第一篇：川大電力系統自動裝置實驗報告

同步發電機并車實驗

一、實驗目的

1、加深理解同步發電機準同期并列原理，掌握準同期并列條件；

2、熟悉同步發電機準同期并列過程；

3、觀察、分析有關波形。

二、原理與說明

將同步發電機并入電力系統的合閘操作通常采用準同期并列方式。準同期并列要求在合閘前通過調整待并機組的電壓和轉速，當滿足電壓幅值和頻率條件后，根據“恒定越前時間原理”，由運行操作人員手動或由準同期控制器自動選擇合適時機發出合閘命令，這種并列操作的合閘沖擊電流一般很小，并且機組投入電力系統后能被迅速拉入同步。根據并列操作的自動化程度不同，又分為手動準同期、半自動準同期和全自動準同期三種方式。

正弦整步電壓是不同頻率的兩正弦電壓之差，其幅值作周期性的正弦規律變化。它能反映兩個待并系統間的同步情況，如頻率差、相角差以及電壓幅值差。線性整步電壓反映的是不同頻率的兩方波電壓間相角差的變化規律，其波形為三角波。它能反映兩個待并系統間的頻率差和相角差，并且不受電壓幅值差的影響，因此得到廣泛應用。

手動準同期并列，應在正弦整步電壓的最低點(同相點)時合閘，考慮到斷路器的固有合閘時間，實際發出合閘命令的時刻應提前一個相應的時間或角度。

自動準同期并列，通常采用恒定越前時間原理工作，這個越前時間可按斷路器的合閘時間整定。準同期控制器根據給定的允許壓差和允許頻差，不斷地檢查準同期條件是否滿足，在不滿足要求時閉鎖合閘并且發出均壓均頻控制脈沖。當所有條件均滿足時，在整定的越前時刻送出合閘脈沖。

三、實驗項目、方法及過程

(一)機組啟動與建壓

1、檢查調速器上“模擬調節”電位器指針是否指在0位置，如不在則應調到0位置；

2、合上操作電源開關，檢查實驗臺上各開關狀態：各開關信號燈應綠燈亮、紅燈熄。調速器面板上數碼管在并網前顯示發電機轉速（左）和控制量（右），在并網后顯示控制量（左）和功率角（右）。調速器上“并網”燈和“微機故障”燈均為熄滅狀態，“輸出零”燈亮；

3、按調速器上的“微機方式自動/手動”按鈕使“微機自動”燈亮；

4、勵磁調節器選擇它勵、恒UF運行方式，合上勵磁開關；

5、把實驗臺上“同期方式”開關置“斷開”位置；

6、合上系統電壓開關和線路開關QF1，QF3，檢查系統電壓接近額定值380V；

7、合上原動機開關，按“停機/開機”按鈕使“開機”燈亮，調速器將自動啟動電動機到額定轉速；

8、當機組轉速升到95%以上時，微機勵磁調節器自動將發電機電壓建壓到與系統電壓相等。)觀察與分析整步電壓，方波信號，三角波信號的波形

正弦整步電壓

脈寬比方波信號(二

三角波線性整步電壓信號

四．實驗分析

1.比較手動準同期和自動準同期的調整并列過程。

手動準同期并列過程是通過人觀察旋轉燈的旋轉來判斷發電機和電網是否滿足并車條件，并通過調節發電機的轉速及勵磁使之滿足，然后確定合閘發信裝置發出合閘信號的時機。而自動準過同期的調整并列過程是通過自動裝置來完成并車條件的判斷和對發電機的調節。2．分析合閘沖擊電流的大小與哪些因素有關。

合閘沖擊電流產生的根本原因是由于合閘時并列點兩側的電壓的瞬時值不等。因此影響合閘沖擊電流大小的因素有：①并列點兩側電壓幅值；②合閘時并列點兩側打壓的電壓差；③合閘點兩側電壓頻率差。

3．分析正弦整步電壓波形的變化規律。

正弦整步電壓是并列點兩側電壓差按滑差角頻率周期性變化的正弦包絡線。其幅值是并列點兩側電壓幅值之和，角頻率是兩側電壓角頻率之差。4．滑差頻率fs，開關時間tyq 的整定原則？

滑差頻率是根據并列所允許的最大沖擊電流和發合閘信號所采用的恒定越前量來整定的。即：?sy=?ey?tc??tQFfs?2??sy，開關時間tyQ?tc?tQF，其中tc為自動裝置合閘信號輸出回路的動作時間，tQF是并列斷路器合閘動作時間。

五．思考題回答

1．相序不對(如系統側相序為A、B、C、為發電機側相序為A、C、B)，能否并列？為什么？

不能并列，因為相序不對時，并列點三相中至多只有一相保證相位相同，而其余兩相存在著較大的相位差，并列時會產生較大的沖擊電流。

2．電壓互感器的極性如果有一側(系統側或發電機側)接反，會有何結果？

在使用自動準同期并列裝置時，如果電壓互感器的極性如果有一側接反，根據自動準同期裝置要在變壓器二次側電壓差不多同相位時才會合閘，此時并列點兩側電壓的實際相位差是接近180°，故在并列時會產生很大的沖擊電流而使發電機損壞。

