电力系统自动装置原理 复习概要

第一篇：电力系统自动装置原理 复习概要

题型：A、B卷，都是：简答和计算题，共计10题*10分；共计100分 考试时间：18周的周一或周二下午，每个班级一个教室，共计4个考场，按照学号座

复习概要：（主要内容）

1、同步发电机自动并列的类型；

2、同步发电机自动并列的三个条件和影响机理

3、同步发电机并列的暂态过度过程的原理；

4、线性整步电压的原理

5、励磁控制系统的2大任务及其原理；

6、他励交流静止整流器、旋转整流器；自幷励方式的原理及其优缺点

7、无功分配的计算

8、功率圆和无功进相运行的原理

9、同步发电机、电力负荷、电力系统的功率频率特性

10、系统负荷增大时，实际的频率、负荷功率和发电机功率的变化及其机理

11、电力系统调频、经济调度的原理

12、低频自动减载的原理。

13、把2、3、5、6章统一复习完。

某学校的考研面试试题，供有兴趣的同学参考。

一、简答

1、同步发电机并列时应遵循的原则是什么？什么是准同期并列？准同期并列的理想条件

和实际条件各是什么？

2、同步发电机自动励磁调节系统的主要作用是什么？画出自并励静止励磁系统原理接线

框图？

3、在远距离输电并联系薄弱的电力系统中，励磁自动调节系统对电力系统稳定产生什么影

响？应采取何种措施改善电力系统的稳定性？

4、解释发电机组的静态频率特性、负荷的静态频率特性及电力系统的静态频率特性的定

义。

5、给出改进积差调频方法的调节准则，并说明当调节结束后，系统频率和各调频机组承担的功率变化量。

二、第四章第三节 励磁自动控制系统的稳定性的计算

三、第三章第三节 励磁系统中的整流电路（三相桥式全控整流电路）画图

四、第五章类似于146页例题

五、简述调压和调频方法的异同。无功功率和有功功率分配的异同，及与调差系数的关

六、自动减载 最大功率缺额的确定

第二篇：电力系统继电保护及自动装置期末复习

电力系统继电保护及自动装置期末复习（上）

绪论

继电保护装置工作的四个基本要求：a可靠性 b迅速性 c选择性 d灵敏性

一、输电线路的阶段式继电保护

1、使继电器动作的最小电流称为动作电流Iact。

2、使继电器返回的最大电流称为返回电流Ire。

3、返回电流与动作电流的比值称为返回系数Kre。

Kre=Ire/Iact；一般取Kre=0.85~0.95

4、电磁型中间继电器的特点：

a.触点容量大，可直接作用于断路器跳闸。b.触电数目多。

c.可实现时间继电器难以实现的短延时。

d.可实现电流启动电压的保持或电压启动电流保持。

5、信号继电器的触点自保持，由值班人员手动复归或电动复归，不能自动复归。

6、三相完全星型接线应用于大电流接地系统。

7、两相不完全星型接线广泛应用与中性点不接地或非直接接地系统中。

8、最大、最小运行方式的确定：

a.整定继电保护定值时最大运行方试：系统在某种运行方式通过保护的最

大电流。

b.整定继电保护定值时最小运行方试：系统在某种运行方式通过保护的最

小电流。

9、阶段式电流保护整定：

电流一段：

整定: 躲过本线路末端故障时最大短路电流

电流：最大

动作时间：0 动作时限：最快

保护范围：本线路首段一部分

灵敏度：最低

电流二段：

整定: 躲过本线路末端相邻下级线路最大短路电流

电流：中间

动作时间：t1II=t2II+△t 动作时限：中间

保护范围：本线路全长并延伸至相邻下一线路首段 灵敏度：中间

电流三段：

整定: 躲过最大的负荷电流

电流：最小

动作时间：t1III=t2III+△t 动作时限：最长

保护范围：本线路全长及相邻下级线路全长并延伸至相邻下下级一线路首段 灵敏度：最高

10、动作时限的整定：过电流保护动作时限，按阶梯原则整定。

11、零序电流的分布：在接地点和变压器接地中性点之间流通，变压器三角侧无零序电流，取决于中性点接地数目和分布情况，而与电源数目无关。

12、只有接地故障时才产生零序电流，正常运行和相间短路时不产生零序电流。

13、距离保护整定：

第一段，动作时限位零，只能保护被保护线路首段起全长的80%—90%。第二段，的动作时限为0.5s 第三段，第三段为阶梯时限。

 注意：

(一)助增电流，使测量阻抗增大，保护范围缩短。(二)汲出电流，使测量阻抗减小，保护范围扩大。

14、解决选择性问题：在原来保护的基础上装设方向元件形成方向选择性保护。

二、输电线路的全线速动保护

1、纵联差动保护：用辅助导线（或称导引线）将保护线路两侧的电量连接起来，比较被保护的线路始端与末端电流的大小及相位。

2、高频信号可分为：闭锁信号 允许信号 跳闸信号

六、电力系统主设备的继电保护原理

1、电力系统主设备的主保护是差动保护，如：完全差动保护、不完全差动保护、比例制动特性差动保护。

2、气体保护：通过气流与油流而动作的保护称为气体保护。

3、三绕组变压器的差动保护不平衡电流比双绕组变压器大。

