电力系统自动化课程设计

电力系统自动化

课程设计

题目: 遥调量输出单元设计

院系名称：电气工程学院

专业班级：电气0702

学生姓名：赵上华

学号： 20074720230

指导教师：邵锐

设计地点：

设计时间： 2010/12/9-2010/12/19

摘要

电网调度自动化的最初阶段，采用的是布线逻辑式远动技术。远动技术的主要内容是“四遥”—遥测、遥信、遥控、和遥调。这些安装于各厂站的远动装置，采集各机组出力、各线路潮流和各母线电压等实时数据，以及各断路器等的实时状态，然后通过远动通道传给调度中心，并直接显示在调度台的仪表和系统模拟屏上。调度员可以随时看到这些参数和系统运行方式，还可以立刻“看到”断路器的事故跳闸信号。遥测、遥信方式的采用等于给调度中心安装了“千里眼”，可以有效地对电力系统得运行状态进行实时的监视。远动技术还进一步提供了遥控、遥调的手段，采用这些手段，可以在调度中心通过对遥测、遥信对变压器、变电站、发电机组、母线、输电线路等电力设备采集到的信息进行事故综合分析、潮流计算等直接对某些断路器进行合闸和断开，对发电机的出力进行调节。远动装置已经成了调度中心非常重要的工具，是电力系统调度自动化的重要基础。

此设计主要是对遥调输出单元进行分析说明，并阐述其在整个电网调度自动化中的重要作用。

关键词：电网调度自动化四遥遥调

目录

1 RTU概述 (1)

1.1 RTU基本功能 (2)

2 遥调单元输出设计 (3)

2.1 遥调单元输出设计方案比较 (3)

2.2 数字式遥调单元基本构成 (4)

2.2.1 数字式遥调单元的具体操作步骤 (5)

2.3 遥调输出单元设计原理 (5)

2.3.1 输出接口电路设计 (5)

2.3.2 D/A转换电路 (6)

3 电力系统信息收集处理与控制调节 (7)

设计心得 (9)

参考文献 (10)

1 RTU概述

现代生活中有许许多多的大型工业生产系统，比如电力系统、石油系统和铁路系统等，组成大型工业生产系统的生产设备及生产部门都特别多，分散在广阔的地区。

如果生产过程分布的范围不广，相距不远，通常可采用就近监视和就近控制的办法，而如电力、铁路、采矿和石油等这些部门要对相距遥远的生产过程进行监视和控制，如果仍然沿用就近监视的办法，在技术上和经济上是不现实的。为了保证系统的正常工作，构成系统的各部门必须由一个调度机构的统一指挥下协调工作，采用专门的措施来克服相距遥远所带来的困难。

为了使调度机构随时了解系统的各个部分在生产过程中的实际情况，并在此基础上做出对生产过程进行指挥的策略，为了使调度工作既实时性好，又可靠性高，必须借助远动技术实现强有力的调度管理，致使远动技术得到了长足的发展。所谓远动，就是应用远程通信技术，对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程控制、远程调节等各项功能。

远动是电网调度自动化系统的重要组成部分。远动系统的主要任务是将厂站的实时运行信息送给调度控制中心；把调度的控制、调节等命令送给厂站执行。遥信、遥测、遥控和遥调是运动的基本功能，这是对完整地实现某一远程监控任务而言的。如果按执行任务所经历的环节考察，例如实现遥测，要经过数据采集、数据传输、数据处理以及人机联系等环节，因而远动系统应具有数据采集功能、数据传输功能以及人际联系功能等。

远动系统的数据采集、数据处理等功能可以用不同的方法来实现，例如用布线逻辑方法，这是将数字逻辑电路按预定的要求，用固定的布线连接起来，各部分电路在时序的配合下按顺序协同工作，实现预定的功能。布线逻辑法在装置制成后由于电路布线已固定，再要增加或改变功能就比较困难，适应性较差。另一种方法是采用存储程序方式来实现。这种装置的硬件在存储程序的指挥下完成预定的功能，计算机采用的就是这种方式。不同的程序可以实现不同的功能，改变程序比较方便，工作灵活，适应性强。如今微型计算机日益普及，且它具有很强

的数据处理能力，价格便宜，可靠性高。用微型计算机构成的远动装置，其硬件和软件可以按模块方式适当组合，实现各种功能，因此在远动系统中已获得广泛应用。

要实现电网调度自动化，首先要采集实时数据，进行监视和控制，所以电网调度自动化的基本组成部分是数据采集和监控系统，即SCADA系统。在此基础上配以自动发电控制、经济调度控制以及其他如安全监视、安全分析等功能构成能量管理系统。由于远动系统是为调度控制中心提供实时数据。实现对远方运行设备的监视和控制，因为它是电力系统调度自动化的基础，是调度自动化系统的一个重要部分。远动终端（Remote Terminal Unit , RTU）是电网监视和控制系统的一种远动装置，是电网调度自动化系统的重要基础设备。安装于各变电站或发电厂内，是电网调度自动化系统在基层的“耳目”和“手脚”。其主要任务是将厂站的实时运行信息送给调度控制中心，把调度的控制、调节等命令送给厂站执行。

远动技术是一门综合性的应用技术，其基本原理包括数据传输原理、编码理论、信号转换技术原理和计算机原理等。远动技术是调度管理和现代科学技术的产物，因此其随着科学技术，特别是计算机技术的迅猛发展而不断更新换代。1.1RTU基本功能

电力系统远动的主要任务是：①将表征电力系统运行状态的各发电厂和变电所的有关实时信息采集到调度控制中心；②把调度控制中心的命令发往发电厂和变电站，对设备进行控制和调节。

遥测、遥信、遥控和遥调是RTU的基本功能，简称为四遥。作为具体的远动装置，并非都具有四遥功能，有的只有遥测和遥信，有的则兼有遥控和遥调，视需要而定。

从发电厂和变电所发往调度中心的信息有测量量和状态量等，例如有功功率、无功功率、电压、电流、频率和水库的水位等是测量量，断路器或隔离开关的位置是闭合还是断开状态，继电保护的继电器是否处于动作状态，自动装置是处于投入还是退出工作状态等是状态量。用远程通信技术传送被测参量的测量值称为远程测量，简称遥测（YC）。对状态量进行远程监视称为远程信号，简称遥信（YX）。

