电力系统自动装置原理

《电力系统自动装置原理》课程学习指导资料编写：肖先勇合用专业：电力系统及其自动化合用层次：专科四川大学网络教育学院11月《电力系统自动装置原理》课程学习指导资料编写：肖先勇审稿（签字）：审批（主管教学负责人签字）：本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的规定，参考现行教材《电力系统自动装置原理》（第二版）（上海交通大学杨冠诚主编，中国电力出版社，1995年11月）以及课程学习光盘，并结合实际电力系统对自动装置的规定和远程网络教育的教学特点和教学规律进行编写，合用于电气工程及其自动化（含电力系统及其自动化）专业专科学生。第一部分课程的学习目的及总体规定一、课程的学习目的电力系统自动装置是高等教育电力系统及其自动化（电气工程及其自动化）专业教学计划中的一门重要课程，是为满足培养电力系统、电气工程专业人才的需要而设立的课程。通过本课程的学习，使同窗们理解电力系统自动化、电力系统自动装置的重要意义，掌握电力系统中惯用自动装置的作用、构成、工作原理、性能、运行特性以及有关参数的整定计算，理解电力系统中惯用的自动装置的发呈现状及趋势。同时通过掌握电力系统自动装置的分析办法、基本原理与特点，深化对装置的理解，培养一定的分析问题和解决问题的能力，为从事电力系统自动化及自动装置的调试、管理、开发与研究等工作打下必要的基础。二、课程的总体规定本课程重要介绍在发电厂和电力网中使用的常规自动装置，涉及备用电源与备用设备的自动投入、自动重叠闸、同时发电机自动同期（并列）、同时发电机励磁系统及其自动调节、自动低频减载以及其它安全自动装置等。通过学习，应当达成下列规定：掌握电力系统中常规自动装置的作用、基本概念和基本理论及其分析办法。掌握常规自动装置的电路构成、工作原理、电路分析办法及其输入输出特性等。掌握常规自动装置的总体构造、工作原理、性能及其运行特点等。能够进行普通的参数整定计算。含有一定的理论联系实际、独立分析问题和解决问题的能力。学习本科的先修课程有：电路原理、电机学、电子技术、电力系统分析、发电厂电气部分、电力系统继电保护等。这些课程是本课程的基础，如果基础打不好，会增加本课程学习的难度。例如：对于晶闸管的开关特性掌握不好，就会影响对发电机当代励磁系统、自动同期装置等的学习。本专业的另一门重要课程——继电保护也属于安全自动装置的范畴，即使已经独立成为一门课程，但与本课程之间存在联系。并且，这两门课程在有些章节考虑问题和分析问题的办法是相似的，如：继电保护整定计算的办法和思路同样合用自动装置等。因此，在学习本课程时，应当含有必须的继电保护知识，并且两门课程的学习不应脱节。第二部分课程学习的基本规定及重点难点内容分析第一章同时发电机的自动并列本章学习规定应熟悉的内容=1\*GB3①概念：并列操作、自同期、准同期、滑差角频率、滑差周期、恒定越前时间、恒定越前相位角、整步电压、线性整步电压等；=2\*GB3②同时发电机励磁调节的作用和基本规定；=3\*GB3③同时发电机的励磁方式、励磁调节方式；=4\*GB3④励磁系统中的整流电路的工作原理与特点，涉及不可控、半可控和可控整流电路；=5\*GB3⑤自动励磁控制系统的静态、动态特性的分析；=6\*GB3⑥并联发电机组之间无功功率如何进行合理分派；=7\*GB3⑦微机型励磁控制系统设计。