3．準同期并列與自同期并列，在本質上有何差別？如果在這套機組上實驗自同期并列，應如何操作？

準同期與自同期并列的本質差別是準同期需要檢測同期條件，而自同期不需要。

首先要將勵磁開關關掉，將發電機轉速調至同步轉速附近，然后將發電機與電網并列，最后給發電機加勵磁。

4．頻率差變化或電壓差變化時，正弦整步電壓的變化規律如何？

頻率差變化時，正弦整步電壓的滑差頻率將變化。電壓差變化時，正弦整步電壓的幅值變化。

5．當兩側頻率幾乎相等，電壓差也在允許范圍內，但合閘命令遲遲不能發出，這是一種什么現象？應采取什么措施解決？

這是存在合閘相角差的現象，其原因是由于滑差角頻率很小，滑差周期時間很大，兩側電壓的相角差到達允許范圍用時較長。可以通過對發電機頻率進行微調，稍微加大滑差角頻率來解決。

六．實驗結論 本實驗用的是自動準同期合閘裝置，裝置主要有輸入單元、CPU單元、輸出單元、顯示單元、電源單元組成。裝置的輸入時來自發電機和系統兩側的電壓，兩個電壓經裝置做差運算得到正弦整步電壓，正弦整步電壓是一個正弦的包絡信號，他包含了準同期并列裝置所需檢測的信息，如壓差，頻差，相角差等。但在利用正弦整步電壓判定并列點兩側電壓的相位差時需要考慮電壓差的影響，為排除此影響根據每個基波周期的脈寬比脈沖，利用時域積分得到了較易判定合閘條件的線性三角波整步電壓。同步發電機勵磁實驗

一、實驗目的

1.加深理解同步發電機勵磁調節原理和勵磁控制系統的基本任務； 2.了解自并勵勵磁方式和它勵勵磁方式的特點；

3.熟悉三相全控橋整流、逆變的工作波形；觀察觸發脈沖及其相位移動； 4.了解微機勵磁調節器的基本控制方式；

5.了解電力系統穩定器的作用；觀察強勵現象及其對穩定的影響； 6.了解幾種常用勵磁限制器的作用； 7.掌握勵磁調節器的基本使用方法。

二、原理與說明

同步發電機的勵磁系統由勵磁功率單元和勵磁調節器兩部分組成，它們和同步發電機結合在一起就構成一個閉環反饋控制系統，稱為勵磁控制系統。勵磁控制系統的三大基本任務是：穩定電壓，合理分配無功功率和提高電力系統穩定性。

圖1 勵磁控制系統示意圖

實驗用的勵磁控制系統示意圖如圖1所示。可供選擇的勵磁方式有兩種：自并勵和它勵。當三相全控橋的交流勵磁電源取自發電機機端時，構成自并勵勵磁系統。而當交流勵磁電源取自380V市電時，構成它勵勵磁系統。兩種勵磁方式的可控整流橋均是由微機自動勵磁調節器控制的，觸發脈沖為雙脈沖，具有最大最小α角限制。

微機勵磁調節器的控制方式有四種：恒UF（保持機端電壓穩定）、恒IL（保持勵磁電流穩定）、恒Q（保持發電機輸出無功功率穩定）和恒α（保持控制角穩定）。其中，恒α方式是一種開環控制方式，只限于它勵方式下使用。

同步發電機并入電力系統之前，勵磁調節裝置能維持機端電壓在給定水平。當操作勵磁調節器的增減磁按鈕，可以升高或降低發電機電壓；當發電機并網運行時，操作勵磁調節器的增減磁按鈕，可以增加或減少發電機的無功輸出，其機端電壓按調差特性曲線變化。發電機正常運行時，三相全控橋處于整流狀態，控制角α小于90°；當正常停機或事故停機時，調節器使控制角α大于90°，實現逆變滅磁。

電力系統穩定器――PSS是提高電力系統動態穩定性能的經濟有效方法之一，已成為勵磁調節器的基本配置；勵磁系統的強勵，有助于提高電力系統暫態穩定性；勵磁限制器是保障勵磁系統安全可靠運行的重要環節，常見的勵磁限制器有過勵限制器、欠勵限制器等。

三、實驗項目及方法

不同α角（控制角）對應的勵磁電壓波形觀測

1、合上操作電源開關，檢查實驗臺上各開關狀態：各開關信號燈應綠燈亮、紅燈熄；

2、勵磁系統選擇它勵勵磁方式：操作“勵磁方式開關”切到“微機它勵”方式，調節器面板“它勵”指示燈亮；

3、勵磁調節器選擇恒α運行方式：操作調節器面板上的“恒α”按鈕選擇為恒α方式，面板上的“恒α”指示燈亮；

4、合上勵磁開關，合上原動機開關；

5、在不啟動機組的狀態下，松開微機勵磁調節器的滅磁按鈕，操作增磁按鈕或減磁按鈕即可逐漸減小或增加控制角α，從而改變三相全控橋的電壓輸出及其波形。

四、實驗波形

α為 120度時的輸出波形

α為 90度時的輸出波形

α為 60度時的輸出波形

五、思考題

1．三相可控橋對觸發脈沖有什么要求？ 六個晶閘管按順序依次相隔60度觸發，共陰極或共陽極的晶閘管依次相隔120度觸發，同一相兩極相隔180度觸發。

六、實驗結論

整流裝置中，觸發角α對整流輸出波形起著決定性的作用，隨著α角的不斷改變，輸出波形也不斷的改變。0°<α﹤90°時，處于整流工作狀態，改變α角，可以調節發電機勵磁電流;在90°<α< 180°時，電路處于逆變工作狀 態，可以實現對發電機的自動滅磁。

七、實驗心得體會

通過實驗熟悉了同步發電機的特性，初步了解了發電機并車和勵磁控制的一些情況，通過這些感性的認識使我對課堂上的理論知識有更充分的理解，對同步發電機的并列過程和自動勵磁功能有了較深的印象。通過在模擬電力系統的試驗臺上親自動手實驗，對今后可能的工作有了一定的了解，為以后把所學的知識運用到工作中奠定了基礎。