4、中性点放电间隙除装设两段式零序电流之外，再增设反应零序电压和间隙放电电流的零序电流电压保护。

5、复合电压启动的过流保护一般用于升压变压器或过电流保护灵敏度达不到要求的降压变压器上，适用于大多数中、小型变压器。

6、复合电压启动元件由一个负序电压继电器(KVN)和一个低压继电器（KV)组成。

7、负序电压继电器由负序电压滤过器和过电压继电器组成。

7、对于定子绕组为双星形接线且中性点有六个引出端（两个中性点），通常采用单继电器或横差保护。

8、单机容量为100MW及以上的发电机均采用发电机变压器组单元接线，要求装设保护区为100%的定子接地保护。

复习题

1、继电保护的基本任务是什么？

答：当电力系统的被保护元件发生故障时，继电保护装置应能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，并保证无故障部分迅速恢复正常运行。当电力系统被保护元件出现异常运行状态时，继电保护应能及时反映，并根据运行维护条件，动作于发出信号、减负荷或跳闸。



2、下图所示双电源网络中，拟在各线路上装设过电流保护。已知时限级差△t=0.5s，为保证选择性，试求：

（1）过电流保护1-6的动作时限应为多大？（2）哪些保护上应装设方向元件？



3、如下图所示，试确定保护1-4的动作时间，并指出哪些保护应该装设方向元件。（已知△t=0.5s）

ABC1S 72143

1.5S1.5S0.5S

856

4、什么叫距离保护? 答：距离保护是反应故障点到保护安装处的距离，并根据距离的远近决定动作时限的一种保护，它实质上是反应阻抗降低而动作的阻抗保护。

5、电力变压器通常装设哪些保护装置?其作用是什么？ 答：

（1）瓦斯保护。用来反映变压器油箱内部的短路故障以及油面降低；（2）纵差保护或电流速断保护。用于反映电力变压器绕组、套管及引出线发生的短路故障；

（3）相间短路的后备保护。用于反映外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差保护（或电流速断保护）的后备保护；

（4）接地短路的零序保护。用于反映变压器高压侧（或中压侧）以及外部元件的接地短路；

（5）过负荷保护。过负荷保护通常只装在一相，用于反映变压器过负荷；（6）温度信号装置。监视上层油温。

6.变压器差动保护的差动回路中形成不平衡电流的因素有哪些？ 答：1）变压器励磁涌流所产生的不平衡电流； 2）三相变压器接线产生的不平衡电流；

3）由计算变比与标准变比不同产生的不平衡电流； 4）由电流互感器变比误差产生的不平衡电流；

5）带负荷调整变压器分接头位置改变产生的不平衡电流。

7.简述变压器瓦斯保护的工作原理？

答：⑴变压器正常运行或油箱外部发生故障时，瓦斯保护不动作；

⑵变压器油箱内部发生轻微故障时，轻瓦斯动作发出信号；

⑶变压器油箱内部发生严重故障时，重瓦斯保护动作启动保护出口继电器，使变压器各侧断路器跳闸。

8.画出线路纵联差动的原理图，并试述其工作原理。答:

1、纵联差动保护装置由线路两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。因此，流经继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。

2、在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零；

3、如果在保护区内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。9.线路纵差保护有哪些优缺点？ 答：优点：

（1）全线速动；

（2）不受振荡和过负荷的影响；（3）灵敏度高。缺点：

（1）需要敷设辅助导线，增加了投资；

（2）需要监视辅助导线完好性的监视装置；

（3）不能作后备保护。

10.请将下列保护类型与其对应的保护应用范围配对连线。

答：（1）-（C）；（2）-（D）；（3）-（A）；（4）-（B）

11.发电机定子绕组匝间短路有何危害？

答：发电机匝间短路时短路回路的阻抗较小，短路电流很大，使局部绕组和铁心遭到严重损伤。

12.三段式电流保护各段的保护范围如何？ 哪些作主保护？哪些作后备保护？ 答：瞬时电流速断保护的保护范围为本线路首端部分，为主保护；

限时电流速断保护的保护范围为本线路的全长及延伸到相邻线路首端部分，为主保护；

定时限过电流保护：本线路及相邻线路的全长，为后备保护。（灵敏度、速度）

13.何谓断路器失灵保护？

答：所谓断路器失灵保护是指：当线路或主变等的保护动作发出跳闸脉冲后，由于某种原因（如跳闸线圈断线或压力低闭锁操作等）造成断路器拒绝动作时，失灵保护启动回路会启动变电站内的失灵保护系统，经判别后，能够以较短的时限切除与拒动断路器连接在同一母线上的所有电源支路的断路器，以便停电范围限制在最小的一种后备保护。