应当掌握的内容=1\*GB3①发电机励磁方式的分类，理解同时发电机励磁调节方式；=2\*GB3②自动励磁控制系统中的可控整流电路的原理、控制特性的分析；=3\*GB3③当代励磁控制系统的总体构造，各部分电路的工作原理及其工作特性，掌握分析的办法；=4\*GB3④掌握对静态特性调节的基本规定，理解有、无自动励磁调节器的发电机外特性及影响外特性的因素，掌握励磁调节特性调节的内容和意义；=5\*GB3⑤理解微机型励磁自动调节器。应纯熟掌握的内容=1\*GB3①纯熟掌握同时发电机自动励磁调节的作用和基本规定，掌握励磁调节与机端电压以及输出的无功功率之间的关系，掌握自动励磁调节的作用，并能够阐明其意义；=2\*GB3②纯熟掌握对自动励磁调节的基本规定；=3\*GB3③纯熟掌握同时发电机自动励磁调节的构成部分以及各部分的作用，建立自动调节的概念及其同时发电机励磁自动调节系统的整体性概念；=4\*GB3④能纯熟地对同时发电机的励磁系统进行分类，识别多个励磁方式，分析多个励磁方式的特点，涉及重要的优点、缺点以及应用环境；=5\*GB3⑤纯熟掌握励磁系统中可控整流电路的作用和调节励磁的原理，纯熟掌握控制角与励磁电流的关系；=6\*GB3⑥纯熟掌握当代励磁控制系统的工作原理，构成部分以及各部分的工作原理，各部分的工作特性，各部分之间的关系，能够综合应用有关知识；=7\*GB3⑦纯熟掌握对静态特性调节的基本规定，纯熟掌握发电机的外特性及其物理意义，以及影响外特性的因素；纯熟掌握发电机有、无自动励磁调节时，发电机外特性的区别；=8\*GB3⑧纯熟掌握调差系数，涉及正调差、负调差和无差调节及其特性，针对具体的电路分析阐明调差系数的调节原理；=9\*GB3⑨纯熟掌握有不同调差特性的并联发电机组之间无功功率的合理分派问题（重点是含有正调差特性的机组）。本章重点与难点分析本章学习的重点是同时发电机励磁自动调节的作用，当代励磁调节器的总体构造、工作原理、工作特性、运行特性。重点掌握各部分工作电路的原理和特性，纯熟分析电路。难点也就在于应用过去学习的有关电路原理，特别是模拟电子技术中所学有关知识对各部分电路原理进行对的的分析。本章典型例题（案例）分析（解答）=1\*GB3①请分析下图所示他励静止可控硅励磁系统的当代励磁调节器的原理，分析各部分的工作原理与特性，掌握各部分之间的关系、各部分的作用。答：请根据光盘解说内容，并结合教材完毕。（略）。=2\*GB3②请分析正序滤过器的作用和工作原理。答：（略）。完全能够根据光盘介绍的内容进行理解和分析，注意结合向量图来分析。=3\*GB3③请分析下面滤波电路的原理。答：（略）。完全能够根据光盘介绍的内容进行理解和分析。=4\*GB3④请分析下面电路的工作原理。答：（略）。完全能够根据光盘介绍的内容进行理解和分析。=5\*GB3⑤请结合下面电路分析调差单元的基本工作原理。答：（略）。完全能够根据光盘介绍的内容进行理解和分析，注意结合向量图来分析。=6\*GB3⑥比较半波线性整步电压和全波线性整步电压的产生办法及特点？答：（略）。完全能够根据光盘介绍的内容进行理解和分析。本章作业略。大家能够根据在光盘中已经给出11个问题和上面给出的典型例题的分析来完毕，规定同窗们能纯熟掌握这些基本问题。