电力系统自动化控制全册配套最完整精品课件1.ppt

1、 1-1 概述概述 一、自动并列的意义一、自动并列的意义 1-1 概述概述 一、自动并列的意义一、自动并列的意义 1-1 概述概述 一、自动并列的意义一、自动并列的意义 1-1 概述概述 二、同步发电机并列操作的方法二、同步发电机并列操作的方法 SSSmS GGGmG tUu tUu 0 0 sin( )sin( 1-1 概述概述 二、同步发电机并列操作的方法二、同步发电机并列操作的方法 0 e SG SGSG UU ff 或 发电机并入系统的理想条件发电机并入系统的理想条件 1-1 概述概述 二、同步发电机并列操作的方法二、同步发电机并列操作的方法 Sd S m XX U I 1-1 概述概

2、述 二、同步发电机并列操作的方法二、同步发电机并列操作的方法 由此产生的冲击电流周期分量为由此产生的冲击电流周期分量为 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 一、准同期并列条件分析一、准同期并列条件分析 Sd SG m XX UU I mm Ii 28 . 1 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 一、准同期并列条件分析一、准同期并列条件分析 （一）电压幅值不相等（一）电压幅值不相等 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 一、准同期并列条件分析一、准同期并列条件分析 e Sq Ge Sq G m XX U XX U I sin 2 sin 2 由于合闸瞬间存

3、在相角差所产生的冲击电流有效值为：由于合闸瞬间存在相角差所产生的冲击电流有效值为： 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 一、准同期并列条件分析一、准同期并列条件分析 （三）频率不相等（三）频率不相等 )sin()sin( 00SSSmGGGmd tUtUu ) 2 cos() 2 sin(2ttUu SGSG Gmd ) 2 sin(2tUU SG Gmd ) 2 cos(tUu SG dd 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 一、准同期并列条件分析一、准同期并列条件分析 SGd SGd fff t de 2 sin2 2 sin2 2 sin2 e Sm e Gm

4、 d Gmd UU t UU dd d f T 21 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 一、准同期并列条件分析一、准同期并列条件分析 e e d U d U SmGm UU2 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 一、准同期并列条件分析一、准同期并列条件分析 eSmGmSmGmd UUUUUcos2 22 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 一、准同期并列条件分析一、准同期并列条件分析 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 二、准同期并列装置的构成二、准同期并列装置的构成 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 二、准同期并列装置

5、的构成二、准同期并列装置的构成 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 二、准同期并列装置的构成二、准同期并列装置的构成 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 三、准同期并列装置的分类三、准同期并列装置的分类 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 三、准同期并列装置的分类三、准同期并列装置的分类 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 三、准同期并列装置的分类三、准同期并列装置的分类 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 三、准同期并列装置的分类三、准同期并列装置的分类 YJ e YJe d YJ YJ t 1-2 准同期并列的基本原理准

6、同期并列的基本原理 三、准同期并列装置的分类三、准同期并列装置的分类 1dd 1d YJ YJ t 12ddd QFC tt YJ t 13ddd QFCYJ ttt 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 三、准同期并列装置的分类三、准同期并列装置的分类 e YJ t QFCYJ ttt d e 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 三、准同期并列装置的分类三、准同期并列装置的分类 YJ t QFCYJ ttt Nd UU)15. 01 . 0( 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 四、准同期并列装置的整定计算四、准同期并列装置的整定计算 G Sqm eY

7、 U XXi 28 . 1 )( arcsin QFC eY SY tt 1-2 准同期并列的基本原理准同期并列的基本原理 四、准同期并列装置的整定计算四、准同期并列装置的整定计算 1-3 频率差测量及调整频率差测量及调整 一、并列装置的控制逻辑一、并列装置的控制逻辑 1-3 频率差测量及调整频率差测量及调整 二、相角差的检测二、相角差的检测 1 1 2 ii S i i ii S i i ， ， C i f N 1-3 频率差测量及调整频率差测量及调整 二、相角差的检测二、相角差的检测 1-3 频率差测量及调整频率差测量及调整 二、相角差的检测二、相角差的检测 S ii di 2 1 nt