第二篇：電力系統自動裝置總結

電力系統自動裝置 1.備自投組成：（啟動部分）和（合閘部分）。

2.備自投啟動方式：保護起動方式、位置不對應起動方式、獨立低電壓起動。3.備用電源備用方式分為（明備用）和（暗備用）。

明備用是備用方式是裝設有專用的備用電源或設備。

暗備用是備用方式是不裝設專用的備用電源或設備，而是工作電源或設備之間的互為備用 4.采用AAT裝置后的優點：

1）提高供電的可靠性；2）簡化繼電保護；3）限制短路電流、提高母線殘余電壓。5.對AAT裝置的基本要求：（前三條都要問為什么看書第3頁）1)保證在工作電源或設備確實斷開后，才投入備用電源或設備。

2)不論因任何原因工作電源或設備上的電壓消失時，AAT裝置均應動作。3)AAT裝置應保證只動作一次。4)當別用電源自動投入裝置動作時，如別用電源或設備投于永久故障，應使其保護加速動作。

6.微機型備用電源自投裝置可以通過邏輯判斷來實現（只動作一次）的要求，但為了便于理解，在闡述備用電源自投裝置邏輯程序時廣泛采用電容器“充放電”來模擬這種功能。備用電源自投裝置滿足啟動的邏輯條件，應理解為“充電”條件滿足。

7.廠用電源的切換方式：按 運行狀態、斷路器的動作順序、切換的速度進行區分。

按運行的狀態分為：正常切換和事故切換。

按斷路器的動作順序區分分為：并聯切換、斷電切換、同時切換。按切換速度區分為：快速切換、慢速切換。

8.輸電線路的故障有（瞬時性故障）和（永久性故障）兩種。

輸電線路的自動重合閘按功能和結構等分類常可分為：三相重合閘、單相重合閘、以及綜合重合閘，一次動作的重合閘和二次動作的重合閘，單側電源重合閘和雙側電源重合閘。9.無論采用何種方式，實現三相自動重合閘時都應滿足下列基本要求。

1）自動重合閘可按控制開關位置與斷路器位置不對應起動方式起動。對綜合重合閘宜實現同時由保護起動重合閘。

2）用控制開關或通過遙控裝置將斷路器 斷開，或將斷路器投入故障線路上而歲即由保護裝置將其斷開時，均不應動作重合。

3）在任何情況下（包括裝置本身的元件損壞以及繼電器觸點粘住等情況），重合閘的動作次數應符合預先的規定。（如一次重合閘只應動作一次）4）重合閘動作動作應自動復歸。

5）應能在重合閘后加速繼電保護動作，必要時可在重合閘前加速保護動作。6）應具有接收外來閉鎖信號的功能。

10.重合閘的動作時限是指從斷路器主觸頭斷開故障到斷路器收到合閘脈沖的時間。

重合閘復歸時間就是從一次重合結束到下一次允許重合之間所需的最短間隔時間。（32~34頁書仔細看看）

11.無電壓檢定和同步檢定的三相自動重合閘，就是當線路兩側斷路器跳閘后，先重合側檢定線路無電壓而重合，后重合側檢定同步后在進行重合，前者常被稱為無壓側，后者常被稱為同步側。同步側同步檢定投入，無電壓檢定退出，無電壓側則將同步檢定和無壓檢定同時投入。

12.重合閘前加速保護是當線路上發生故障時，靠近電源側的保護首先無選擇性瞬時動作跳閘，而后借助自動重合閘來糾正這種非選擇性動作。

重合閘后加速保護是當線路上發生故障時，保護首先按有選擇性的方式動作，跳開故障線路的斷路器，然后重合斷路器，如果是永久性故障，則利用重合閘的動作信號啟動加速該線路的保護，瞬時切除故障。

13.輸電線路綜合重合閘有四運行方式，分別說明之。綜合重合閘裝置一般可以實現以下四種重合閘方式。

(1)綜合重合閘方式:線路上發生單相故障時，實行單相自動重合閘，當重合到永久性單相故障時，若不允許長期非全相運行，則應斷開三相并不再進行自動重合。線路上發生相間故障時，實行三相自動重合閘，當重合到永久性相間故障時，斷開三相并不再進行自動重合。

(2)單相重合閘方式:線路上發生單相故障時，實行單相自動重合閘，當重合到永久性單相故障時，一般也是斷開三相并不再進行重合。線路上發生相間故障時，則斷開三相不再進行自動重合。

(3)三相重合閘方式:線路上發生任何形式的故障時，均實行三相自動重合閘。當重合到永久性故障時，斷開三相并不再進行自動重合。

(4)停用方式:線路上發生任何形式的故障時，均斷開三相不進行重合。

14.電力系統并列操作一般是指兩個交流電源在滿足一定條件行啊的互聯操縱，也叫同步操作、同期操作或并網。

15.準同步并列操作的基本要求是什么？準同步并列操作的基本要求為：(1)并列瞬間，發電機的沖擊電流不應超過規定的允許值。(2)并列后，發電機應能迅速進入同步運行。