第三篇：电力系统自动装置总结

电力系统自动装置 1.备自投组成：（启动部分）和（合闸部分）。

2.备自投启动方式：保护起动方式、位置不对应起动方式、独立低电压起动。3.备用电源备用方式分为（明备用）和（暗备用）。

明备用是备用方式是装设有专用的备用电源或设备。

暗备用是备用方式是不装设专用的备用电源或设备，而是工作电源或设备之间的互为备用 4.采用AAT装置后的优点：

1）提高供电的可靠性；2）简化继电保护；3）限制短路电流、提高母线残余电压。5.对AAT装置的基本要求：（前三条都要问为什么看书第3页）1)保证在工作电源或设备确实断开后，才投入备用电源或设备。

2)不论因任何原因工作电源或设备上的电压消失时，AAT装置均应动作。3)AAT装置应保证只动作一次。4)当别用电源自动投入装置动作时，如别用电源或设备投于永久故障，应使其保护加速动作。

6.微机型备用电源自投装置可以通过逻辑判断来实现（只动作一次）的要求，但为了便于理解，在阐述备用电源自投装置逻辑程序时广泛采用电容器“充放电”来模拟这种功能。备用电源自投装置满足启动的逻辑条件，应理解为“充电”条件满足。

7.厂用电源的切换方式：按 运行状态、断路器的动作顺序、切换的速度进行区分。

按运行的状态分为：正常切换和事故切换。

按断路器的动作顺序区分分为：并联切换、断电切换、同时切换。按切换速度区分为：快速切换、慢速切换。

8.输电线路的故障有（瞬时性故障）和（永久性故障）两种。

输电线路的自动重合闸按功能和结构等分类常可分为：三相重合闸、单相重合闸、以及综合重合闸，一次动作的重合闸和二次动作的重合闸，单侧电源重合闸和双侧电源重合闸。9.无论采用何种方式，实现三相自动重合闸时都应满足下列基本要求。

1）自动重合闸可按控制开关位置与断路器位置不对应起动方式起动。对综合重合闸宜实现同时由保护起动重合闸。

2）用控制开关或通过遥控装置将断路器 断开，或将断路器投入故障线路上而岁即由保护装置将其断开时，均不应动作重合。

3）在任何情况下（包括装置本身的元件损坏以及继电器触点粘住等情况），重合闸的动作次数应符合预先的规定。（如一次重合闸只应动作一次）4）重合闸动作动作应自动复归。

5）应能在重合闸后加速继电保护动作，必要时可在重合闸前加速保护动作。6）应具有接收外来闭锁信号的功能。

10.重合闸的动作时限是指从断路器主触头断开故障到断路器收到合闸脉冲的时间。

重合闸复归时间就是从一次重合结束到下一次允许重合之间所需的最短间隔时间。（32~34页书仔细看看）

11.无电压检定和同步检定的三相自动重合闸，就是当线路两侧断路器跳闸后，先重合侧检定线路无电压而重合，后重合侧检定同步后在进行重合，前者常被称为无压侧，后者常被称为同步侧。同步侧同步检定投入，无电压检定退出，无电压侧则将同步检定和无压检定同时投入。

12.重合闸前加速保护是当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性瞬时动作跳闸，而后借助自动重合闸来纠正这种非选择性动作。

重合闸后加速保护是当线路上发生故障时，保护首先按有选择性的方式动作，跳开故障线路的断路器，然后重合断路器，如果是永久性故障，则利用重合闸的动作信号启动加速该线路的保护，瞬时切除故障。

13.输电线路综合重合闸有四运行方式，分别说明之。综合重合闸装置一般可以实现以下四种重合闸方式。

(1)综合重合闸方式:线路上发生单相故障时，实行单相自动重合闸，当重合到永久性单相故障时，若不允许长期非全相运行，则应断开三相并不再进行自动重合。线路上发生相间故障时，实行三相自动重合闸，当重合到永久性相间故障时，断开三相并不再进行自动重合。