8、S niddi di 2 )( 2 2 1 YJ di YJdiYJ t t t 1-3 频率差测量及调整频率差测量及调整 二、相角差的检测二、相角差的检测 )(t e 1-3 频率差测量及调整频率差测量及调整 三、频率差的检测三、频率差的检测 C f N T N f f C ) 11 ( SG CSGd NN ffff 1-4 电压差测量及调整电压差测量及调整 一、电压差的测量一、电压差的测量 1-4 电压差测量及调整电压差测量及调整 一、电压差的测量一、电压差的测量 1-4 电压差测量及调整电压差测量及调整 一、电压差的测量一、电压差的测量 1-4 电压差测量及调整电压差测量及调整 二、电

9、压差的调整二、电压差的调整 YJ YJi 2 i 1-5 自动准同期并列装置的合闸控制自动准同期并列装置的合闸控制 一、恒定越前时间一、恒定越前时间 YJi) 2 ( YJi YJi 2 )2( 1-5 自动准同期并列装置的合闸控制自动准同期并列装置的合闸控制 一、恒定越前时间一、恒定越前时间 YJi YJi 2 )2( 1-5 自动准同期并列装置的合闸控制自动准同期并列装置的合闸控制 二、防止错过最佳合闸时机二、防止错过最佳合闸时机 为避免上述情况发生，在进行本点计算时，可同时按式（1-30） 推算出 所需时间 ，估算一下越前相角是否介于本计算点和下 一计算点之间。 （1-30） 如果 2

10、（ 为相邻两点间计算间隔），则进行下一点计 算； 如果 ，则等待相应时间后发出合闸信号。 这样，一旦发电机频率、电压符合并列条件，在一个滑差周期内就 可捕捉到最佳合闸超前相角，及时发出合闸命令。 i YJ e t di YJi e t )2( e t S S 2 Se t2 1-5 自动准同期并列装置的合闸控制自动准同期并列装置的合闸控制 二、防止错过最佳合闸时机二、防止错过最佳合闸时机 1-6 微机自动准同期并列装置微机自动准同期并列装置 1-6 微机自动准同期并列装置微机自动准同期并列装置 2-1 同步发电机运行电压的有关问题 一、同步发电机单机正常运行的有关问题一、同步发电机单机正常运行

11、的有关问题 ddGG EXI jU dQGd XIUEcos ddGG EXI jU dQGd XIUEcos dQGd XIUE dQdG XIEU 2-1 同步发电机运行电压的有关问题 一、同步发电机单机正常运行的有关问题一、同步发电机单机正常运行的有关问题 2-1 同步发电机运行电压的有关问题 一、同步发电机单机正常运行的有关问题一、同步发电机单机正常运行的有关问题 2-1 同步发电机运行电压的有关问题 二、同步发电机与无穷大母线并联运行的有关问题二、同步发电机与无穷大母线并联运行的有关问题 2-1 同步发电机运行电压的有关问题 二、同步发电机与无穷大母线并联运行的有关问题二、同步发电机

12、与无穷大母线并联运行的有关问题 常数 常数 cos sin GG d Gd IUP X UE P 2-1 同步发电机运行电压的有关问题 三、并联运行各发电机间无功负荷的分配三、并联运行各发电机间无功负荷的分配 2-1 同步发电机运行电压的有关问题 四、对同步发电机励磁系统设计的基本要求四、对同步发电机励磁系统设计的基本要求 2-1 同步发电机运行电压的有关问题 四、对同步发电机励磁系统设计的基本要求四、对同步发电机励磁系统设计的基本要求 2-1 同步发电机运行电压的有关问题 四、对同步发电机励磁系统设计的基本要求四、对同步发电机励磁系统设计的基本要求 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系

13、统 一、直流励磁机励磁系统一、直流励磁机励磁系统 图25 自励直流励磁机励磁系统原理图 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 一、直流励磁机励磁系统一、直流励磁机励磁系统 图26 他励直流励磁机励磁系统原理图 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 二、交流励磁机励磁系统二、交流励磁机励磁系统 图 2-7 他励交流励磁机静止整流励磁系统原理接线图 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 二、交流励磁机励磁系统二、交流励磁机励磁系统 图2-8 他励交流励磁机旋转整流励磁系统原理接线图 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 二、交流励磁机励磁系统二、交流励磁机励磁系统

14、图2-9 自励交流励磁机旋转整流励磁系统原理接线图 图2-10 静止励磁系统原理接线图 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 二、交流励磁机励磁系统二、交流励磁机励磁系统 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 二、交流励磁机励磁系统二、交流励磁机励磁系统 该系统的主要优点是： (1) 励磁系统接线和设备简单，无转动部分，维护方便， 可靠性高。 (2) 不需要同轴励磁机，可缩短发电机主轴长度，降低基 建投资。 (3) 直接用晶闸管控制励磁电压，可获得近似阶跃函数那 样的快速响应速度。 (4) 由发电机机端取得励磁电源。机端电压与机组转速的 一次方成正比，故静止励磁系统输出的励磁电