16.準同步并列是先發電機勵磁，后并列；自同步并列是先并列后勵磁。17.準同步并列的條件：

1)發電機電壓與系統的電壓相序必須相同； 2)發電機電壓與系統電壓的幅值相同； 3）發電機電壓與系統電壓的頻率相同； 4）發電機電壓與系統電壓相位相同。

18.電力系統中把可以進行并列操作的斷路器稱為同步點。

按并列的特征不同分為：差頻并網和同頻并網兩類。差頻并網的特征是：在并網之前，同步點斷路器兩側是沒有電氣聯系的兩個獨立系統，它們在并列前往往是不同步的，存在頻率差、電壓差。同頻并網的特征是：并列前同步點斷路器兩側電源已存在電氣聯系，電壓可能不同，但是頻率相同，且存在一個固定的相角差。19.準同期裝置由那幾部分組成？

1）合閘信號控制單元：其作用是檢查并列條件是否滿足，當待并機組的頻率和電壓都滿足并列條件時，合閘控制單元就選擇合適的時間發出合閘信號，使并列斷路器QF的主觸頭接通時，相角差?接近于零或控制在允許范圍以內。

2）頻差控制單元：其作用是當頻率條件不滿足要求時，進行頻率的調整。3）電壓差控制單元：其作用是當電壓條件不滿足要求時，進行電壓的調整。4）電源部分：為裝置提供電源。

20.準同步并列裝置可分為：恒定越前時間式準同步并列裝置和恒定越前相角式準同步并列裝置。

21.發電機自動勵磁調節系統的任務是什么？

1）系統正常運行條件下維持發電機端或系統某點電壓在給定水平。2）實現并聯運行發電機組的無功功率的合理分配。3)提高同步發電機并聯運行的穩定性。4)勵磁系統能改善電力系統的運行條件。

22.對發電機勵磁系統的基本要求：

1）勵磁電壓響應比，2）勵磁電壓強勵倍數，3）應有足夠的強勵持續時間4）應有足夠的電壓調節精度與電壓調節范圍。5）勵磁系統應在工作范圍內無失靈區6)勵磁系統應有快速動作的滅磁性能。

強勵倍數是在強勵期間勵磁功率單元可能提供的最高輸出電壓與發電機額定勵磁電壓之比；勵磁電壓響應比是反映發電機轉子磁場建立速度的參數，通常將勵磁電壓在最初0.5秒內上升的平均速度定義為勵磁電壓響應比。

23.同步發電機勵磁系統類型：直流勵磁機系統，交流勵磁機系統，發電機自并勵系統。24.勵磁調節器的組成：調差環節，測量，綜合放大，移相觸發，可控整流。25.發電機外特性指的是發電機無功電流Ir與端電壓Ug的關系曲線。發電機的調節特性是指發電機勵磁電流Ie與無功負荷電流Ir的關系。

26.調節系數δ是發電機勵磁控制系統運行特性的一個重要參數。調差系數也可用百分數表示。調差系數表示了無功電流由零增加到額定值時，發電機電壓的相對變化，調差系數越小，則電壓變化越小。所以調差系數大小表征了勵磁控制系統維持發電機電壓的能力大小。

27.勵磁調節控制器的輔助控制與調節器正常情況下的自動控制的區別是，輔助控制不參與正常情況下的自動控制，僅在發生非正常運行工況、需要勵磁調節器具有某些特有的限制功能時，通過信號綜合放大器中的競比電路，閉鎖正常的電壓控制，使相應的限制器起控制作用。

28.最小勵磁限制（也成為欠勵磁限制）：同步發電機欠勵磁運行時，由滯后功率因數變為超前功率因數，發電機從系統吸收無功功率，這種運行方式稱為進相運行。吸收的無功功率隨勵磁電流的減小而增加。發電機進相運行受靜態穩定極限限制。

瞬時電流限制：由于電力系統穩定的要求，大容量機組的勵磁系數必須具有高起始響應的性能。當勵磁機電壓達到發電機允許的勵磁頂值電壓倍數時，應立即對勵磁機的勵磁電流加以限制，以防止危及發電機的安全運行。

最大勵磁限制是為了防止發電機轉子繞組長時間過勵磁而采取的安全措施。

28.調差特性：δ＞0稱為正調差系數，其外特性下傾，即發電機的端電壓隨無功電流增加而下降，δ=0稱無差特性，端電壓不受無功電流的影響，電壓恒定。δ＜0稱負調差系數，特性上翹，發電機端電壓隨無功電流的增大反而上升。29.分析兩臺機組并聯運行的情況

1)一臺無差特性與一臺有差特性機組并聯運行，2)兩臺無差特性的機組并聯運行，3)三臺正調差特性機組并聯運行。

30.當發電機在公共母線上并聯運行時，若系統無功負荷波動，機組的無功電流增加與電壓偏差成正比，與該機組的調差系數成反比，要使并聯機組的無功電流增量按機組容量分配，則要求各機組具有相同的調差系數，即兩機的外特性相同。如果δ不相同，則調差系數小的機組承擔的無功電流量的增大，為了使無功電流分配穩定，調差系數不宜過小。31.發電機電壓出現大幅度下降時增大轉子勵磁電流到最大允許值，稱為對發電機進行強勵。32.一般發電機配置的自動勵磁調節器都具有強勵功能。33.滅磁的含義：發電機滅磁，就是把轉子勵磁繞組中的磁場儲能通過某種方式盡快地減弱到可能小的程度。

34.對自動滅磁裝置的基本要求：1）滅磁時間盡可能短；2）當滅磁開關斷開勵磁繞組時，勵磁繞組兩端產生的過電壓應不超過允許值Um。3）滅磁裝置動作后，要求發電機定子剩余電動勢不足以維持電弧。4）滅磁裝置的電路和結構應簡單可靠裝置應有足夠大的容量，能把發電機磁場儲能全部或大部分泄放給滅磁裝置，而裝置不應過熱，更不應燒壞。