(2)单相重合闸方式:线路上发生单相故障时，实行单相自动重合闸，当重合到永久性单相故障时，一般也是断开三相并不再进行重合。线路上发生相间故障时，则断开三相不再进行自动重合。

(3)三相重合闸方式:线路上发生任何形式的故障时，均实行三相自动重合闸。当重合到永久性故障时，断开三相并不再进行自动重合。

(4)停用方式:线路上发生任何形式的故障时，均断开三相不进行重合。

14.电力系统并列操作一般是指两个交流电源在满足一定条件行啊的互联操纵，也叫同步操作、同期操作或并网。

15.准同步并列操作的基本要求是什么？准同步并列操作的基本要求为：(1)并列瞬间，发电机的冲击电流不应超过规定的允许值。(2)并列后，发电机应能迅速进入同步运行。

16.准同步并列是先发电机励磁，后并列；自同步并列是先并列后励磁。17.准同步并列的条件：

1)发电机电压与系统的电压相序必须相同； 2)发电机电压与系统电压的幅值相同； 3）发电机电压与系统电压的频率相同； 4）发电机电压与系统电压相位相同。

18.电力系统中把可以进行并列操作的断路器称为同步点。

按并列的特征不同分为：差频并网和同频并网两类。差频并网的特征是：在并网之前，同步点断路器两侧是没有电气联系的两个独立系统，它们在并列前往往是不同步的，存在频率差、电压差。同频并网的特征是：并列前同步点断路器两侧电源已存在电气联系，电压可能不同，但是频率相同，且存在一个固定的相角差。19.准同期装置由那几部分组成？

1）合闸信号控制单元：其作用是检查并列条件是否满足，当待并机组的频率和电压都满足并列条件时，合闸控制单元就选择合适的时间发出合闸信号，使并列断路器QF的主触头接通时，相角差接近于零或控制在允许范围以内。

2）频差控制单元：其作用是当频率条件不满足要求时，进行频率的调整。3）电压差控制单元：其作用是当电压条件不满足要求时，进行电压的调整。4）电源部分：为装置提供电源。

20.准同步并列装置可分为：恒定越前时间式准同步并列装置和恒定越前相角式准同步并列装置。

21.发电机自动励磁调节系统的任务是什么？

1）系统正常运行条件下维持发电机端或系统某点电压在给定水平。2）实现并联运行发电机组的无功功率的合理分配。3)提高同步发电机并联运行的稳定性。4)励磁系统能改善电力系统的运行条件。

22.对发电机励磁系统的基本要求：

1）励磁电压响应比，2）励磁电压强励倍数，3）应有足够的强励持续时间4）应有足够的电压调节精度与电压调节范围。5）励磁系统应在工作范围内无失灵区6)励磁系统应有快速动作的灭磁性能。

强励倍数是在强励期间励磁功率单元可能提供的最高输出电压与发电机额定励磁电压之比；励磁电压响应比是反映发电机转子磁场建立速度的参数，通常将励磁电压在最初0.5秒内上升的平均速度定义为励磁电压响应比。

23.同步发电机励磁系统类型：直流励磁机系统，交流励磁机系统，发电机自并励系统。24.励磁调节器的组成：调差环节，测量，综合放大，移相触发，可控整流。25.发电机外特性指的是发电机无功电流Ir与端电压Ug的关系曲线。发电机的调节特性是指发电机励磁电流Ie与无功负荷电流Ir的关系。

26.调节系数δ是发电机励磁控制系统运行特性的一个重要参数。调差系数也可用百分数表示。调差系数表示了无功电流由零增加到额定值时，发电机电压的相对变化，调差系数越小，则电压变化越小。所以调差系数大小表征了励磁控制系统维持发电机电压的能力大小。

27.励磁调节控制器的辅助控制与调节器正常情况下的自动控制的区别是，辅助控制不参与正常情况下的自动控制，仅在发生非正常运行工况、需要励磁调节器具有某些特有的限制功能时，通过信号综合放大器中的竞比电路，闭锁正常的电压控制，使相应的限制器起控制作用。

28.最小励磁限制（也成为欠励磁限制）：同步发电机欠励磁运行时，由滞后功率因数变为超前功率因数，发电机从系统吸收无功功率，这种运行方式称为进相运行。吸收的无功功率随励磁电流的减小而增加。发电机进相运行受静态稳定极限限制。

瞬时电流限制：由于电力系统稳定的要求，大容量机组的励磁系数必须具有高起始响应的性能。当励磁机电压达到发电机允许的励磁顶值电压倍数时，应立即对励磁机的励磁电流加以限制，以防止危及发电机的安全运行。