调度控制中心给发电厂或变电所发的远程命令有控制命令和调节命令等。当

调度控制中心需要直接控制厂、站中的某些设备，如断路器的合、分闸，发电机组的开、停等，就应发出相应的控制命令。这种对于具有两个确定状态的运行设备进行操作的远程命令称为远程控制，简称遥控（YK）。当调度控制中心需要对厂、站中的某些设备进行调节，例如改变机组的有功出力，就可以发出相应的调节命令，用于改变机组有功调节器的整定位。这种对于具有两个以上状态的运行设备发出的远程命令称为运程调节，简称遥调（YT）。

随着科学技术的进步，远东系统的功能根据电力系统调度自动化的实际需要还在不断地扩展，例如为了便于分析电力系统的事故，远动装置可以按顺序记录断路器事故跳闸的时间，这称为事件顺序记录；也可以记录事故发生前后一段时间遥测值，这称为事故追忆。在调度控制中心配有专用的调度监控计算机时，运动系统可具有与计算机接口的功能。此外，还有电力系统已时钟，信息转发等。同时，RTU的当地功能有CRT显示，汉字报表打印，本机键盘、显示器，RTU自检与自调功能。

2 遥调单元输出设计

2.1 遥调输出单元设计方案比较

1. 模拟遥调输出单元

模拟通信就是在通道上传递某种连续的模拟信号，其设备简单，但其抗干扰能力差，容易产生失真，往往无法恢复成原来的信号，通信质量较差。

电信号在沿线路传输过程中会受到外界的和通信系统内部各种噪声干扰，噪声和信号混合后难以分开，从而使得通信质量下降。线路越长，噪声的积累也就越多，电力系统设备一般工作在高压，强噪声，传输距离大的环境中。这些因素都可能使得信号传输过程被外界干扰，产生巨大误差，对电力设备的运行和电力系统的安全造成伤害，甚至使得系统瓦解。

2. 数字遥调输出单元

（1）数字通信的优点

①数字传输抗干扰能力强，尤其在中继端，数字信号可以再生复原，从而消除了噪声的积累；

②传输差错可以控制，从而改善了传输质量；

③便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理；

④数字信息易于做高保密性的加密处理；

⑤数字通信可以综合传递各种消息，使通信系统功能增强。

（2）数字化通信的缺点

①占用频带较宽。

②技术要求复杂，尤其是同步技术要求精度很高。接收方要能理解发送方的意思，就必须正确地把每个码元区分开来，并且找到每个信息组的开始，这就需要收发双方严格实现同步，如果组成一个以太网的话，同步问题的解决将更加困难。

③进行模/数转换时会带来量化误差。随着大规模集成电路的适用以及光纤等宽带传输介质的普及，对信息的存储和传输，越来越多适用的是数字信号的方式，因此必须对模拟信号进行模/数转换，在转换中不可避免地产生量化误差。

综上所述，虽然数字传输存在着一些缺点，但综合考虑电力系统通信和调节的要求，采用数字遥调电路。

2.2 数字式遥调单元的基本构成

图1 遥调单元基本结构框图

当控制站需要遥调时，就发遥调命令，由遥调编码器编码后，经信道编码器编码、并串变换和调制再送往信道。被控站将收到的信号解调，经串并变换后由信道译码器译码检验无误后，经分路器执行单元即可立即执行命令。

遥调通常是给被调节的对象设置整定值，再由被调节对象的调节器按整定值的要求进行调节。遥调命令中应指定被调节对象的代号以及整定值的数据。在被控站，如整定值需以模拟量形式送给调节器，则对收到的数字式整定值进行数模转换。

2.2.1 数字式遥调单元的具体操作步骤

⑴通过人机界面由由操作人员召唤显示对象的现有遥测值；

⑵操作人员修改遥测值并发送；

⑶厂站RTU校验遥调值并返送校验结果（有的系统不进行遥调返校）；

⑷操作人员收到返回信息后确认执行；

⑸厂站RTU执行遥调并将遥调相关的遥测量回送调度中心。

2.3 遥调输出单元设计原理

与遥控不同，遥调是一个连续调节过程。由于电网的运行状态在随时变化，为了使电网运行达到预定的指标，就必须适时地下达调节命令，控制电网的运行状态。一般调度中心每隔数秒就下达一次调节命令。

遥调量输出电路的作用是把微机系统输出的调节数字量信号转换成模拟量信号之后，经放大驱动对生产现场设备进行调节，框图如图2所示。

图2 遥调量输出原理框图

在电网调度自动化系统中，除了模拟遥调外，还有数字遥调电路。数字遥调电路适用于一些数字调节装置。在数字遥调过程中，RTU不必将遥调命令的调整码转换为模拟量，而是将数字量经过信号隔离、标度变换等变换后直接送往调节装置。

2.3.1 输出接口电路设计

输出单元与上位机之间本设计采用标准通用接口RS-232。RS-232是出现最早的常用串行接口标准，用于实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信。该标准的目的是定义数据终端设备和数据通信设备之间接口电路的机械与电器特性。其最高的数据速率为19.2kbs。

为保证二进制数据能够正确传送，有必要使所用的信号电平保持一致。为满

足此要求，RS-232标准规定了数据和控制信号的电压范围。由于RS-232的电平不是+5V和地，而是采用负逻辑，规定+3V～+15V之间的任意电压表示逻辑0电平，-3V～-15V之间的任意电压表示逻辑1电平。因而采用TTl电平正逻辑的器件不能直接与其接口，中间必须进行电平转换。

在电路上采用MAX232芯片实现正电压、负电压的转换。MAX232芯片是包含两路接收器和驱动器的IC芯片，适用于各种通信接口。芯片内部有一格电源电压变换器，可以把输入的+5V电源电压变换成为RS-232输出电平所需的±10V 电压。其电路图如下图3。