35.滅磁的方法：1）線性放電電阻滅磁；2）非線性電阻滅磁；3）采用滅弧柵滅弧；4）利用全控橋逆變滅磁。

36.在實施系統的頻率調整時，通常采用調速器和調頻器（或稱同步器）兩種調節器。37.當頻率變化時，系統負荷消耗的有功功率也將隨著改變，這種有功負荷隨頻率而變化的特性稱為負荷的靜態頻率特性。

當系統中有功功率失去平衡而引起頻率變化時，系統負荷也參與對頻率的調節。38.限制頻率下降的措施：

1）動用系統中的旋轉備用容量。2）應迅速啟動備用機組。3）按頻率自動減去負荷。39.電力系統由于有功功率平衡遭到破壞引起系統頻率發生變化，頻率從正常狀態過渡到另一個穩定值所經歷的（時間過程），稱為電力系統的（動態頻率特性。）40.接于自動按頻率減負荷裝置的總功率是按系統最嚴重事故的情況來考慮的。

41.在電力系統發生故障或振蕩時，故障錄波器能自動記錄電力系統中有關電氣參數變化過程，以便于分析和研究。正常情況下，故障錄波器只進行數據采集，一般不啟動錄波，只有當發生故障或振蕩時才進行錄波。

第三篇：《電力系統自動裝置》總結

第一章

1.備有電源自動投入裝置（AAT）：當工作電源或工作設備因故障被斷開以后，能自動而迅速地將備用電源或備用設備投人工作，使用戶不停電的一種自動裝置。作用：①提高供電的可靠性，節省建設投資②簡化繼電保護③限制短路電流、提高母線殘余電壓。

2.明備用：在正常情況下有明顯斷開的備用電源或備用設備，裝設有專用的備用電源或備用設備。暗備用：在正常情況下沒有明顯斷開的備用電源或備用設備，而分段母線間利用分段斷路器取得相互備用。

3.對AAT裝置的基本要求: ① 保證在工作電源確實斷開后AAT裝置才動作。（原因：防止將備用電源或備用設備投入到故障元件上，造成AAT裝置動作失敗，甚至擴大事故，加重設備損壞程度）②無論因何種原因工作母線上的電壓消失時，AAT裝置均應動作。（解決措施：AAT裝置在工作母線上應設有獨立的低電壓啟動部分，并設有備用電源電壓監視繼電器。）③AAT裝置應保證只動作一次。原因：多次投入對系統造成不必要的再次沖擊。④AAT裝置的動作時間，應使用戶的停電時間盡可能短為宜。原因：當工作母線上裝有高壓大容量電動機時，工作母線停電后因電動機反送電，使工作母線殘壓較高，投入備用電源時，如果備用電源電壓和電動機殘壓之間的相角差又較大，將會產生很大的沖擊電流而造成電動機的損壞。⑤低壓啟動部分電壓互感器二次側熔斷器熔斷時，AAT裝置不應動作。防止其誤動作措施是：低電壓啟動部分采用兩個低電壓繼電器，其觸點串聯。⑥應校驗AAT裝置動作時備用電源的過負荷情況及電動機自啟動情況。4.備用變壓器自動投入裝置原理圖 5.AAT裝置的構成及作用：低電壓啟動部分（工作電源失去電壓時，斷開斷路器）；自動合閘部分（斷路器斷開后，又能自動合閘）。第二章

1.自動重合閘裝置（ARC）：定義：將非正常操作而跳開的斷路器重新自動投入的一種自動裝置。作用：①提高供電的可靠性，減少因瞬時性故障停電造成的損失，對單側電源的單回線的作用尤為顯著。②對于雙端供電的高壓輸電線路，可提高系統并列運行的穩定性，因而，自動重合閘技術被列為提高電力系統暫態穩定的重要措施之一。③可以糾正由于斷路器本身機構不良或繼電保護誤動作而引起的斷路器誤跳閘。④自動重合閘與繼電保護相配合，在很多情況下可以加速切除故障。

2.輸電線路故障按其性質：瞬時性故障、永久性故障。

3.自動重合閘裝置的基本要求：①ARC應動作迅速。原因：盡量減少對用戶停電造成的損失。②手動跳閘時不應重合。原因：手動屬于正常運行操作。③手動合閘于故障線路時，繼電保護動作使斷路器跳閘后，不應重合。④ARC動作次數應符合預先的規定⑤ARC動作后，應能自動復歸，準備好下一次再動作。⑥應能在重合閘動作后或重合閘動作前，加速繼電保護的動作。⑦~應能自動閉鎖 4.三相一次重合閘方式：指無論在輸電線路上發生相間短路還是單相接地短路，繼電保護裝置動作將三相斷路器一起斷開，然后重合閘裝置動作，將三相斷路器一起合上的重合閘方式。構成：由重合閘啟動回路、重合閘時間元件、一次合閘脈沖元件及執行元件。參數整定：單電源線路的三相重合閘動作時間取0.8～1s較為合適。重合閘復歸時間一般取15～25s。

5.雙側電源線路三相自動重合閘兩個特殊問題：①時間配合②同期 6.自動重合閘與繼電保護的配合：作用：提高供電的可靠性，加速故障的切除。方式：自動重合閘前加速保護、自動重合閘后加速保護。