最大励磁限制是为了防止发电机转子绕组长时间过励磁而采取的安全措施。

28.调差特性：δ＞0称为正调差系数，其外特性下倾，即发电机的端电压随无功电流增加而下降，δ=0称无差特性，端电压不受无功电流的影响，电压恒定。δ＜0称负调差系数，特性上翘，发电机端电压随无功电流的增大反而上升。29.分析两台机组并联运行的情况

1)一台无差特性与一台有差特性机组并联运行，2)两台无差特性的机组并联运行，3)三台正调差特性机组并联运行。

30.当发电机在公共母线上并联运行时，若系统无功负荷波动，机组的无功电流增加与电压偏差成正比，与该机组的调差系数成反比，要使并联机组的无功电流增量按机组容量分配，则要求各机组具有相同的调差系数，即两机的外特性相同。如果δ不相同，则调差系数小的机组承担的无功电流量的增大，为了使无功电流分配稳定，调差系数不宜过小。31.发电机电压出现大幅度下降时增大转子励磁电流到最大允许值，称为对发电机进行强励。32.一般发电机配置的自动励磁调节器都具有强励功能。33.灭磁的含义：发电机灭磁，就是把转子励磁绕组中的磁场储能通过某种方式尽快地减弱到可能小的程度。

34.对自动灭磁装置的基本要求：1）灭磁时间尽可能短；2）当灭磁开关断开励磁绕组时，励磁绕组两端产生的过电压应不超过允许值Um。3）灭磁装置动作后，要求发电机定子剩余电动势不足以维持电弧。4）灭磁装置的电路和结构应简单可靠装置应有足够大的容量，能把发电机磁场储能全部或大部分泄放给灭磁装置，而装置不应过热，更不应烧坏。

35.灭磁的方法：1）线性放电电阻灭磁；2）非线性电阻灭磁；3）采用灭弧栅灭弧；4）利用全控桥逆变灭磁。

36.在实施系统的频率调整时，通常采用调速器和调频器（或称同步器）两种调节器。37.当频率变化时，系统负荷消耗的有功功率也将随着改变，这种有功负荷随频率而变化的特性称为负荷的静态频率特性。

当系统中有功功率失去平衡而引起频率变化时，系统负荷也参与对频率的调节。38.限制频率下降的措施：

1）动用系统中的旋转备用容量。2）应迅速启动备用机组。3）按频率自动减去负荷。39.电力系统由于有功功率平衡遭到破坏引起系统频率发生变化，频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经历的（时间过程），称为电力系统的（动态频率特性。）40.接于自动按频率减负荷装置的总功率是按系统最严重事故的情况来考虑的。

41.在电力系统发生故障或振荡时，故障录波器能自动记录电力系统中有关电气参数变化过程，以便于分析和研究。正常情况下，故障录波器只进行数据采集，一般不启动录波，只有当发生故障或振荡时才进行录波。

第四篇：《电力系统自动装置》总结

第一章

1.备有电源自动投入装置（AAT）：当工作电源或工作设备因故障被断开以后，能自动而迅速地将备用电源或备用设备投人工作，使用户不停电的一种自动装置。作用：①提高供电的可靠性，节省建设投资②简化继电保护③限制短路电流、提高母线残余电压。

2.明备用：在正常情况下有明显断开的备用电源或备用设备，装设有专用的备用电源或备用设备。暗备用：在正常情况下没有明显断开的备用电源或备用设备，而分段母线间利用分段断路器取得相互备用。

3.对AAT装置的基本要求: ① 保证在工作电源确实断开后AAT装置才动作。（原因：防止将备用电源或备用设备投入到故障元件上，造成AAT装置动作失败，甚至扩大事故，加重设备损坏程度）②无论因何种原因工作母线上的电压消失时，AAT装置均应动作。（解决措施：AAT装置在工作母线上应设有独立的低电压启动部分，并设有备用电源电压监视继电器。）③AAT装置应保证只动作一次。原因：多次投入对系统造成不必要的再次冲击。④AAT装置的动作时间，应使用户的停电时间尽可能短为宜。原因：当工作母线上装有高压大容量电动机时，工作母线停电后因电动机反送电，使工作母线残压较高，投入备用电源时，如果备用电源电压和电动机残压之间的相角差又较大，将会产生很大的冲击电流而造成电动机的损坏。⑤低压启动部分电压互感器二次侧熔断器熔断时，AAT装置不应动作。防止其误动作措施是：低电压启动部分采用两个低电压继电器，其触点串联。⑥应校验AAT装置动作时备用电源的过负荷情况及电动机自启动情况。4.备用变压器自动投入装置原理图 5.AAT装置的构成及作用：低电压启动部分（工作电源失去电压时，断开断路器）；自动合闸部分（断路器断开后，又能自动合闸）。第二章