15、压与机组转速的 一次方成正比。而其他励磁机励磁系统输出的励磁电压与转速 的二次方成正比。这样，当机组甩负荷时静止励磁系统机组的 过电压较低。 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 二、交流励磁机励磁系统二、交流励磁机励磁系统 对于静止励磁系统，人们曾有过两点疑虑： (1) 静止系统的顶值电压受发电机端口处系统短路故 障的影响。在靠近发电机附近发生三相短路而切除时间较 长时，由于励磁变压器一次侧电压急剧下降，励磁系统能 否提供足够的强行励磁电压。 (2) 在没有足够强励电压的情况下，短路电流的迅速 衰减，能否使带时限的继电保护正确动作。 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 三、

16、励磁系统中的整流电路三、励磁系统中的整流电路 图2-11 三相桥式不可控整流电路和波形 （a） 整流电路；（b）输出电压波形 图2-12 三相桥式半控整流电路 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 三、励磁系统中的整流电路三、励磁系统中的整流电路 2-2 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 三、励磁系统中的整流电路三、励磁系统中的整流电路 图2-13 三相桥式全控整流电路 (a)整流电路；（b）=900时输出电压的波形 2-3 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁励磁系统中转子磁场的建立与灭磁 一、强励作用及继电强行励磁一、强励作用及继电强行励磁 1.1.强励作用强励作用 强励作用是强行励

17、磁作用的简称。当系统发生短路性故障时，有强励作用是强行励磁作用的简称。当系统发生短路性故障时，有 关发电机的端电压都会剧烈下降，这时励磁系统进行强行励磁，向发关发电机的端电压都会剧烈下降，这时励磁系统进行强行励磁，向发 电机的转子回路送出远较正常额定值为多的励磁电流，即向系统输送电机的转子回路送出远较正常额定值为多的励磁电流，即向系统输送 尽可能多的无功功率，以利于系统的安全运行，励磁系统的这种功能尽可能多的无功功率，以利于系统的安全运行，励磁系统的这种功能 就称为强励作用。就称为强励作用。 2 2继电强行励磁继电强行励磁 用闭合有关继电器触点的方法，使励磁机的端电压以最快的速度升用闭合有关继

18、电器触点的方法，使励磁机的端电压以最快的速度升 到其顶值，称为继电强行励磁。到其顶值，称为继电强行励磁。图2-14是其原理接线图。图上表示，当 发电机出口电压降低到低电压继电器的动作电压时，低电压继电器动作， 被全部短路，励磁机的端电压上升到顶值，即达到其额定值的1.82倍。 2-3 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁励磁系统中转子磁场的建立与灭磁 一、强励作用及继电强行励磁一、强励作用及继电强行励磁 图2-14 继电器强行励磁原理接线图 2-3 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁励磁系统中转子磁场的建立与灭磁 二、电压响应比二、电压响应比 )(tU dt d K e e t e dttU K 0 )

19、( 1 图2-15 转子回路图 ） 电压标幺值 （ S 5 . 0oa cd n 定义电压响应比 如下 n 图2-16 电压响应比 2-3 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁励磁系统中转子磁场的建立与灭磁 二、电压响应比二、电压响应比 2-3 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁励磁系统中转子磁场的建立与灭磁 三、转子回路的灭磁问题三、转子回路的灭磁问题 图2-17 灭磁开关接线图 2-3 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁励磁系统中转子磁场的建立与灭磁 三、转子回路的灭磁问题三、转子回路的灭磁问题 图2-18 灭磁原理电路 (a)未装灭磁开关；(b)装有灭磁开关 2-3 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁励磁

20、系统中转子磁场的建立与灭磁 三、转子回路的灭磁问题三、转子回路的灭磁问题 图2-19 灭磁过程示意图 图2-21 SD型快速灭磁开关示意图 2-3 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁励磁系统中转子磁场的建立与灭磁 三、转子回路的灭磁问题三、转子回路的灭磁问题 在交流励磁系统中，如果采用了图2-13所示三相桥式全控整流电路 向转子供应励磁电流，可以利用全控整流桥的有源逆变特性来进行转子 回路的快速灭磁。 如前所述，当900时，全控整流桥工作在逆变状态，转子回路存储的磁场 能量反过来向交流电源释放，使直流电流快速减小，达到灭磁的目的。 由式（2-6）可知，当=1800时，Ud=-1.35Eab,负值电