图3 RS-232接口电路

2.3.2 D/A转换电路

待转换的数字量（Dn～Do）通过数据缓冲器送到数据锁存器。因为D/A转换需要一定时间，此期间待转换的数字量应不变化，而计算机输出的数据（即高、低电平）在数据总线上稳定的时间很短，所以必须用锁存器来保持数字量的稳定。数据要一直锁存到转换完毕，又有新的数据存入时为止。锁存器的输出数码控制一系列电子开关，把数据信号变成相应的开关通、断状态，使电阻网络输出的总电流I与锁存器中的二进制数码相对应。为增加驱动能力，还需要运算放大器放大并将电流I变换成电压信号输出。D/A转换器输出的电压信号范围有单极性的（0～+5V、0～+10V），也有双极性的（0～±2.5V、0～±5V、0～±10V）等几种。如图4所示。

图4 实现D/A转换的原理框图

D/A转换芯片有两种：①电压输出型芯片相当于一个电压源，内阻较小，与其匹配的负载电阻应较大，一般输出电压为0～5V或0～10V；②电流输出型芯片相当于一个电流源，内阻较大，与其匹配的负载电阻不可太大。

本设计选用AD7520 电流型芯片来实现电压输出，且是反相输出电流型。其电路如下图5所示。

图5 D/A芯片AD7520双极性输出电路

3 电力系统信息收集处理与控制调节

现代电力系统是跨区域的，由许多发电厂和变电所组成，为了实现对整个电网的监视和控制调节，调度中心需要收集分散在各个发电厂和变电所的实时信息。由于传输到调度中心的实时信息不可避免地包含各种误差，同时还由于设备条件的限制，有些电力系统运行需要的参数无法收集到，为了减小误差，信息处理环节可以利用收集到的冗余信息，采用状态估计技术，对无法收集到的参数进行估计，从而得到精确而完整的运行参数。运行人员根据分析计算的结果，通过分析、综合、判断，从而决定控制策略，并通过遥控和遥调予以执行。“四遥”

是相辅相成。

同时电力系统采用调度自动化系统后，要求调度人员不断地监视调度自动化系统本身的工作，全面、深入并及时地掌握电力系统的运行状况。量外根据系统运行的不同情况，做出相应的决策或发出各种控制或调节命令，以保证电力系统的安全和经济地运行。为了能够完成上诉各项任务，调度自动化实现了人机会话界面。人机对话系统将传输到调度中心的各类信息进行加工处理，通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备，为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也可通过此系统输入传送给执行机构。

总之，遥调与遥控、遥测、遥信是互相联系，密切配合，互相协调工作的，这样协调工作才能完成整个RTU的基本功能。

设计心得

这次遥调量输出单元的设计我们历时近两个星期，中间遇到了种种难题，但经过这两个星期的实践和体验下来，对我来说学到的不仅是那些知识，更多的是团队合作，完成课程设计不仅促进了同学之间的学习交流，同时也增进了彼此之间的友谊和合作。

总的说来这次课程设计我感觉还是挺难的，首先它在我脑海里没有一个具体的概念，平时课堂上接触的很少，突然之间让把它的整个输出单元给自己一个完整的诠释让我有些不知从何下手。再有此设计所涉及到的知识面广，它包含了我们所学的电力系统综合自动化、电力系统分析、数字电路、模拟电子基础、微机原理、电力通信等几乎我们所学的所有的专业知识都用上了。由此看出自己的专业知识还是不够扎实，还需继续努力。

参考文献

[1] 孟祥忠，王博. 电力系统自动化. 中国林业出版社，北京大学出版社2006.8

[2] 王士政. 电力系统控制与调度自动化. 中国电力出版社 2008.3

[3] 王葵，孙莹. 电力系统自动化（第二版）. 中国电力出版社 2010.6

[4] 张迎新雷道振等. 单片微型计算机原理、应用及接口技术（第二版）. 国防工业出版社 2009.8

电力系统自动化实验报告

电力系统自动化报告 学院: 核技术与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 2011060505班 学号: 3201106050504 姓名: ~~~~~~ 指导老师: 顾民 完成时间: 2014年4月30日

电力系统自动化实验报告 实验一发电机组的启动与运转实验 一、实验目的: 1．了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。 2．熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性。 3．掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作。 二、原理说明: 在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。 THLZD-2型电力系统综合自动化实验台输电线路的具体结构如下图所示： 调速系统的原理结构图：

励磁系统的原理结构示意图 三、 实验内容与步骤： 1．发电机组起励建压

接着依次打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。 ⑵将控制柜上的“原动机电源”开关旋到“开”的位置，此时，实验台上的“原动机启动”光字牌点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出“呼呼”的声音。 ⑶按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“自动”方式，开机默认方式为“自动方式”。 ⑷按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁，表示发电机组正在启动。当发电机组转速上升到1500rpm 时，THLWT-3 型微机调速装置面板上的增速灯熄灭，启动完成。 ⑸当发电机转速接近或略超过1500rpm 时，可手动调整使转速为1500rpm，即：按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“手动”方式，此时“手动”指示灯会被点亮。按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键即可调整发电机转速。 ⑹发电机起励建压有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动起励建压；一是常规起励建压；一是微机励磁。发电机建压后的值可由用户设置，此处设定为发电机额定电压400V，具体操作如下： ①手动起励建压 1) 选定“励磁调节方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁调节方式”旋钮旋到“手动 调压”，“励磁电源”旋钮旋到“他励”。 2) 打开励磁电源。将控制柜上的“励磁电源”打到“开”。 3) 建压。调节实验台上的“手动调压”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压（线电压）达到设定的发电机电压。

电力系统自动化考试复习题及答案

《电力系统自动化》课程考试复习内容-答案 整理：史跃鹏2011.7.17 2011学年第二学期 说明：电气工程专业课为：《电力电子技术》《自动控制技术》《电力系统分析》，要求平均分大于75分才能获得学位。1．请简述电力系统的主要特点和运行的基本要求。 参考书：第1章“电力系统特点和基本要求” 答：特点： 1、与国民经济、人民日常生活联系紧密。 2、系统结构庞大复杂 3、各种暂态过程非常短促 4、电能不能大量储存 基本要求： 1、保证供电的可靠性 2、保证良好的电能质量 3、保证系统运行的经济性。 2．请简述电力系统自动化的主要研究内容。 参考书：第1章“电力系统自动化主要内容” 答：1、电力系统调度自动化 2、电厂动力机械自动化 3、变电站自动化 4、电力系统自动装置 3．准同期并列的三要素是什么？ 参考书：第2章第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列的理想条件” 答： 1．并列开关两侧的电压相等， 2．并列开关两侧电源的频率相同， 3．并列开关两侧电压的相位角相同。

