大致分为:电力系统自动监视和控制、电厂动力机械自动控制、电力系统自动装置和电力安全装置。 7、电力系统自动监视和控制的主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。 8、发电厂、变电所电气主接线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9、同步发电机是转换产生电能的机械,它有两个可控输入量—动力元素和励磁电流,其输出量为有功功率和无功功率,它们还分别于电网的频率和发电机端电压的电能质量有关。 10、电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。 11、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

微机型自动准同期装置在电力系统中的应用汇总

微机型自动准同期装置在电力系统中的应用 [摘要]本文以SID—2C型微机同期控制器为例,通过实例分析,详细介绍了同频并网和差频并网这两种常见模式的基本概念,以及微机型自动准同期装置的基本原理及基本控制方式,为今后更好地应用该装置奠定了良好的基础。[关键词]自动准同期同频并网差频并网系统并列操作1 概 述发电机并入系统,两个不同系统并列,或一个系统分解为两部分,通过输电线路再连接等,所实施的操作称之为同步并列操作。随着电力系统容量及发电机单机容量的不断增大,不符合同步并列条件的同步操作会带来极其严重的后果,可能引起发电机组损伤甚至系统的瓦解。在发电厂,发电机在并入系统前与其他发电机组和电力系统是不同步的,存在着频率差、电压差和相角差。通过同步操作,将发电机组安全、可靠、准确快速地投入,从而确保系统的可靠、经济运行和发电机组的安全。在变电站或发电厂网控中,同步操作主要解决系统中分开运行的线路断路器正确投入的问题,实现系统并列运行,以提高系统的稳定、可靠运行及线路负荷的合理、经济分配。 2 电力系统并网的两种情况目前,电力系统的并网方式按两并列系统之间的关系可分为两种情况: 差频并网方式和同频并网方式。 2.1差频并网方式差频并网是指在发电厂中,发电机与系统并网或已解列两系统间联络线的同步并网,它们是两个电气上没有联系的电力系统并网。其特征是在同步并列点处两侧电源的电压、频率均可能不同,且由于频率不相同,使得两电源之间的功角(电压相位差)在不断变化。进行差频并网是要按准同期条件实现并列点两侧的电压相近、频率相近时,捕获两侧电压相位差为零的时机来完成的平滑并网操作。 2.2差频并网条件分析差频并网的电压相量分析如图1所示同步并列前的断路器两侧电压为: 发电机侧电压: UG = UGmsin(ωGt+φoG ) 系统侧电压: US = USm sin(ωSt +φoS) 上两式中: UGm——待并发电机的电压幅 值; USm——运行系统的电压幅值; UG——断路器待并发电机侧的电压; US——断路器运行系统侧电压; ωG——待并发电机的角频率; ωS——运行系统的角频率; φOG——待并发电机电压的初相角; φOS——运行系统电压的初相角由图1(b)的电压相量分析知,断路器并列的理想条件为: (1)两电压幅值相等,即 UGm=USm; (2)两电压角频率相等,即ωG= ωS; 或两电压频率相等,即fG=f S; (3)合闸瞬间的相角差为零,即φ=0°。如果能同时满足上述三个条件,意味着断路器DL两侧电压相量重合且无相对运动,此时电压差Ud=0,冲击电流等于零,发电机与系统立即同步运行,不发生任何扰动。应该指出,如真的出现ωG=ωS,两电压相对静止,无法实现φ=0°,故上述角频率相等的条件应表述为角频率相近。 2.3 同频并网方 式同频并网操作是实现系统中分开运行的线路断路器的正确投入,完成系统的并列运行,是发电厂和变电所中重要的操作。同频并网是指断路器两侧电源在电气上原已存在联系的两部分系统,通过并列点再连通的操作。未解列两系统间联络线并网属于同频并网,如线路断路器、母联断路器、单母分段断路器或3/2接线的中间串断路器等。这是因为并列点两侧频率相同,但在实现并网前并列点两侧电压幅值可能不同,而且两侧会出现一个功角δ,δ值大小与联接并列点两侧系统其它联络线的电抗及传送的有功功率成比