21、压越大，表示转 子绕组能量释放越快，灭磁过程越短。 2-3 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁励磁系统中转子磁场的建立与灭磁 三、转子回路的灭磁问题三、转子回路的灭磁问题 2-4 励磁调节器的基本原理及调节特性励磁调节器的基本原理及调节特性 一、励磁调节器的基本特性一、励磁调节器的基本特性 图2-22 最简单的励磁系统 2-4 励磁调节器的基本原理及调节特性励磁调节器的基本原理及调节特性 一、励磁调节器的基本特性一、励磁调节器的基本特性 （a） 图2-23 人工调压的作用 （a）调节特性；（b）调节过程示意图 图2-24 自动调压器的概念 2-4 励磁调节器的基本原理及调节特性励磁调节器的基本原理

22、及调节特性 一、励磁调节器的基本特性一、励磁调节器的基本特性 2-4 励磁调节器的基本原理及调节特性励磁调节器的基本原理及调节特性 一、励磁调节器的基本特性一、励磁调节器的基本特性 图2-25 比例式励磁自动控制基本原理框图 2-4 励磁调节器的基本原理及调节特性励磁调节器的基本原理及调节特性 二、无功调节特性二、无功调节特性 Q G GN Q Q G GN GNG I U K U I I U U UU 1 发电机采用自动励磁调节器后，无功电流变动时，电 压 基本保持不变，调节特性稍有下倾，如图2-26所示。 其下倾的程度可用调差系数表示，的定义为： G U 2-4 励磁调节器的基本原理及调节

23、特性励磁调节器的基本原理及调节特性 二、无功调节特性二、无功调节特性 图2-26 发电机无功调节特性 图2-27发电机调差系数与外特性 2-4 励磁调节器的基本原理及调节特性励磁调节器的基本原理及调节特性 二、无功调节特性二、无功调节特性 （1）当一台无差调节特性的发电机与一台正有差调节特性的发电 机并网运行时，系统电压的稳定运行点为两调节特性的交点。当系统 无功负荷增大时，由于母线电压是不变的，所以有差调节的发电机组 运行点不变，即其所输出的无功功率保持不变，因此系统的无功增量 全部由无差调节特性的发电机组承担，造成无功分配的不合理。 （2）当一台无差调节特性发电机与负有差调节特性的发电机并

24、网 运行时，如果由于由于偶然因素使负调节特性的发电机组输出的无功 电流增加，则根据机组的调节特性，励磁调节器将增大发电机的励磁 电流，力图使发电机输出的电压升高，从而导致发电机输出的无功功 率进一步增加。而无差调节的发电机组则力图维持端电压，使其励磁 电流减小，于是无功电流也将减小。上述过程一直进行下去，结果导 致系统不能稳定运行，因此具有负调差特性的发电机是不能与其他机 组并列运行的。 2-4 励磁调节器的基本原理及调节特性励磁调节器的基本原理及调节特性 二、无功调节特性二、无功调节特性 （3）两台无差调节特性的发电机组不能并列运行，如果两台无差 调节特性的发电机组在公共母线上并列运行，则要

25、求其调节特性必须 完全一致，而在实际运行中很难做到这一点，因此它们是不能并列运 行的。 （4）假如两台正调差特性的发电机组并列运行，由于两台发电机 端电压是相同的，都等于母线电压，因此每台发电机所负担的无功电 流是一定的。当系统中无功负荷增加时，母线电压下降，各机组的励 磁调节器动作，增加了励磁电流，两台机组各承担了一部分无功增量 ，机组间无功负荷的分配与各自的调差系数有关。根据有差调节特性 ，不难得出发电机无功电流变化量与其调差系数之间的关系如下： G Q U I 2-5 励磁调节器静态特性的调整励磁调节器静态特性的调整 对自动励磁调节器工作特性进行调整，主要是 为了满足运行方面的要求，这些