4．并列操作瞬间如果存在相位差，请分析准同期并列操作对系统的影响。 参考书：第2章 第1节“二、准同期并列”中的“同期并列误差对并列的影响”的“合闸相角差对并列的影响” 答：出现因相位不等的电压差，相位差180度时，电压差最大，冲击电流可以达到额定电流的20倍，可能损坏定子绕组端部，相位差在0-180度之间时，冲剂电流既有有功分量，也有无功分量，在发电机轴上产生冲击力矩。 5．并列操作瞬间如果存在频率差，请分析准同期并列操作对系统的影响。 参考书：第2章 第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列误差对并列的影响”的“合闸频率差对并列的影响” 答：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．并列操作瞬间如果存在电压幅值差，请分析准同期并列操作对系统的影响。 参考书：第2章 第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列误差对并列的影响”的“合闸电压幅值差对并列的影响” 答：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。 7．已知发电机准同期并列允许压差为额定电压的5%，允许频差为额定频率的0.2%，当图1所示Ts 分别为9s 和11s 时，请分析正弦整步电压波形是否满足并列操作的压差和频差条件。 参考书：第2章 第2节“一、脉动电压” 答案：当Ts ＝9s 时，压差条件满足，频差条件不满足； 当Ts ＝11s 时，压差和频差条件均满足。 8．图2所示两种频差情况的U t.ad （恒定越前时间脉冲）与U δ.ad （恒定越前相角脉冲）关系波形图，通过比较U t.ad 与U δ.ad 顺序检查频差大小，请问哪种频差情 U 图1 正弦整步电压波形

电力系统自动化复习资料上课讲义

第一、二章 1、准同期并列与自同期并列方法有何不同？对它们的共同要求是什么？两种方法各有何特点？两种方法适用场合有何差别？、准同期并列的理想条件是什么？ （1）准同期：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、电压大小满足并列条件时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。 自同期：将未励磁、接近同步转速的发电机投入系统，并同时给发电机加上励磁，在原动机力矩、同步力矩等作用下把发电机拖入同步，完成并列操作。 （2）冲击电流小，拉入同步快 （3）准同期：优点：冲击电流小，进入同步快。 缺点：操作复杂、并列时间稍长。 自同期：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。 （4）准同期：系统并列和发电机并列 自同期：电力系统事故，频率降低时发电机组的快速启动 准同期并列的理想条件是： ?待并发电机频率与系统频率相等，即频率差为零，Δf = 0 ?待并发电机电压和系统电压幅值相等，即电压差为零，ΔU = 0 ?待并发电机电压与系统电压在主触头闭合瞬间的相角差为零，Δδ= 0 2. 准同期并列的理想条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果？ ①发电机的频率和电网频率相同；②发电机和电网的的电压波形相同；③发电机的电网的电压大小、相位相同；④发电机和电网的相序相同，相角差为零。 如果ΔU很大，则定子电流过大时，将会引起发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力的作用下受损。因此，一般要求电压差不应超过额定电压的5%~10%；如果δ很大，定子电流很大，其有功分量电流在发电机轴上产生冲击力矩，严重时损坏发电机，通常准同步并列操作允许的合闸相位差不应超过去5°；发电机在频差较大的情况下并入系统，立即带上较多正的（或负的）有功功率，对转子产生制动（或加速）的力矩，使发电机产生振动，严重时导致发电机失步，造成并列不成功。一般准同步并列时的允许频率差范围为额定频率的0.2%~0.5%。对工频额定频率50Hz，允许频率差为0.1~0.25Hz。 3. 为什么要在δ=0之前提前发合闸脉冲？ 在压差、频差满足要求的情况下，并列断路器主触头闭合时，应使δ等于0°。由于断路器的合闸过程有一定的时间，作为自动准同步装置，必须在δ=0°导前一个时间t发出合闸脉冲。 4. 自动准同步装置的任务是什么？ （1）频差控制单元。检测与间的滑差角速度，调节转速，使发电机电压的频率接近于系统频率。 （2）电压控制单元。检测与间的电压差，且调节电压使它与的差值小于允许值，促使并列条件的形成。 （3）合闸信号控制单元。检查并列条件，当频率和电压都满足并列条件，选择合适的时机，即在相角差等于零的时刻，提前一个“恒定越前时间”发出合闸信号。 5．如何利用线性整步电压来实现对频差大小的检查？并说明其工作原理。 线性整部电压与时间具有线性关系，自动准同期装置中采用的线性整步电压通常为三角波整步电压，含有相差和频率差信息。利用比较恒定越前时间电平检测器和恒定越前相角电平检

电力系统自动化试题

一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1.5分，共15分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是 符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.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 2.为防止断路器多次重合于永久性故障，重合闸装置接线中设置了( C ) A.方向继电器 B.差动继电器 C.防跳继电器 D.阻抗继电器 3.我国电力系统220KV线路的故障类型中，有接近90%的故障是( C ) A.三相短路 B.两相短路 C.单相接地短路 D.两相接地短路 4.准同步并列条件规定的允许电压差为不超过额定电压的( B ) A. 3%,5% B. 5%,10% C. 10%,15% D. 15%,20% 5.与正弦整步电压最小值所对应的相角差一定等于( A ) A. 0度 B. 90度 C. 180度 D. 270度 6.具有正调差特性的同步发电机，当输出的无功电流增大时，机端电压( D ) A.不变 B.增大 C.以上两条都有可能 D.减小 7.励磁绕组上的瞬时过电压，会(C ) A.烧坏转子铁芯 B.危害系统运行的稳定性 C.危害励磁绕组绝缘 D.以上三项都有 8.自动励磁调节器的强励倍数一般取( D )