7.綜合重合閘：①重合閘方式：單相重合閘、三相重合閘方式、綜合重合閘、停用。②特殊問題：需要設置故障選項元件、類型判別元件、潛供電流對單項重合閘的影響

8.重合閘前加速：自動重合閘前加速。優點：快速切除瞬時故障，設備簡單，接線簡單，易于實現。缺點：切除永久新故障時間長，動作次數多，且一旦拒動，將停電范圍擴大

9.重合閘后加速：當重合于永久性故障時，保護加速動作，無延時跳開故障線路斷路器。第三章

1.并列操作：將同步發電機投入電力系統并列運行的操作（也稱為同步操作、同期操作、并網）。并列分為：①發電機并列和②系統并列兩種。并列的方法： 準同期并列和自同期并列

2.對并列的基本要求是：①沖擊電流不超過允許值，應盡可能小，不超過(1～2)IN;②并列后應能迅速進入同步運行。3.準同期并聯的理想條件：①ωG=ωS,待并發電機頻率與系統頻率相等②UG=US，電壓與母線電壓大小相等③δ=0，相位差為零UG與Us兩電壓向量重合 4.為什么合閘脈沖提前發出：因為考慮到斷路器操作機構和合閘回路控制電器的固有動作時間，必須在兩向量重合之前發出信號，即去提前量。

5.準同期并列裝置原理：待機組并列前，轉子先加勵磁電流，并調整到是發電機電壓與系統電壓相等，同時調整發電機轉速，使頻率與系統頻率相等。6.同期點：發電場中每一個有可能進行并列操作的斷路器。自動裝置準同期裝置：由頻率~、電壓差~、合閘信號控制單元構成。

7.自同步并列：將一臺未加勵磁電流，接近同步轉速的發電機直接投入系統，隨后再給發電機加上勵磁電流，在原動機轉矩，同步力矩的作用下將發電機拖入同步，完成操作。

8.滑差：兩電壓向量間的相對旋轉電角速度，即：ωD。~頻率：在并聯過程中，兩者的頻率差。第四章

1.同步發電機勵磁系統：指為發電機提供可調節勵磁電流的裝置的全部組合。包括：

產生可調節勵磁電流的勵磁功率單元(如勵磁機)、控制功率單元的勵磁調節器兩個主要組成部分以及相關的測量儀表、輔助設備等。2.~作用（或任務）：①控制電壓②合理分配并聯運行發電機間的無功功率③提高同步發電機并聯運行的穩定性⑤改善電力系統的運行條件⑤滿足水輪發電機組強減勵磁要求

3.對勵磁功率單元的要求：①具有足夠的調節容量②具有足夠的勵磁頂置電壓和電壓上升速度

4.同步發電機勵磁的三大系統：直流、交流、靜止勵磁系統。

5.靜止勵磁系統主要優點：①接線和設備簡單，無轉動部分，維護費低，可靠性高②不需同軸勵磁機，可縮短主軸長度，減少投資③直接晶閘管控制電壓，則勵磁電壓響應速度很快④有發電機機端直接取得勵磁能量。6.勵磁調節裝置原理: 7.半導體勵磁調節器基本框圖

8.具有AVR裝置的發電機外特性？發電機轉子電流Ief與無功負荷電流IQ的關系，有發電機勵磁形成的一種靜態特性。

9.勵磁調節器靜態特性的調整特性：調差、平移發電機電壓調節特性、10.發電機調節特性平移的作用：調節勵磁調節器的電壓給定值，防止系統解列給系統帶來沖擊。

11.強行勵磁：當端電壓降到80％~85％額定值時，應迅速將勵磁增加到頂值。衡量指標：倍數、電壓響應比。

12.滅磁:把發電機勵磁繞組的磁場盡快地減弱到最低程度。

13.滅磁的基本要求：①時間盡可能短；②滅磁過程中勵磁繞組的電壓不應超過允許值。

14.滅磁方法：利用放電電阻滅磁、利用滅弧柵滅磁、利用可控整流橋逆變滅磁、發電機的靜止滅磁。第六章

1.電力系統中為什么廣泛使用按頻率自動減負裝置（AFL）：因為當頻率降低時，AFL可根據系統頻率下降的不同程度自動斷開相應的負荷，阻止頻率降低并恢復，保證安全運行重要用戶不間斷供電。2.電能的質量指標：電壓、頻率。第七章

1.故障錄波裝置的作用：①為正確分析事故原因，及時處理事故提供依據②為查找故障點提供依據③幫助正確評價繼電保護、自動裝置、高壓斷路器的工作情況，及時發現這些設備的缺陷，以便消除事故隱患④為檢修工作提供依據⑤可核對系統參數的準確性，改進計算工作或修正系統使用參數⑥統計分析系統振蕩時有關參數

例 某電廠有兩臺發電機在公共母線上并列運行, 1號機的額定功率為100MW,發電機的調差系數為0.04;2號機的額定功率為200MW,發電機的調差系數為0.05;兩臺機組的額定功率因數都是0.85, 若系統無功負荷波動使無功增加量為它們總無功容量的20%，問各機組承擔的無功負荷增量是多少？母線電壓波動是多少？ 解：1 號機的額定無功功率為：

QN1=PN1tanφ1=100tan(arc cos0.85)=61.97Mvar2 號機的額定無功功率為：QN2=PN2tanφ2=200tan(arc cos0.85)=123.95Mvar，母線電壓變化值

ΔU*=－δΣ·ΔQΣ*=0.04×0.2=－0.0089 各機組無功增量

ΔQ1*=－ΔU*/δ1=0.0089/0.04=0.22 ΔQ1=ΔQ1*·QN1=27.54 Mvar 【例】某系統的負荷總功率為PLN＝5000MW，設想系統最大的功率缺額ΔPL.max為1200MW，設負荷調節效應系數為KL*=2，AFL裝置動作后，希望系統恢復頻率為fr=48Hz，求接入AFL裝置的功率總數Pcut.max。解 希望恢復頻率偏差的標么值為： 由上述公式得：