26、要求是： （1）保证并列运行发电机组间无功电流的合理 分配； （2）保证发电机能平稳的投入和退出工作，平 稳的改变无功负荷，而不发生无功功率冲击的现象 ； （3）保证自动调压过程的稳定性。 2-5 励磁调节器静态特性的调整励磁调节器静态特性的调整 一、调差系数的调整一、调差系数的调整 图2-28 调差系数调整原理 QGQGREF iKuiKuU )( KK K K I u K Q G 0 ) 1 ( KKK K K , 0 2-5 励磁调节器静态特性的调整励磁调节器静态特性的调整 一、调差系数的调整一、调差系数的调整 图2-29 两相式正调差接线 2-5 励磁调节器静态特性的调整励磁调节器静态

27、特性的调整 二、两相式正调差接线二、两相式正调差接线 2-5 励磁调节器静态特性的调整励磁调节器静态特性的调整 二、两相式正调差接线二、两相式正调差接线 图2-30 两相式正调差接线矢量图 （a） =0时；（b） =1时 cos cos 2-5 励磁调节器静态特性的调整励磁调节器静态特性的调整 三、励磁调节器工作特性的平移三、励磁调节器工作特性的平移 图2-32说明，欲将发电机无功电 流从 减至 ，只需将外特性 曲线由（1）向下平移至（2）的位 置，如果将外特性曲线继续向下平 移，达到（3）的位置时，则这台机 的无功电流将减少到零，这样即使 把这台机从母线上退出运行，也不 会对系统发生无功功率

28、的冲击现象。 1Q I 2Q I 图2-32 发电机外特性平移 移动发电机调节特性的操作是通过改变励磁调节器的 整定值 来实现的。当发电机电压的整定值增加时， 无功调节特性将向上平移；相反，当整定值减小时，调 节特性向下平移。因此，现场运行人员只要调节机组励 磁调节器中的整定器件便可以控制无功调节特性的上下 移动，实现无功功率转移。 REF U 同理，把一台发电机平稳地投入工作，也要使它的 外特性曲线处于（3）的位置，投入后再将其外特性曲 线平行地上移，直到无功电流达到要求的数值。 2-5 励磁调节器静态特性的调整励磁调节器静态特性的调整 三、励磁调节器工作特性的平移三、励磁调节器工作特性的平

29、移 2-6 微机型励磁调节装置微机型励磁调节装置 一、微机型励磁调节装置硬件构成一、微机型励磁调节装置硬件构成 图2-33 自并励微机型励磁调节装置框图 2-6 微机型励磁调节装置微机型励磁调节装置 一、微机型励磁调节装置硬件构成一、微机型励磁调节装置硬件构成 图2-34 模拟量输入及其接口框图 2-6 微机型励磁调节装置微机型励磁调节装置 一、微机型励磁调节装置硬件构成一、微机型励磁调节装置硬件构成 图2-35 同步和数字触发控制电路的原理框图 2-6 微机型励磁调节装置微机型励磁调节装置 二、微机型励磁调节装置的软件框图二、微机型励磁调节装置的软件框图 图2-37 主流程图 图2-38 开

30、机条件判别及开机前设置 图2-39 调节控制程序的流程图 图2-40 电压调节计算流程图 图2-41 调差计算流程图 图2-42 理想PID调节示意图 2-6 微机型励磁调节装置微机型励磁调节装置 二、微机型励磁调节装置的软件框图二、微机型励磁调节装置的软件框图 图2-46 强励限制控制程序流程图 2-6 微机型励磁调节装置微机型励磁调节装置 二、微机型励磁调节装置的软件框图二、微机型励磁调节装置的软件框图 图2-47 V/F限制特性图 图2-48 V/F限制程序流程图 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 一、概述一、概述 图3-1 电力系统中负荷瞬时变动示意图 3-1 电力系统的频

31、率特性电力系统的频率特性 二、电力系统负荷的功率二、电力系统负荷的功率频率特性频率特性 )( fFP L n N LNn N LN N LN N LNLNL f f Pa f f Pa f f Pa f f PaPaP)()()()( 3 3 2 210 n nL fafafaaP * 2 *2*10* n m m n n L L fmafnafafaa df dP K 1 1 * 1 * 2 *3*21 * * * 32 图3-2 负荷的静态频率特性 图3-3 有功负荷的静态频率特性 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 二、电力系统负荷的功率二、电力系统负荷的功率频率特性频率特性

32、* * * f P tgK L L f P K L L LN N LL P f KK * 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 二、电力系统负荷的功率二、电力系统负荷的功率频率特性频率特性 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 三、发电机组的功率三、发电机组的功率频率特性频率特性 * BAM G 2 *2*1* fCfCP G 图3-4 未配调速器的发电机组功率-频率特性 图3-5配调速器的发电机组功率-频率特性 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 三、发电机组的功率三、发电机组的功率频率特性频率特性 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 三、发电机组的功率三