A. 2—2.5 B. 2.5—3 C. 1.2—1.6 D. 1.6—2.0 9.在励磁调节器中，若电压测量采用12相桥式整流电路，则选频滤波电路的滤波频率应选为 ( D )Hz A. 50 B. 300 C. 600 D. 1200 10.机端并联运行的各发电机组的调差特性( D ) A.可以为负 B.可以为零 C.必须为零 D.必须为正 第二部分非选择题 二、名词解释(本大题共7小题，每小题2分，共14分) 11.瞬时性故障 11.当故障线路由继电保护动作与电源断开后，如果故障点经过去游离，电弧熄灭，绝缘可以自动恢复， 故障随即自动消除，则称此类故障为瞬时性故障(或暂时性故障)。这时，如果重新使断路器合闸，往往能够 恢复供电。 12.准同步并列 12.在同步发电机的电压幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率和相位均接近相等时， 将发电机断路器合闸，完成并列操作，称这种并列为准同步并列。 13.正弦整步电压 13.滑差电压经整流滤波电路处理后得到的滑差电压包络线即正弦整步电压。 14.自并励

电力系统自动化复习 总结

1、同步发电机的并列方法可分为准同期并列和自同期并列两种。 2、脉动电压含有同期合闸所需的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差。 对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机的运行实行控制的重要内容之一。 3、同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。 4、整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。 5，发电机发出的有功功率只受调速器控制，与励磁电流的大小无关。6，与无限大容量母线并联运行的机组，调节它的励磁电流可以改变发电机无功功率的数值。 7，同步发电机的励磁自动控制系统还负担着并联运行机组间无功功率合理分配的任务。 8，电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。 9，发电机励磁电流的变化只是改变了机组的无功功率和功率角δ值的大小。 交流主励磁机的频率机，其频率都大于50Hz，一般主励磁机为100Hz，有实验用300Hz以上。 10，他励交流励磁机系统的主副励磁机的频率都大于50Hz ，只励磁机的频率为100Hz ，副励磁机的频率一般为500Hz ,以组成快速的励磁系统。其励磁绕组由本机电压经晶闸管整流后供电。

11，静止励磁系统，由机端励磁变压器供电给整流器电源，经三相全控整流桥直接控制发电机的励磁。 12，交流励磁系统中，如果采用了晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时，就可以考虑用晶闸管的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁。 13，交流励磁系统中，要保证逆变过程不致“颠覆”，逆变角β一般取为 40·，即α取 140·，并有使β不小于 30·的限制元件。 14，励磁调节器基本的控制由测量比较，综合放大，移相触发单元组成。15，综合放大单元是沟通测量比较单元与移相触发单元的一个中间单元。16，输入控制信号按性质分为：被调量控制量（基本控制量），反馈控制量（为改善控制系统动态性能的辅助控制），限制控制量（按发电机运行工况要求的特殊限制量）。 17，发电机的调节特性是发电机转子电流I EF与无功负荷电流I Q的关系。18，采用电力系统稳定器（PSS）的作用是产生正阻尼以抵消励磁控制系统引起的负阻尼转矩，有效的抑制低频率震荡。 K L＊=1-3。 ＊为负荷的频率调节效应系数，一般 20.电力系统主要是由发电机组，输电网络及负荷组成 21.电力系统中所有并列运行的发电机组都装有调速器。电力系统中所有发电厂分为调频厂和非调频厂。调频承担电力系统频率的二次调节任务，而非调频厂只参加频率的一次调节任务。 22.启动频率：一般的一轮动作频率整定在49HZ。末轮启动频率：自动减负荷装置最后一轮的动作频率最好不低于。 23. 电力系统中的有功功率电源是集中在各类发电厂中的发电机。无功功率

电力系统自动化习题及答案

第一章发电机的自动并列习题 1、同步发电机并网（列）方式有几种？在操作程序上有何区别？并网效果 上有何特点？ 分类:准同期,自同期 程序：准：在待并发电机加励磁，调节其参数使之参数符合并网条件，并入电网。 自：不在待并电机加励磁，当转速接近同步转速，并列断路器合闸，之后加励磁，由系统拉入同步。 特点：准;冲击电流小，合闸后机组能迅速同步运行，对系统影响最小 自：速度快，控制操作简单，但冲击电流大，从系统吸收无功，导致系统电压短时下降。 2、同步发电机准同期并列的理想条件是什么？实际条件的允许差各是多 少？ 理想条件：实际条件（待并发电机与系统） 幅值相等：UG=UX 电压差Us不能超过额定电压的5%-10% 频率相等：ωG=ωX 频率差不超过额定的0.2%-0.5% 相角相等：δe=0（δG=δX）相位差接近，误差不大于5° 3、幅值和频率分别不满足准同期理想并列条件时对系统和发电机分别有何 影响？ 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。 4、何为正弦脉动电压？如何获得？包含合闸需要的哪些信息？如何从波形上获得？

5、何为线形整步电压？如何得到线形整步电压？线性整步电压的特点是什么？ 6、线性整步电压形成电路由几部分组成？各部分的作用是什么？根据电网电压和发电机端电压波形绘制出各部分对应的波形图。 书上第13页，图1-12 组成：由整形电路，相敏电路，滤波电路组成 作用：整形电路：是将Ug和Ux的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列方波，其幅值与Ug和Ux无关。 相敏电路：是在两个输出信号电平相同时输出高电平，两者不同时输出低电平。 滤波电路：有低通滤波器和射极跟随器组成，为获得线性整步电压Us和&e的线性相关，采用滤波器使波形平滑 7、简述合闸条件的计算过程。 Step 1：计算Usmin，如果Usmin≤USy转Step 2；否则调整G来改变UG Step 2：ωsy的计算 Step 3：如果ωs≤ωsy继续Step 4；否则调整G来改变ωG，ωs=ωG-ωX Step 4：δe的计算：δe=tYJ?ωs Step5：δe≤δey合闸；否则调整G来改变ωG，从而δe 8、简述同步发电机并列后由不同步到同步的过程（要求画图配合说明）。 书上第7页，图1-4 说明：1、如果发电机电压Ug超前电网电压Ux，发电机发出功率，则发电机将被制动减速，当Ug落后Ux，发电机吸收无功，则发电机加速。 2、当发电机刚并入时处于a电，为超前情况，Ws下降---到达b点，Wg=Wx，&e最 大，W下降，&e下降——处于原点，Ug=Ux----&e=0，Wg＜Wx——过原点后， &e＜0，——Wg上升 总之。A-b-0-c，c-0-a，由于阻尼等因素影响，摆动幅度逐渐减小到同步角9、准同期并列为什么要在δ=0之前提前发合闸脉冲？提前时间取决于什么？恒定越前时间并列装置的恒定越前时间如何设定？ 10、恒定越前时间并列装置如何检测ωs<ωSY？