电力系统自动装置复习题

第一章 自动装置及其数据的采集处理 一、选择题 1、我国电网的额定频率为(B )。 A. 45Hz B. 50Hz C.55Hz D.60Hz 2、在正弦交流电压信号中含有的信息包括(A )。 A.电压幅值、频率和相角 B.频率和相角 C.相角和电压幅值 D.电压幅值和频率 3、电力系统自动化有以下四大任务,其首要任务是(B )。 A.保证电能质量 B.提高系统运行安全性 C.提高事故处理能力 D.提高系统运行经济性 4、衡量电能质量的重要指标是(C )。 A.有功功率、无功功率 B.功率因数 C.电压、频率和波形 D.有功电度和无功电度 二、填空题 1、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。 2、电力系统由发电厂、变电所、输电网、配电和用电等设备组成,在运行中是一个有机的整体。 3、电力系统自动化就是应用计算机技术和远动通信技术对电力系统进行自动监视、控制和调度。 4、调度控制中心对所辖的电力系统进行监视和控制,其主要任务是合理地调度所属各发电厂的出力,制定运行方式,及时处理电力系统运行中所发生的问题,确保电力系统的安全经济运行。 5、发电厂转换生产电能,按一次能源的不同又分为火电厂、水电厂、核电厂等不同类型的电厂。 6、电力系统自动控制大致分为:电力系统自动监视和控制、电厂动力机械自动控制、电力系统自动装置和电力安全装置。 7、电力系统自动监视和控制的主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。 8、发电厂、变电所电气主接线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 9、同步发电机是转换产生电能的机械,它有两个可控输入量—动力元素和励磁电流,其输出量为有功功率和无功功率,它们还分别于电网的频率和发电机端电压的电能质量有关。 10、电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。 11、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。 12、在电力系统中,电压和频率是电能质量的两个主要指标。 13、电力系统自动装置的结构形式:微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。 14、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。 15、采样/保持器一般由模拟开关、保持电容器和缓冲放大器组成。 16、A/D 转换器是把模拟信号转换为数字信号,它是影响数据采集速度和精度的主要因素之一。 17、采样过程: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。T s 的大小决定了采样信号的质量和数量,T s 称为采样周期。 18、香农采样定理指出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来唯一表示。 19、采用式)sin cos (2)(1 0t n b t n a a t f n n n ωω++=∑∞=对电流信号进行分解,0a 、n a 、n b 的物理意义分别是直流分量、n 次谐波分量的实部、n 次谐波分量的虚部。 20、模拟量信号采集到计算机系统中,需要对数据进行前置处理,其流程是:标度变换、有效性检验、线性化处理、数字滤波、数据保存。 21、常用的软件滤波方法有:算数平均法、加权平均法和一阶递归法等。 22、给出常用有功功率、无功功率的二表法和三表法的计算公式。 答:二表法:**A C AB CB S U I U I ??=+ ABR AR ABI AI CBR CR CBI CI P U I U I U I U I =+++ ABI AR ABR AI CBI CR CBR CI Q U I U I U I U I =-+- 三表法:***A B C A B C S U I U I U I ???=++ AR AR AI AI BR BR BI BI CR CR CI CI P U I U I U I U I U I U I =+++++ AI AR AR AI BI BR BR BI CI CR CR CI Q U I U I U I U I U I U I =-+-+- 在上述功率计算中所用的电压、电流均为有效值。 第二章 同步发电机的自动并列 一、选择题 1、同步发电机自动并列装置是一种(B )。 A.自动调节装置 B.自动操作装置 C.安全自动装置 D.继电保护装置 2、电力系统运行中的主要并列方式为(C )。 A. 自同期 B. 非同期 C.准同期 D.同周期 3、准同期并列装置的必备部分是(D )。 A.合闸部分、电源部分 B.调频部分、电源部分 C.调压部分、电源部分 D.合闸、调频、调压、电源四部分 4、自动准同期并列装置中调压部分的作用是(A )。 A.减小电压差 B.增加电压差 C.升高发电机电压 D.降低发电机电压 5、准同期并列的实际条件中,对电压差的要求是不大于额定电压的(A )。 A.5%-10% B.10%-15% C.15%-20% D.20%-30%

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