1.自动重合闸装置（ARC）：定义：将非正常操作而跳开的断路器重新自动投入的一种自动装置。作用：①提高供电的可靠性，减少因瞬时性故障停电造成的损失，对单侧电源的单回线的作用尤为显著。②对于双端供电的高压输电线路，可提高系统并列运行的稳定性，因而，自动重合闸技术被列为提高电力系统暂态稳定的重要措施之一。③可以纠正由于断路器本身机构不良或继电保护误动作而引起的断路器误跳闸。④自动重合闸与继电保护相配合，在很多情况下可以加速切除故障。

2.输电线路故障按其性质：瞬时性故障、永久性故障。

3.自动重合闸装置的基本要求：①ARC应动作迅速。原因：尽量减少对用户停电造成的损失。②手动跳闸时不应重合。原因：手动属于正常运行操作。③手动合闸于故障线路时，继电保护动作使断路器跳闸后，不应重合。④ARC动作次数应符合预先的规定⑤ARC动作后，应能自动复归，准备好下一次再动作。⑥应能在重合闸动作后或重合闸动作前，加速继电保护的动作。⑦~应能自动闭锁 4.三相一次重合闸方式：指无论在输电线路上发生相间短路还是单相接地短路，继电保护装置动作将三相断路器一起断开，然后重合闸装置动作，将三相断路器一起合上的重合闸方式。构成：由重合闸启动回路、重合闸时间元件、一次合闸脉冲元件及执行元件。参数整定：单电源线路的三相重合闸动作时间取0.8～1s较为合适。重合闸复归时间一般取15～25s。

5.双侧电源线路三相自动重合闸两个特殊问题：①时间配合②同期 6.自动重合闸与继电保护的配合：作用：提高供电的可靠性，加速故障的切除。方式：自动重合闸前加速保护、自动重合闸后加速保护。

7.综合重合闸：①重合闸方式：单相重合闸、三相重合闸方式、综合重合闸、停用。②特殊问题：需要设置故障选项元件、类型判别元件、潜供电流对单项重合闸的影响

8.重合闸前加速：自动重合闸前加速。优点：快速切除瞬时故障，设备简单，接线简单，易于实现。缺点：切除永久新故障时间长，动作次数多，且一旦拒动，将停电范围扩大

9.重合闸后加速：当重合于永久性故障时，保护加速动作，无延时跳开故障线路断路器。第三章

1.并列操作：将同步发电机投入电力系统并列运行的操作（也称为同步操作、同期操作、并网）。并列分为：①发电机并列和②系统并列两种。并列的方法： 准同期并列和自同期并列

2.对并列的基本要求是：①冲击电流不超过允许值，应尽可能小，不超过(1～2)IN;②并列后应能迅速进入同步运行。3.准同期并联的理想条件：①ωG=ωS,待并发电机频率与系统频率相等②UG=US，电压与母线电压大小相等③δ=0，相位差为零UG与Us两电压向量重合 4.为什么合闸脉冲提前发出：因为考虑到断路器操作机构和合闸回路控制电器的固有动作时间，必须在两向量重合之前发出信号，即去提前量。

5.准同期并列装置原理：待机组并列前，转子先加励磁电流，并调整到是发电机电压与系统电压相等，同时调整发电机转速，使频率与系统频率相等。6.同期点：发电场中每一个有可能进行并列操作的断路器。自动装置准同期装置：由频率~、电压差~、合闸信号控制单元构成。

7.自同步并列：将一台未加励磁电流，接近同步转速的发电机直接投入系统，随后再给发电机加上励磁电流，在原动机转矩，同步力矩的作用下将发电机拖入同步，完成操作。

8.滑差：两电压向量间的相对旋转电角速度，即：ωD。~频率：在并联过程中，两者的频率差。第四章

1.同步发电机励磁系统：指为发电机提供可调节励磁电流的装置的全部组合。包括：

产生可调节励磁电流的励磁功率单元(如励磁机)、控制功率单元的励磁调节器两个主要组成部分以及相关的测量仪表、辅助设备等。2.~作用（或任务）：①控制电压②合理分配并联运行发电机间的无功功率③提高同步发电机并联运行的稳定性⑤改善电力系统的运行条件⑤满足水轮发电机组强减励磁要求

3.对励磁功率单元的要求：①具有足够的调节容量②具有足够的励磁顶置电压和电压上升速度

4.同步发电机励磁的三大系统：直流、交流、静止励磁系统。

5.静止励磁系统主要优点：①接线和设备简单，无转动部分，维护费低，可靠性高②不需同轴励磁机，可缩短主轴长度，减少投资③直接晶闸管控制电压，则励磁电压响应速度很快④有发电机机端直接取得励磁能量。6.励磁调节装置原理: 7.半导体励磁调节器基本框图