33、、发电机组的功率频率特性频率特性 G P f R * * * GGNG N P f PP ff R 0 * G PRf 图3-6 发电机组的功率-频率特性 * * * * 1 f P R K G G 0 * fKP GG f P K G G 汽轮发电机组： =0.040.06， =2516.7； 水轮发电机组： =0.020.04， =5025 * R *G K * R *G K 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 三、发电机组的功率三、发电机组的功率频率特性频率特性 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 三、发电机组的功率三、发电机组的功率频率特性频率特性 图3-7 两台发

34、电机并列运行有功功率分配 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 三、发电机组的功率三、发电机组的功率频率特性频率特性 GiN Ni Gi P f f R P * 1 n i i GiN N n i Gi R P f f PP 1 * 1 N N P f f R P 1 n i i GiN N R P P R 1 * * i GiN N Gi R P P PR P 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 三、发电机组的功率三、发电机组的功率频率特性频率特性 N W f f 图3-8 调速器的不灵敏区 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 四、电力系统的频率特性四、电力系统的

35、频率特性 图3-9 电力系统功率-频率特性 3-1 电力系统的频率特性电力系统的频率特性 四、电力系统的频率特性四、电力系统的频率特性 图3-10 频率的二次调整 3-2 调速器的基本原理及特性调速器的基本原理及特性 一、机械液压调速器一、机械液压调速器 3-2 调速器的基本原理及特性调速器的基本原理及特性 一、机械液压调速器一、机械液压调速器 3-2 调速器的基本原理及特性调速器的基本原理及特性 二、模拟电气液压调速器二、模拟电气液压调速器 图3-11 功率-频率电液调速器系统原理图 3-2 调速器的基本原理及特性调速器的基本原理及特性 二、模拟电气液压调速器二、模拟电气液压调速器 图3-1

36、2 磁阻发生器 3-2 调速器的基本原理及特性调速器的基本原理及特性 二、模拟电气液压调速器二、模拟电气液压调速器 图3-13 频率-电压变送器原理框图 图3-14 频率-电压变送器的工作电压波形 图3-16 霍尔效应 3-2 调速器的基本原理及特性调速器的基本原理及特性 二、模拟电气液压调速器二、模拟电气液压调速器 图3-17 单相霍尔功率变送器电路原理图 3-2 调速器的基本原理及特性调速器的基本原理及特性 二、模拟电气液压调速器二、模拟电气液压调速器 tUKuKi mGC sin 11 )sin( 22 tIKiKB m )sin(sin 3213 ttIUKKKBiKE mmCH )2

37、cos(cos 2 t IU KE mm H 3-2 调速器的基本原理及特性调速器的基本原理及特性 二、模拟电气液压调速器二、模拟电气液压调速器 图3-18 电液转换器及机械随动系统结构原理图 1发电机组未并网运行时 运行人员发出增速或减速信号，控制转速控制电动机正转或反转， 驱动转速给定电位器，改变转速给定值 的电压。频率/转速电 压变送器输出电压与机组运行转速 相对应。可见这两个电压的差 值与 成正比，即 REF n G n )( GREF nn )( GREFnn nnmU 3-2 调速器的基本原理及特性调速器的基本原理及特性 二、模拟电气液压调速器二、模拟电气液压调速器 3-2 调速器

38、的基本原理及特性调速器的基本原理及特性 二、模拟电气液压调速器二、模拟电气液压调速器 2机组在并网情况下运行时 )( GREFPP PPmU R f mU ff PmU PP 0 Pm R f m Pf 0 * PfK G 3-3 电力系统的自动调频电力系统的自动调频 一、有差调频法一、有差调频法 0PKf S 图3-19 有差调频器调频特性 3-3 电力系统的自动调频电力系统的自动调频 一、有差调频法一、有差调频法 0 0 0 22 11 nSn S S PKf PKf PKf nL PPPP 21 S SnSS K f KKK f) 111 ( 21 3-3 电力系统的自动调频电力系统的自