电力系统调度自动化控制技术探析 温进荣

电力系统调度自动化控制技术探析温进荣 发表时间：2019-07-19T13:42:27.863Z 来源：《基层建设》2019年第13期作者：温进荣 [导读] 摘要：随着社会发展面向现代化的方向进行建设，我国的经济也有了很大程度的改变，国民的生活水平在不断地提升。 广东卓维网络有限公司广东佛山 528200 摘要：随着社会发展面向现代化的方向进行建设，我国的经济也有了很大程度的改变，国民的生活水平在不断地提升。但也正是在这种社会发展的大背景下，我国的用电需求量也在逐步上升。所以保证供电的可靠性和用电安全是电力系统运行中重要的环节。也正是在这种情况下，电力系统调度自动化控制技术被研制并广泛应用，它的出现为电力系统的正常运行提供了良好的技术条件，使用这种技术可以对电网运行信息进行采集、监视和对运行状态进行控制。本文研究了这种技术应用的重要性以及它的突出特点，探讨了应该怎样对这种技术进行改造。 关键词：电力系统；自动化；控制技术 电力自动化控制技术是整个电力系统中必不可少的一项专业技术，它是电力系统能够正常运行的重要保障。电力自动化技术可以帮助调控人员对电力系统进行远程操控，可以监视电网的运行状态以及对它的安全性进行在线分析预控。因此，加强电力系统调度自动化控制技术的研究力度可以有效的提高电网运行水平并减轻调控人员的工作强度，相关的专业人员熟知此项技术，可以有效的提高自己在日常工作中的运行维护水平。 1电力系统调度自动化控制技术应用必要性以及它的功能特点 1.1电力系统调度自动化控制技术的应用必要性 当今时代人们的生活以及社会经济的发展对电力的依赖性越来越大，这也迫切要求电力系统网络迅速发展壮大并安全、优质、经济、可靠运行，但是整个复杂的电力系统只有靠调度自动化控制技术的不断发展应用才能实现对电网的有效监视、判断、分析、遥控（遥调）或自动控制，必须要使电力系统调度自动化控制技术符合目前的实际情况才能够确保电网正常运行供电，所以这就需要电力调度自动化控制系统工作人员不断提升自己的实力对其进行研究和深化应用。 1.2电力系统调度自动化控制技术的功能特点 1.2.1能够对电力网络进行安全分析 自动化控制技术网络分析包括状态估计、调度员潮流、静态安全分析、灵敏度分析等功能，网络分析功能是电网调度自动化控制系统重要功能模块，为调度员提供快速简便的计算分析手段，是调度运行值班必不可少的工具，在快速、准确计算的同时，有效地协助调度员及时掌握电网危险点，以便及时采取预控措施，可以有效减少事故的发生。 1.2.2变电站集中监控功能应用 变电站集中监控功能是监控员实时掌控所辖变电站设备运行工况的主要手段。实现设备运行信息的分类、分站、分电压等级的汇总与现实，并通过颜色、声音、文字等多种手段进行提示预警及远方遥控功能。能够快速、准确地向监控员提供当前变电站真实运行情况及故障异常情况下设备遥测、遥信信息，能够有效提升监控工作效率，缓解监控员工作压力，使监控功能成为调度的“眼睛和耳朵”，进一步提升变电站集中监控安全运行水平。 1.2.3自动电压控制功能应用 自动电压控制（A VC）应用是在满足电网安全稳定运行前提下，保证电压和功率因数合格，并尽可能降低系统因不必要的无功潮流引起的有功损耗。A VC从网络分析应用（PAS）获取控制模型、从电网稳态监控应用（SCADA）获取实时采集数据并进行在线分析和计算，对电网内各变电站的有载调压装置和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制，实现全网无功电压优化控制闭环运行。 1.2.4能够有效的降低运行成本 电力系统调度自动化控制技术在保证电力系统能够安全运行的基础上，还能够保证整个系统在运行时的经济实用，保证电力有效性，防止浪费，从而节省了成本。 2电力系统调度自动化控制技术的应用 随着电力系统科技迅猛的发展，电力系统调度自动化控制技术也发生着日新月异的变化，目前我国的电力系统已经进入了一个全新的发展阶段，为适应“大运行”体系建设需求，电力公司非常注重自动化控制技术的研发及使用，并依托此技术实现省、地、县一体化运行，下面就让我们对以下几种不同阶段的自动化技术的使用有一个深入的了解。 2.1电力调度自动化控制系统的应用 此种电力自动化控制技术的具体应用就是在电力系统运行时对其进行数据采集，然后再通过各分布点的服务器对数据进行处理，并且根据这些数据分配所要负责的工作，在该技术下，电力系统会非常流畅的运行，在运行过程中很少出现事故，而且它的通用性比较广泛适应能力比较强，会使电力系统的运行更加稳定，更安全，因此在电力系统应用中十分受欢迎。 2.2能量管理系统的应用 该种系统的应用好处就是它具有很强的实时性以及开放性，这种系统的运行主要用系统中的卫星参与进行实时检测，从而保证运行的时效性。除此之外，人还可以与系统进行互动，以便实现对系统的控制，另外，此系统的其他几个功能也能够帮助电力系统更好的工作更好的运行，目前此种能量管理系统多应用于广州北京等几个城市。 这种管理系统是南京一家企业研制出来的，这种应用的具体操作以及它的特点结合了以上两种系统的优点，它既能够对数据进行收集并且整理，又可以对电力系统的工作人员进行培训，调控整个运行过程。这些是其他系统不能够做到的，除了这些特点，它的技术以及性能也比较突出，所以在使用时受到了广大电力企业的喜爱。 2.3智能电网调度控制系统的应用 智能电网调度控制系统，配置实时监控与分析、调度计划、调度管理及省地一体化、地县一体化系统应用功能，横向上，通过统一的基础平台实现三类应用的一体化运行；纵向上，通过基础平台实现省、地、县调系统一体化运行和电网模型、参数、画面的源端维护、全网共享。这是目前为适应“大运行”体系建设并全国推广使用的新型调度自动化控制技术。综合上面的内容，以上几种技术是我国电力调度自动化控制系统采用的比较广泛的，使用效果比较好的。除了这些国内的技术，一些国外的技术也具有极好的使用效果。所以在现在信息