8.具有AVR装置的发电机外特性？发电机转子电流Ief与无功负荷电流IQ的关系，有发电机励磁形成的一种静态特性。

9.励磁调节器静态特性的调整特性：调差、平移发电机电压调节特性、10.发电机调节特性平移的作用：调节励磁调节器的电压给定值，防止系统解列给系统带来冲击。

11.强行励磁：当端电压降到80％~85％额定值时，应迅速将励磁增加到顶值。衡量指标：倍数、电压响应比。

12.灭磁:把发电机励磁绕组的磁场尽快地减弱到最低程度。

13.灭磁的基本要求：①时间尽可能短；②灭磁过程中励磁绕组的电压不应超过允许值。

14.灭磁方法：利用放电电阻灭磁、利用灭弧栅灭磁、利用可控整流桥逆变灭磁、发电机的静止灭磁。第六章

1.电力系统中为什么广泛使用按频率自动减负装置（AFL）：因为当频率降低时，AFL可根据系统频率下降的不同程度自动断开相应的负荷，阻止频率降低并恢复，保证安全运行重要用户不间断供电。2.电能的质量指标：电压、频率。第七章

1.故障录波装置的作用：①为正确分析事故原因，及时处理事故提供依据②为查找故障点提供依据③帮助正确评价继电保护、自动装置、高压断路器的工作情况，及时发现这些设备的缺陷，以便消除事故隐患④为检修工作提供依据⑤可核对系统参数的准确性，改进计算工作或修正系统使用参数⑥统计分析系统振荡时有关参数

例 某电厂有两台发电机在公共母线上并列运行, 1号机的额定功率为100MW,发电机的调差系数为0.04;2号机的额定功率为200MW,发电机的调差系数为0.05;两台机组的额定功率因数都是0.85, 若系统无功负荷波动使无功增加量为它们总无功容量的20%，问各机组承担的无功负荷增量是多少？母线电压波动是多少？ 解：1 号机的额定无功功率为：

QN1=PN1tanφ1=100tan(arc cos0.85)=61.97Mvar2 号机的额定无功功率为：QN2=PN2tanφ2=200tan(arc cos0.85)=123.95Mvar，母线电压变化值

ΔU*=－δΣ·ΔQΣ*=0.04×0.2=－0.0089 各机组无功增量

ΔQ1*=－ΔU*/δ1=0.0089/0.04=0.22 ΔQ1=ΔQ1*·QN1=27.54 Mvar 【例】某系统的负荷总功率为PLN＝5000MW，设想系统最大的功率缺额ΔPL.max为1200MW，设负荷调节效应系数为KL*=2，AFL装置动作后，希望系统恢复频率为fr=48Hz，求接入AFL装置的功率总数Pcut.max。解 希望恢复频率偏差的标么值为： 由上述公式得：

（MW）接入AFL装置的功率总数为870MW，这样，即使发生如设想那样的严重事故，仍然能使系统频率恢复值不低于48Hz。

第五篇：川大电力系统自动装置实验报告

同步发电机并车实验

一、实验目的

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、熟悉同步发电机准同期并列过程；

3、观察、分析有关波形。

二、原理与说明

将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。

正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。

手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。

自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。

三、实验项目、方法及过程

(一)机组启动与建压

1、检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置；

2、合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄。调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）。调速器上“并网”灯和“微机故障”灯均为熄灭状态，“输出零”灯亮；

3、按调速器上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮；

4、励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关；

5、把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置；

6、合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检查系统电压接近额定值380V；

7、合上原动机开关，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将自动启动电动机到额定转速；

8、当机组转速升到95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。)观察与分析整步电压，方波信号，三角波信号的波形

正弦整步电压

脉宽比方波信号(二

三角波线性整步电压信号

四．实验分析

1.比较手动准同期和自动准同期的调整并列过程。

手动准同期并列过程是通过人观察旋转灯的旋转来判断发电机和电网是否满足并车条件，并通过调节发电机的转速及励磁使之满足，然后确定合闸发信装置发出合闸信号的时机。而自动准过同期的调整并列过程是通过自动装置来完成并车条件的判断和对发电机的调节。2．分析合闸冲击电流的大小与哪些因素有关。

合闸冲击电流产生的根本原因是由于合闸时并列点两侧的电压的瞬时值不等。因此影响合闸冲击电流大小的因素有：①并列点两侧电压幅值；②合闸时并列点两侧打压的电压差；③合闸点两侧电压频率差。