（MW）接入AFL裝置的功率總數為870MW，這樣，即使發生如設想那樣的嚴重事故，仍然能使系統頻率恢復值不低于48Hz。

第四篇：電力系統繼電保護及自動裝置期末復習

電力系統繼電保護及自動裝置期末復習（上）

緒論

繼電保護裝置工作的四個基本要求：a可靠性 b迅速性 c選擇性 d靈敏性

一、輸電線路的階段式繼電保護

1、使繼電器動作的最小電流稱為動作電流Iact。

2、使繼電器返回的最大電流稱為返回電流Ire。

3、返回電流與動作電流的比值稱為返回系數Kre。

Kre=Ire/Iact；一般取Kre=0.85~0.95

4、電磁型中間繼電器的特點：

a.觸點容量大，可直接作用于斷路器跳閘。b.觸電數目多。

c.可實現時間繼電器難以實現的短延時。

d.可實現電流啟動電壓的保持或電壓啟動電流保持。

5、信號繼電器的觸點自保持，由值班人員手動復歸或電動復歸，不能自動復歸。

6、三相完全星型接線應用于大電流接地系統。

7、兩相不完全星型接線廣泛應用與中性點不接地或非直接接地系統中。

8、最大、最小運行方式的確定：

a.整定繼電保護定值時最大運行方試：系統在某種運行方式通過保護的最

大電流。

b.整定繼電保護定值時最小運行方試：系統在某種運行方式通過保護的最

小電流。

9、階段式電流保護整定：

電流一段：

整定: 躲過本線路末端故障時最大短路電流

電流：最大

動作時間：0 動作時限：最快

保護范圍：本線路首段一部分

靈敏度：最低

電流二段：

整定: 躲過本線路末端相鄰下級線路最大短路電流

電流：中間

動作時間：t1II=t2II+△t 動作時限：中間

保護范圍：本線路全長并延伸至相鄰下一線路首段 靈敏度：中間

電流三段：

整定: 躲過最大的負荷電流

電流：最小

動作時間：t1III=t2III+△t 動作時限：最長

保護范圍：本線路全長及相鄰下級線路全長并延伸至相鄰下下級一線路首段 靈敏度：最高

10、動作時限的整定：過電流保護動作時限，按階梯原則整定。

11、零序電流的分布：在接地點和變壓器接地中性點之間流通，變壓器三角側無零序電流，取決于中性點接地數目和分布情況，而與電源數目無關。

12、只有接地故障時才產生零序電流，正常運行和相間短路時不產生零序電流。

13、距離保護整定：

第一段，動作時限位零，只能保護被保護線路首段起全長的80%—90%。第二段，的動作時限為0.5s 第三段，第三段為階梯時限。

? 注意：

(一)助增電流，使測量阻抗增大，保護范圍縮短。(二)汲出電流，使測量阻抗減小，保護范圍擴大。

14、解決選擇性問題：在原來保護的基礎上裝設方向元件形成方向選擇性保護。

二、輸電線路的全線速動保護

1、縱聯差動保護：用輔助導線（或稱導引線）將保護線路兩側的電量連接起來，比較被保護的線路始端與末端電流的大小及相位。

2、高頻信號可分為：閉鎖信號 允許信號 跳閘信號

六、電力系統主設備的繼電保護原理

1、電力系統主設備的主保護是差動保護，如：完全差動保護、不完全差動保護、比例制動特性差動保護。

2、氣體保護：通過氣流與油流而動作的保護稱為氣體保護。

3、三繞組變壓器的差動保護不平衡電流比雙繞組變壓器大。

4、中性點放電間隙除裝設兩段式零序電流之外，再增設反應零序電壓和間隙放電電流的零序電流電壓保護。

5、復合電壓啟動的過流保護一般用于升壓變壓器或過電流保護靈敏度達不到要求的降壓變壓器上，適用于大多數中、小型變壓器。

6、復合電壓啟動元件由一個負序電壓繼電器(KVN)和一個低壓繼電器（KV)組成。

7、負序電壓繼電器由負序電壓濾過器和過電壓繼電器組成。

7、對于定子繞組為雙星形接線且中性點有六個引出端（兩個中性點），通常采用單繼電器或橫差保護。

8、單機容量為100MW及以上的發電機均采用發電機變壓器組單元接線，要求裝設保護區為100%的定子接地保護。

復習題

1、繼電保護的基本任務是什么？

答：當電力系統的被保護元件發生故障時，繼電保護裝置應能自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統中切除，并保證無故障部分迅速恢復正常運行。當電力系統被保護元件出現異常運行狀態時，繼電保護應能及時反映，并根據運行維護條件，動作于發出信號、減負荷或跳閘。

?

2、下圖所示雙電源網絡中，擬在各線路上裝設過電流保護。已知時限級差△t=0.5s，為保證選擇性，試求：

（1）過電流保護1-6的動作時限應為多大？（2）哪些保護上應裝設方向元件？

?