电力系统自动化-实验一 自动准同期并网实验

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。 图1 自动准同期并列装置的原理框图 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。

“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：QF0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。 4）发电机组的解列和停机。 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

《电力系统自动化技术》复习题2

《电力系统自动化技术》复习题二 一、单项选择题(每小题2分，共20分) 1．微机励磁调节器便于实现复杂的控制方式，这是由于其（）。 A．硬件简单可靠 B.控制功能用软件实现 C．显示直观D．硬件的标准化设计 2．负荷吸收的有功功率随频率变化的现象，称为（）。 A. 负荷调节效应 B. 负荷的暂态频率特性 C．负荷的频谱D．负荷的动态频率特性 3.在理想灭磁过程中（）。 A．励磁电流加速衰减，励磁电压不变 B．励磁电压加速衰减，励磁电流不变 C．励磁电流匀速衰减，励磁电压保持为最大允许值 D．励磁电流和电压都匀速衰减 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

D.与正调差特性的发电机直接并联运行 8. 并列断路器两侧电压矢量的电角速度之差称为( )。 A.电压相角差 B.电压矢量差 C.滑差周期 D.滑差角频率 9.设某台汽轮发电机与无穷大系统并列运行，当调节该汽轮机进汽门大小时，可改变该发电机组输出的( )。 A.电压 B.频率 C.有功功率 D.无功功率 10.在以高温高压火电厂为主的电力系统中，自动低频减负荷装置的末级动作频率一般为( )。 A.45~45.5Hz B.46~46.5Hz C.47~47.5Hz D.48~48.5Hz 二、填空题（每小题2分，共10分） 1.线性整步电压中不含准同步条件之一的________信息。 2.电力系统频率和有功功率自动调整，最终需要借助原动机的_______系统来实现。 3.移相触发单元一般由同步、移相、脉冲形成和_______等环节构成。 4.自并励励磁方式的起励方式有他励起励和_______起励两种。 5.通常，当发电机机端电压UG升高，励磁调节器应使励磁电流_______，以维持UG在给定水平上。 三、名词解释题（每小题5分，共25分） 1.DMS 2.准同步并列 3.重合器

电力系统自动化习题及答案word版本

1、电力系统自动化的发展经过了那几个阶段？ （一）单一功能自动化阶段 （二）综合自动化阶段：特点是用一套自动化系统或装置来完成以往两套或多套分离的自动化系统或装置所完成的工作。 1．电能的生产有哪些主要特点？对电力系统运行的总体要求要求是什么？ （1）1，结构复杂而庞大，2，电能不能储存，3，暂态过程非常迅速，4，特别重要 （2）安全，可靠，优质，经济，环保 2．电力系统有哪些运行状态？它们的主要特征是什么？ 正常状态：满足等式和不等式约束，主要进行经济调度。 警戒状态：满足等式和不等式约束，但接近不等式约束上下限，主要进行预防性控制。 紧急状态：满足等式约束，不满足不等式约束，进行紧急控制。 系统崩溃：等式不等式约束均不满足，切机、切负荷、解列等控制，尽量挽救已经解列的各个子系统。 恢复状态：满足等式和不等式约束，采取预恢复控制措施，如并列、带负荷等控制，恢复对用户的供电。 3．电力系统自动化包括哪些主要内容？ 第二章习题、思考题 1、电力系统调度自动化是如何实现的？ 1，采集电力系统信息并将其传送到调度所；2，对远动装置传送的信息进行实时处理；3，做出调度决策；4，将调度决策送到电力系统区执行；5，人机联系 2、电力系统采用什么调度方式？ 集中调度控制和分层调度控制 2．电网调度自动化系统的基本构成包括哪些主要的子系统？试给出其示意图。 （1）电力系统，远动系统，调度计算机和人机联系设备 （2） 3．电网调度自动化系统主要有哪些信息传输通道（信道）？ 1，远动与载波通道复用电力载波通道，2，无线信道，3，光纤通信，4，架空明线或电缆传输远动通信4．电力系统常采用什么调度方式？分层调度有何主要优点？我国电网调度目前分为哪些层次？ （1）分层调度控制：就是把全电力系统的监视控制任务分配给属于不同层次的调度中心，下一层调度完成本层次的调度控制任务外，还接受上一级调度组织的调度命令并向上层调度传递所需信息。 （2）优点：便于协调调度控制，提高系统可靠性，改善系统响应 （3）分为国家级，大区级，省级，地区级，县级

浅谈电力系统自动化

浅谈电力系统自动化 “安全、可靠、经济、优质”的电能供应是现代社会对电力事业的要求,自动化的电力系统成为现代社会的发展趋势,而且电力系统自动化技术也不断地从低级到高级,从局部到整体。本文试对电力系统自动化发展趋势及新技术的应用作简要阐述。 标签：电力系统自动化探讨 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:

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

电力系统自动化复习资料[1]1

1.电压幅值差和相角差产生的冲击电流各为什么分量？有功还是无功？危害？ 幅值差：冲击电流的无功分量，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，须注意对它的危害。相角差：冲击电流为无功分量，机组联轴受到突然冲击 2.什么是自同期并列？操作过程与准同期有何区别？自同期的优缺点？ 自同期并列就是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近电网频率，滑差角频率不超过允许值，在机组加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器，接着立刻合上励磁开关，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增加的过程中，由电力系统将并列发电机拉入同步状态。 区别：自同期：先合断路器，而后给发电机组加励磁电流，由电力系统将并列发电机拉入同步。准同期：先合发电机组加励磁电流，再合并列断路器，以近于同步运行条件进行并列操作。自同期优点：操作简单，不需要选择合闸时刻，系统故障时，应用自同期并列可迅速把备用水轮机投入电网。缺点：不能用于两个系统；会出现较大的冲击电流；发电机母线电压瞬时下降，对其他用电设备的正常工作产生影响，自同期并列方法受限制。 3.采用怎样的方法获得恒定越前时间？ 它采用的提前量与恒定时间信号，即在脉冲电压Us到达电压相量U G、U X重合之前t XJ发出合闸信号，一般取t XJ等于并列装置合闸出口继电器动作时间t C和断路器合闸时间t QF之和 4.什么是整步电压？分几种？什么是线性整步电压？ 整步电压指自动并列装置检测并列条件的电压。分为线性整步电压和正弦型。线性整步电压只反映U G和U X之间的相角差特性，而与它们的电压幅值无关，从而使越前时间信号和频率差的检测不受电压幅值的影响，提高了控制性。 5.励磁电流是通过调节什么来维持电压给定的？励磁电流 6.励磁静态稳定的影响？ 从单机向无限大母线送电为例，发电机输出功率公式 a.无励磁调节时，Eq为定值，δ=90°处于稳定极限公式。 b.有励磁调节器U G=C，功角特性为外功角特性B，稳定极限δ’>90°。提高了静态稳定能力。 c.按电压偏差比例调节的励磁系统，E’=常数，功角特性为曲线C，稳定极限δ’>90°。提高静态稳定能力。 7.励磁对静态稳定的影响 设正常运行情况下，发电机的输出功率为P G0在a点运行，当突然受到某种扰动后，运行点变为b。由于动力输入部分存在惯性，输入功率仍为P G0，转子加速。运行点向F运动，过F点后转子减速。仅当加速面积≤减速面积时，系统才能稳定，发电机加强励，受扰动后运行点移动至Ⅲ上，减小了加速面积，增大了减速面积，改善了暂态稳定性。 8.励磁稳定快速响应条件？ 缩小励磁系统时间常数；尽可能提高强行励磁倍数 9.什么是发电机的强励作用？ 当系统发生短路性故障时，发电机的端电压将下降，这时励磁系统应强行励磁，向发电机的转子回路输送较正常额定值多的励磁电流。以利于系统安全运行，称为强励作用。 10.励磁系统如何改善运行条件？ a．改善异步电动机的自启动条件。b。为发电机异步运行创造条件。c。提高继电保护装置工作的正常性11.对励磁功率的要求 1.要求励磁功率单元有足够的可靠性具有一定的调节容量 2.具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。 12.励磁系统分几种，各自特点，如何实现无刷励磁，无刷励磁系统的特点 励磁系统分为直流励磁系统、交流励磁系统和静止励磁系统、发电机自并励系统，直流励磁系统分为自励和他励，交流励磁系统又分为他励和无刷。 如何实现无刷：首先它的副励磁机是永磁式发电机，磁极旋转电枢静止。然后主励磁机的电枢硅整流元

电力系统自动化试复习资料

一、填空题 1、重合器是用于配电网自动化的一种智能化开关设备，它本身具有(控制)及(保护)功能。它能检测故障电流并能在给定的时间内(断开)故障电流，以及按照整定次数进行重合的控制装置。 2、我国电网调度的基本原则（统一调度）、（分级管理）、（分层控制）。 3、电力系统运行状态有(正常运行状态)、(警戒状态)、(紧急状态)、系统(崩溃)、(恢复状态)。 4、将二进制数 11011011 转化成十进制数为(219)。 5、能量管理系统(EMS)是电力系统监视与控制的硬件及软件总称。主要包括采集与监控(SCADA)、(自动发电控制（AGC）)、(经济调度控制（EDC）)、（电力系统状 态估计（SE）)、(安全分析（SA）)、（调度员模拟培训（DTS））配电自动化与管理(DA/DMS)等。P12 6、A/D 转换器是将(模拟量)转换为(数字量)。 7、定时扫查方式的遥信输入电路由三个部分组成:(遥信信息采集电路) 、(多路选择开关)、(并行接口电路8255A)。 8、RTU 的遥控输出电路并不直接控制(断路器分闸与合闸回路)，而是接入遥控执 行屏，由遥控执行屏控制(输出信号控制分合闸)。 9、串行通信中，有两种最基本的通信方式:(同步通信)和(异步通信)。 10、变电站综合自动化系统的结构模式有(集中式)、(分布式)、(分散分布式)三种类型。 二、选择题 1、如果远动装置 RTU 的信息发送速率为 600bit/s，表示 1s 发送 600 个(B)。 A. 字节 B.二进制数 C.十进制数 D 十六进制数 2、交流采样电路中采样保持器的主要作用是(B)。 A.保证 A/D 转换时间内信号不变化 B.保证被 A/D 转换的同一回路的多路输入信号(如三相电流电压)的同步性 C.降低对 A/D 转换器的转换速度要求 3、要使主站系统能正确接收到厂站端设备的信息，必须使主站与厂站端的(BC)一致。 A.设备型号 B.通信规约 C.通道速率 D.系统软件 4、同步是远动系统的一个重要环节，是指远动装置收发两端的(A)相同一致。 A.频率、相位 B.频率、幅值 C.相位、幅值 5、造成系统电压下降的主要原因是(D)。 A.负荷分布不均匀 B.系统中大量谐波的存在 C.中性点接地不好 D.系统无功功率不足或无功功率分布不合理 6、按照无功电压综合控制策略，电压和功率因数都低于下限，应如何控制?(B) A.调节分接头 B.先投入电容器组，根据电压变化情况再调有载分接头位置 C.投入电容器组 D.先调节分接头升压，再根据无功功率情况投入电容器组 7、据电网管理形式的不同，世界上典型的调度管理模式大致可分为三种:(A)。