3．分析正弦整步电压波形的变化规律。

正弦整步电压是并列点两侧电压差按滑差角频率周期性变化的正弦包络线。其幅值是并列点两侧电压幅值之和，角频率是两侧电压角频率之差。4．滑差频率fs，开关时间tyq 的整定原则？

滑差频率是根据并列所允许的最大冲击电流和发合闸信号所采用的恒定越前量来整定的。即：sy=eytctQFfs2sy，开关时间tyQtctQF，其中tc为自动装置合闸信号输出回路的动作时间，tQF是并列断路器合闸动作时间。

五．思考题回答

1．相序不对(如系统侧相序为A、B、C、为发电机侧相序为A、C、B)，能否并列？为什么？

不能并列，因为相序不对时，并列点三相中至多只有一相保证相位相同，而其余两相存在着较大的相位差，并列时会产生较大的冲击电流。

2．电压互感器的极性如果有一侧(系统侧或发电机侧)接反，会有何结果？

在使用自动准同期并列装置时，如果电压互感器的极性如果有一侧接反，根据自动准同期装置要在变压器二次侧电压差不多同相位时才会合闸，此时并列点两侧电压的实际相位差是接近180°，故在并列时会产生很大的冲击电流而使发电机损坏。

3．准同期并列与自同期并列，在本质上有何差别？如果在这套机组上实验自同期并列，应如何操作？

准同期与自同期并列的本质差别是准同期需要检测同期条件，而自同期不需要。

首先要将励磁开关关掉，将发电机转速调至同步转速附近，然后将发电机与电网并列，最后给发电机加励磁。

4．频率差变化或电压差变化时，正弦整步电压的变化规律如何？

频率差变化时，正弦整步电压的滑差频率将变化。电压差变化时，正弦整步电压的幅值变化。

5．当两侧频率几乎相等，电压差也在允许范围内，但合闸命令迟迟不能发出，这是一种什么现象？应采取什么措施解决？

这是存在合闸相角差的现象，其原因是由于滑差角频率很小，滑差周期时间很大，两侧电压的相角差到达允许范围用时较长。可以通过对发电机频率进行微调，稍微加大滑差角频率来解决。

六．实验结论 本实验用的是自动准同期合闸装置，装置主要有输入单元、CPU单元、输出单元、显示单元、电源单元组成。装置的输入时来自发电机和系统两侧的电压，两个电压经装置做差运算得到正弦整步电压，正弦整步电压是一个正弦的包络信号，他包含了准同期并列装置所需检测的信息，如压差，频差，相角差等。但在利用正弦整步电压判定并列点两侧电压的相位差时需要考虑电压差的影响，为排除此影响根据每个基波周期的脉宽比脉冲，利用时域积分得到了较易判定合闸条件的线性三角波整步电压。同步发电机励磁实验

一、实验目的

1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2.了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；

3.熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4.了解微机励磁调节器的基本控制方式；

5.了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响； 6.了解几种常用励磁限制器的作用； 7.掌握励磁调节器的基本使用方法。

二、原理与说明

同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。

图1 励磁控制系统示意图

实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。

微机励磁调节器的控制方式有四种：恒UF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。

同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。

电力系统稳定器――PSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。

三、实验项目及方法

不同α角（控制角）对应的励磁电压波形观测

1、合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄；

2、励磁系统选择它励励磁方式：操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，调节器面板“它励”指示灯亮；

3、励磁调节器选择恒α运行方式：操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式，面板上的“恒α”指示灯亮；

4、合上励磁开关，合上原动机开关；

5、在不启动机组的状态下，松开微机励磁调节器的灭磁按钮，操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α，从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。

四、实验波形

α为 120度时的输出波形

α为 90度时的输出波形

α为 60度时的输出波形

五、思考题

1．三相可控桥对触发脉冲有什么要求？ 六个晶闸管按顺序依次相隔60度触发，共阴极或共阳极的晶闸管依次相隔120度触发，同一相两极相隔180度触发。

六、实验结论

整流装置中，触发角α对整流输出波形起着决定性的作用，随着α角的不断改变，输出波形也不断的改变。0°<α﹤90°时，处于整流工作状态，改变α角，可以调节发电机励磁电流;在90°<α< 180°时，电路处于逆变工作状 态，可以实现对发电机的自动灭磁。

七、实验心得体会

通过实验熟悉了同步发电机的特性，初步了解了发电机并车和励磁控制的一些情况，通过这些感性的认识使我对课堂上的理论知识有更充分的理解，对同步发电机的并列过程和自动励磁功能有了较深的印象。通过在模拟电力系统的试验台上亲自动手实验，对今后可能的工作有了一定的了解，为以后把所学的知识运用到工作中奠定了基础。