3、如下圖所示，試確定保護1-4的動作時間，并指出哪些保護應該裝設方向元件。（已知△t=0.5s）

ABC1S 72143

1.5S1.5S0.5S

856

4、什么叫距離保護? 答：距離保護是反應故障點到保護安裝處的距離，并根據距離的遠近決定動作時限的一種保護，它實質上是反應阻抗降低而動作的阻抗保護。

5、電力變壓器通常裝設哪些保護裝置?其作用是什么？ 答：

（1）瓦斯保護。用來反映變壓器油箱內部的短路故障以及油面降低；（2）縱差保護或電流速斷保護。用于反映電力變壓器繞組、套管及引出線發生的短路故障；

（3）相間短路的后備保護。用于反映外部相間短路引起的變壓器過電流，同時作為瓦斯保護和縱差保護（或電流速斷保護）的后備保護；

（4）接地短路的零序保護。用于反映變壓器高壓側（或中壓側）以及外部元件的接地短路；

（5）過負荷保護。過負荷保護通常只裝在一相，用于反映變壓器過負荷；（6）溫度信號裝置。監視上層油溫。

6.變壓器差動保護的差動回路中形成不平衡電流的因素有哪些？ 答：1）變壓器勵磁涌流所產生的不平衡電流； 2）三相變壓器接線產生的不平衡電流；

3）由計算變比與標準變比不同產生的不平衡電流； 4）由電流互感器變比誤差產生的不平衡電流；

5）帶負荷調整變壓器分接頭位置改變產生的不平衡電流。

7.簡述變壓器瓦斯保護的工作原理？

答：⑴變壓器正常運行或油箱外部發生故障時，瓦斯保護不動作；

⑵變壓器油箱內部發生輕微故障時，輕瓦斯動作發出信號；

⑶變壓器油箱內部發生嚴重故障時，重瓦斯保護動作啟動保護出口繼電器，使變壓器各側斷路器跳閘。

8.畫出線路縱聯差動的原理圖，并試述其工作原理。答:

1、縱聯差動保護裝置由線路兩側的電流互感器和繼電器等組成，兩個電流互感器串聯形成環路，電流繼電器并接在環路上。因此，流經繼電器的電流等于兩側電流互感器二次側電流之差。

2、在正常情況下或保護范圍外發生故障時，兩側電流互感器二次側電流大小相等，相位相同，因此流經繼電器的差電流為零；

3、如果在保護區內發生短路故障，流經繼電器的差電流不再為零，因此繼電器將動作，使斷路器跳閘，從而起到保護作用。9.線路縱差保護有哪些優缺點？ 答：優點：

（1）全線速動；

（2）不受振蕩和過負荷的影響；（3）靈敏度高。缺點：

（1）需要敷設輔助導線，增加了投資；

（2）需要監視輔助導線完好性的監視裝置；

（3）不能作后備保護。

10.請將下列保護類型與其對應的保護應用范圍配對連線。

答：（1）-（C）；（2）-（D）；（3）-（A）；（4）-（B）

11.發電機定子繞組匝間短路有何危害？

答：發電機匝間短路時短路回路的阻抗較小，短路電流很大，使局部繞組和鐵心遭到嚴重損傷。

12.三段式電流保護各段的保護范圍如何？ 哪些作主保護？哪些作后備保護？ 答：瞬時電流速斷保護的保護范圍為本線路首端部分，為主保護；

限時電流速斷保護的保護范圍為本線路的全長及延伸到相鄰線路首端部分，為主保護；

定時限過電流保護：本線路及相鄰線路的全長，為后備保護。（靈敏度、速度）

13.何謂斷路器失靈保護？

答：所謂斷路器失靈保護是指：當線路或主變等的保護動作發出跳閘脈沖后，由于某種原因（如跳閘線圈斷線或壓力低閉鎖操作等）造成斷路器拒絕動作時，失靈保護啟動回路會啟動變電站內的失靈保護系統，經判別后，能夠以較短的時限切除與拒動斷路器連接在同一母線上的所有電源支路的斷路器，以便停電范圍限制在最小的一種后備保護。

第五篇：電力系統自動裝置原理 復習概要

題型：A、B卷，都是：簡答和計算題，共計10題*10分；共計100分 考試時間：18周的周一或周二下午，每個班級一個教室，共計4個考場，按照學號座

復習概要：（主要內容）

1、同步發電機自動并列的類型；

2、同步發電機自動并列的三個條件和影響機理

3、同步發電機并列的暫態過度過程的原理；

4、線性整步電壓的原理

5、勵磁控制系統的2大任務及其原理；

6、他勵交流靜止整流器、旋轉整流器；自幷勵方式的原理及其優缺點

7、無功分配的計算

8、功率圓和無功進相運行的原理

9、同步發電機、電力負荷、電力系統的功率頻率特性

10、系統負荷增大時，實際的頻率、負荷功率和發電機功率的變化及其機理

11、電力系統調頻、經濟調度的原理

12、低頻自動減載的原理。

13、把2、3、5、6章統一復習完。

某學校的考研面試試題，供有興趣的同學參考。

一、簡答

1、同步發電機并列時應遵循的原則是什么？什么是準同期并列？準同期并列的理想條件

和實際條件各是什么？

2、同步發電機自動勵磁調節系統的主要作用是什么？畫出自并勵靜止勵磁系統原理接線

框圖？

3、在遠距離輸電并聯系薄弱的電力系統中，勵磁自動調節系統對電力系統穩定產生什么影

響？應采取何種措施改善電力系統的穩定性？

4、解釋發電機組的靜態頻率特性、負荷的靜態頻率特性及電力系統的靜態頻率特性的定

義。

5、給出改進積差調頻方法的調節準則，并說明當調節結束后，系統頻率和各調頻機組承擔的功率變化量。

二、第四章第三節 勵磁自動控制系統的穩定性的計算

三、第三章第三節 勵磁系統中的整流電路（三相橋式全控整流電路）畫圖

四、第五章類似于146頁例題

五、簡述調壓和調頻方法的異同。無功功率和有功功率分配的異同，及與調差系數的關

六、自動減載 最大功率缺額的確定