备用电源和备用设备的自动投入装置本章学习规定应当熟悉的内容=1\*GB3①掌握对AAT装置的规定以及这些基本规定的实际意义；=2\*GB3②掌握备用变压器自动投入的原理，能够分析各继电器的作用，能够结合基本规定分析电路的工作状况；=3\*GB3③掌握母线分段断路器自动投入的原理，懂得各继电器的作用，动作次序，能够分析工作状况；应当掌握的内容=1\*GB3①对的描述AAT装置、明备用、暗备用，能够识别明备用和暗备用接线；=2\*GB3②在理解公式的基础上能够对AAT装置进行整定计算；=3\*GB3③应能分析AAT装置的典型接线原理；=4\*GB3④掌握快速切换、慢速切换的概念及特点；=5\*GB3⑤理解AAT装置的用途。应当纯熟掌握的内容=1\*GB3①纯熟掌握备用电源和备用设备自动投入装置的概念；=2\*GB3②纯熟掌握明备用、暗备用的特点，纯熟识别多个备用；=3\*GB3③纯熟掌握对AAT装置的基本规定和用途；=4\*GB3④掌握拟定AAT装置动作速度时应考虑哪些因素；=5\*GB3⑤掌握备用变压器和母线分段断路器自动投入的动作行为。本章学习的重点与难点分析本章学习的重点是AAT装置的有关概念、特点和规定，以及动作行为分析。难点在于动作原理与行为的对的分析，需要同窗们结合继电保护、发电厂二次接线的有关知识进行学习。本章典型例题（案例）分析（解答）=1\*GB3①分析下左图中T0是如何作为变压器T1和T2的备用的。分析：略，见光盘中的分析。=2\*GB3②请分析上右电路AAT动作过程。分析：略，见光盘中的分析。=3\*GB3③请分析下面电路AAT动作原理。分析：略，见光盘中的分析。本章作业=1\*GB3①为什么规定AAT装置在工作电源确实断开后才将备用电源投入=2\*GB3②拟定AAT装置的动作速度时应考虑哪些因素？=3\*GB3③请分析备用变压器自动投入的原理。=4\*GB3④请分析分段母线自动投入的原理。=5\*GB3⑤对AAT装置有什么规定？其作用有哪些？输电线路的自动重叠闸本章学习规定（1）应当熟悉的内容通过本章的学习，但愿同窗们能深刻理解自动重叠闸的意义、三相一次自动重叠闸的概念，深刻理解对自动重叠闸的基本规定。熟悉多个自动重叠闸装置的基本工作原理与动作行为，熟悉有关的概念、特点，掌握自动重叠闸与保护之间的关系。（2）应当掌握的内容=1\*GB3①掌握单侧电源和双侧电源自动重叠闸的特点，掌握有关参数的整定；=2\*GB3②掌握三相快速自动重叠闸的工作原理与规定；=3\*GB3③掌握非同时自动重叠闸的工作原理与规定；=4\*GB3④理解和掌握综合自动重叠闸的特殊问题；=5\*GB3⑤掌握电流选相元件、电压选相元件、阻抗选相元件的选相原理及应用特点；=6\*GB3⑥掌握综合自动重叠闸装置构成的有关问题。（3）应当纯熟掌握的内容=1\*GB3①纯熟掌握自动重叠闸的意义以及对其的基本规定；=2\*GB3②纯熟掌握三相一次自动重叠闸的概念与原理；=3\*GB3③纯熟掌握和理解双侧电源线路三相自动重叠闸的特点；=4\*GB3④纯熟掌握无压检定和同时检定自动重叠闸；=5\*GB3⑤纯熟掌握并深刻理解重叠闸前加速保护动作、重叠闸后加速保护动作的概念及其工作原理；=6\*GB3⑥纯熟掌握相电流差突变量选相元件的选相原理和特点。本章重点与难点分析本章学习的重点就是三相自动重叠闸。难点在于掌握其工作原理，涉及有关内容的原理。这部分的内容学习，但愿同窗们能结合继电保护课程的有关内容学习。本章典型例题（案例）分析（解答）略。请大家结合在光盘中介绍的内容进行学习。本章作业=1\*GB3①三相自动重叠闸、单相自动重叠闸、综合自动重叠闸、重叠闸前加速保护、重叠闸后加速保护、潜供电流、不对应启动等基本概念的理解。