39、动调频 一、有差调频法一、有差调频法 L Si S i P K K P 说明有差调频机组有以下优缺点： 1各调频机组同时参加调频，没有先后之分 2计划外负荷在调频机组间是按一定的比例分配的 3、频率稳定值的偏差较大 3-3 电力系统的自动调频电力系统的自动调频 二、无差调频法二、无差调频法 调节方程式为 fdtKP fdtPK IC Ci 0 图3-20 积差调节过程 0 0 0 22 11 fdtPK fdtPK fdtPK Cnin Ci Ci 多台发电机组进行积差调频 时，调节方程式为 3-3 电力系统的自动调频电力系统的自动调频 三、改进的无差调频法三、改进的无差调频法 0)( fdt

40、kPRf iCii fdtkP iCi fdtkfdtkPP n i i n i CiL 11 LiiCi PfdtkP 3-3 电力系统的自动调频电力系统的自动调频 三、改进的无差调频法三、改进的无差调频法 图3-21 集中调频方式示意图 3-3 电力系统的自动调频电力系统的自动调频 四、联合电力系统的频率调整四、联合电力系统的频率调整 1、分区控制误差（ACE） 0 . AAtieA PPfK tie PfKACE 2分区调频方程式 0)( . isitieaitieii PdtPPfK 0)( . iitieii PdtPfK 0 tie PfKACE 0)( 0)( . . iBBti

41、eBB iAAtieAA PdtPfK PdtPfK 3-3 电力系统的自动调频电力系统的自动调频 四、联合电力系统的频率调整四、联合电力系统的频率调整 0)( 0)( . . sBtieaBtieBBB sAtieaAtieAAA PPfKACE PPfKACE 0 .sBtiesAtie NNBNA PP fff 0 1 . 21 n i sitie NNnNN P ffff 由于 ，不考虑各区调频中心的装置误差，即 0 . aBtieaAtie PP 3-3 电力系统的自动调频电力系统的自动调频 四、联合电力系统的频率调整四、联合电力系统的频率调整 3-4 自动发电控制技术（自动发电控制

42、技术（AGC） 一、一、 AGCAGC的总体结构的总体结构 图3-23 AGC总体机构 它主要有三个控制环：计划跟踪环、区域调节控制环和机组控制环。 (1) 区域计划跟踪控制的目的是按计划提供机组发电基点功率，它与负荷 预测、机组的经济组合、水电计划及交换功率计划有关，担负主要调峰任 务。 (2) 区域调节控制的目的是把区域控制误差(ACE)调到零，这是AGC 的核 心。功能是AGC 计算出消除区域控制误差(ACE)各机组需增减的调节功率 ，将这一可调分量加到跟踪计划的机组发电基点功率上，得到设置发电量 发往电厂控制器。 (3) 机组控制是由基本控制回路去调节机组，使控制误差为零，在许多情 况

43、下(特别是水电厂)，一台电厂控制器能同时控制多台机组，AGC 把信号 送到电厂控制器后，再分到各台机组。 3-4 自动发电控制技术（自动发电控制技术（AGC） 一、一、 AGCAGC的总体结构的总体结构 3-4 自动发电控制技术（自动发电控制技术（AGC） 二、二、 AGCAGC的控制目标与模式的控制目标与模式 1AGC的控制目标 (1) 调整系统发电出力与负荷的平衡。 (2) 调整系统频率偏差为零，在正常稳态情况下，保持频率为额定值。 (3) 在各控制区域内分配全网发电出力，使区域间联络线潮流与计划值 相等，实现各地区有功功率的就地平衡。 (4) 在本区域发电厂之间分配发电出力，使区域运行成

44、本最小。 (5) 在能量管理系统(EMS)中，AGC作为实时最优潮流与安全约束经济 调度的执行环节。 2AGC的控制模式 AGC的控制模式有很多种，目前系统中主要应用的模式有以下三种： (1) 定频率控制方式(CFC 或FFC)。在这种模式下，AGC 将控制机组 增、减出力来维持系统频率为恒定的计划值。 区域控制偏差为 fKACE f 3-4 自动发电控制技术（自动发电控制技术（AGC） 二、二、 AGCAGC的控制目标与模式的控制目标与模式 (2) 定联络线交换功率控制方式(CIC或CNIC)。在这种模式下，AGC 将控 制机组增、减出力来维持联络线交换功率为计划值。 区域控制偏差为 PAC