=2\*GB3②输电线路装设自动重叠闸的作用。=3\*GB3③对自动重叠闸的基本规定。=4\*GB3④三相一次自动重叠闸如何确保只重叠一次=5\*GB3⑤双侧电源线路装设自动重叠闸有哪些特殊问题需考虑？为什么？=6\*GB3⑥双侧电源线路三相自动重叠闸有哪些类型？各自适应什么线路？=7\*GB3⑦对无压检定和同时检定重叠闸，为什么在无压侧还要投入同时检定继电器？为什么两侧要定时切换？=8\*GB3⑧自动重叠闸与保护的配合方式有哪两种？=9\*GB3⑨综合自动重叠闸中为什么要装设选相元件？对选相元件有哪些规定？第四章同时发电机的自动并列本章学习规定应熟悉的内容=1\*GB3①自同期与准同期各自的特点与区别；=2\*GB3②同期条件不满足时造成危害的因素分析，特别是对系统稳定性的影响；=3\*GB3③为什么要采用线性整步电压作为检测信号？线性整步电压与正弦整步电压有什么不同？应掌握的内容=1\*GB3①准同期条件检测的办法；=2\*GB3②频差方向鉴别的办法；=3\*GB3③压差方向鉴别的办法；应纯熟掌握的内容=1\*GB3①同时发电机并列的基本准则；=2\*GB3②同时发电机并列的三个抱负条件；=3\*GB3③实际同时发电机并列的条件规定；=4\*GB3④并列操作、准同期、自同期、滑差频率、恒定越前时间、恒定越前相位角、整步电压等概念；=5\*GB3⑤自动准同期装置的构成及其各部分的作用；=6\*GB3⑥自同期、准同期的优点、缺点；=7\*GB3⑦在同期断路器合闸瞬间冲击电流的计算；=8\*GB3⑧频率差与脉动周期之间的关系；=9\*GB3⑨恒定越前时间并列装置的原理。2、本章重点与难点分析本章学习的重点是准同期并列条件及分析，同时条件的检测、频差方向的鉴别、压差方向的鉴别，恒定越前时间自动并列装置的原理分析。难点也就在于原理分析。章典型例题（案例）分析（解答）=1\*GB3①分析下面电路的原理。分析：略，见光盘。=2\*GB3②分析下面电路的工作原理，并阐明其作用。分析：略，见光盘。=3\*GB3③分析下面电路的原理，并阐明其作用。分析：略，见光盘。本章作业=1\*GB3①自同期、准同期的概念；=2\*GB3②同时发电机并列的基本准则是什么？为什么？=3\*GB3③并列操作能够分哪几类，有什么区别和特点？系统并列应采用哪种方式？=4\*GB3④准同期的抱负并列条件是什么？实际条件是什么？=5\*GB3⑤发电机并列时，如果条件不满足会发生什么问题？或者说后果怎么样？=6\*GB3⑥运用线性整步电压如何检测发电机与否满足准同期并列的条件？=7\*GB3⑦比较半波与全波线性整步电压的产生办法及其特点？=8\*GB3⑧线性整步电压的最小值不为零，对恒定越前时间有影响吗？为什么？=9\*GB3⑨在准同期并列时，检测频率差与否满足条件的办法有哪些？原理是什么？第五章自动低频减载章学习规定应熟悉的内容=1\*GB3①电力系统低频运行的危害和自动低频减载的作用；=2\*GB3②自动低频减载的误动的因素；=3\*GB3③避免AFL误动的方法。应掌握的内容=1\*GB3①负荷的静态频率特性；=2\*GB3②电力系统的动态频率特性；=3\*GB3③AFL的工作原理；=4\*GB3④AFL的整定原则。应纯熟掌握的内容=1\*GB3①负荷调节效应的概念，负荷调节效应系数的物理意义；=2\*GB3②自动低频减载装置的工作原理；=3