45、E 控制调频机组保持交换功率恒定，而对系统的频率并不控制。这种 方式适用于两个电力相同间按照协议交换功率的情况。它要求保持联络 线上功率不变，而频率则要求通过两个相邻系统同时调整发电机的功率 来维持。 3-4 自动发电控制技术（自动发电控制技术（AGC） 二、二、 AGCAGC的控制目标与模式的控制目标与模式 (3) 定频率及定交换功率的控制方式(TBC)。这种模式下，AGC将控制 机组增、减出力来维持系统频率和联络线交换功率均为计划值。 区域控制偏差为 fKPACE f 既按频差又按联络线交换功率调节，最终维持的是系统负荷波动 的就地平衡，这实际是多系统调频观点，这种调频方式是大型电力系 统

46、或联合电力系统中常用的一种方式。为了实现AGC，要求在调度中 心计算机上运行AGC 程序。AGC 程序的控制目标是使因负荷变动而产 生的区域控制差(ACE)不断减小直至为零。 3-4 自动发电控制技术（自动发电控制技术（AGC） 二、二、 AGCAGC的控制目标与模式的控制目标与模式 3-4 自动发电控制技术（自动发电控制技术（AGC） 三、三、 AGCAGC的基本功能的基本功能 1负荷频率控制(LFC) LFC最基本的任务就是调整系统频率为额定要求值(如50Hz)或维持各区 域之间联络线的交换功率为计划值。这主要是通过调节ACE 参数到零或 进入预先规定的死区来实现。 ACE的计算公式为联络

47、线上实际的交换功率与其计划值的差值加上频 率的实际值与其计划值的差值。其中的频率差值项，需乘上一个频率偏 差系数。式(3-60)可以写成 )()( safsa ffKPPACE 2经济调度(ED) 经济调度模块是用来确定最经济的发电调度，以满足给定的负荷水平，使 发电成本减少到最小。AGC所控发电机组的最优负荷是由两部分组成的：第 一部分即是机组的经济基点值。所谓机组的基点值就是指机组通常的运行点 ，也即机组通常的基本出力，它们是由经济调度(ED)程序计算出来并传递给 LFC 的。一般情况下，ED 程序是每隔一定的时间就自动启动一次来计算发 电机组的经济基点值等参数，因此，一旦经济基点值被计算

48、出来，它们就会 在本ED 周期内保持不变，直到ED 程序再次启动。第二部分是将发电偏差值 按照一组比例系数分配给参加经济调节的发电机组，经济分配系数同基点值 一样也是由ED程序计算出来并传递给LFC的。经济调度(ED)程序除了周期性 地执行外，在出现以下情况时也会启动执行。 (1) 系统负荷发生重大变化。变化限值由操作员整定。 (2) 经济调度机组的运行极限被改变。 (3) 机组控制模式改变。 3-4 自动发电控制技术（自动发电控制技术（AGC） 三、三、 AGCAGC的基本功能的基本功能 4-1 概述概述 一、自动重合闸的作用一、自动重合闸的作用 4-1 概述概述 一、自动重合闸的作用一、自

49、动重合闸的作用 4-1 概述概述 一、自动重合闸的作用一、自动重合闸的作用 4-1 概述概述 二、对自动重合闸装置的基本要求二、对自动重合闸装置的基本要求 4-1 概述概述 二、对自动重合闸装置的基本要求二、对自动重合闸装置的基本要求 4-1 概述概述 二、对自动重合闸装置的基本要求二、对自动重合闸装置的基本要求 4-1 概述概述 三、自动重合闸装置的分类三、自动重合闸装置的分类 4-1 概述概述 三、自动重合闸装置的分类三、自动重合闸装置的分类 4-1 概述概述 4-2 输电线路的三相一次自动重合闸输电线路的三相一次自动重合闸 一、单侧电源线路的三相一次自动重合闸一、单侧电源线路的三相一次自

50、动重合闸 4-2 输电线路的三相一次自动重合闸输电线路的三相一次自动重合闸 一、单侧电源线路的三相一次自动重合闸一、单侧电源线路的三相一次自动重合闸 4-2 输电线路的三相一次自动重合闸输电线路的三相一次自动重合闸 二、双侧电源线路的三相一次自动重合闸二、双侧电源线路的三相一次自动重合闸 4-2 输电线路的三相一次自动重合闸输电线路的三相一次自动重合闸 二、双侧电源线路的三相一次自动重合闸二、双侧电源线路的三相一次自动重合闸 4-2 输电线路的三相一次自动重合闸输电线路的三相一次自动重合闸 二、双侧电源线路的三相一次自动重合闸二、双侧电源线路的三相一次自动重合闸 4-2 输电线路的三相一次自动