電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置-知識(shí)點(diǎn)整理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上何謂并列操作？對(duì)未投入運(yùn)行的待并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行適當(dāng)操作，使其電壓與并列點(diǎn)電壓之間滿足并列條件的一系列操作。并列原則1.并列斷路器合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能小，其瞬時(shí)最大值不超過(guò)允許值（12倍的額定電流）；2.發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速（暫態(tài)過(guò)程要短）進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)，以減小對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)。并列方法分類1.自同步合閘瞬間，發(fā)電機(jī)無(wú)電勢(shì)而被拉入同步2.準(zhǔn)同步合閘瞬間，發(fā)電機(jī)電勢(shì)與系統(tǒng)母線電壓、頻率和相位接近而被拉入同步2.1發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電機(jī)“并”到系統(tǒng)2.2兩系統(tǒng)并網(wǎng)兩系統(tǒng)間的并列操作2.2.1差頻并網(wǎng)尚未有電氣聯(lián)系（并網(wǎng)前兩系統(tǒng)相互獨(dú)立，頻率一般不同；需滿足三個(gè)條件時(shí)才能

2、進(jìn)行并列。存在頻率差，實(shí)現(xiàn)易）2.2.2同頻并網(wǎng)已有電氣聯(lián)系 （并列前兩側(cè)已存在電氣聯(lián)系，電壓可能不同，但頻率相同；相當(dāng)于在兩側(cè)之間增加一條連線；因此也叫做“合環(huán)”。）自同步并列優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)：1.不需選擇并列合閘時(shí)機(jī)，操控簡(jiǎn)單2.在電力系統(tǒng)發(fā)生事故、頻率波動(dòng)較大的情況下，可迅速并列，避免故障擴(kuò)大缺：1.不能用于兩個(gè)系統(tǒng)之間的并列操作2.沖擊電流大；會(huì)引起附近電壓降低準(zhǔn)同步并列 理想并列條件（沖擊電流為零）G=x（或fG= fx），UG= Ux，e= 0 （實(shí)際運(yùn)行中，理想并列條件難以完全實(shí)現(xiàn)，也沒(méi)有必要完全實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，只要滿足并列操作的兩項(xiàng)原則即可。）準(zhǔn)同步并列 偏離理想并列條件時(shí)的后果分析實(shí)際

3、上，電壓幅值差、頻率差和相位差均存在，分析較繁瑣。為此，做如下簡(jiǎn)化：1.僅存在電壓幅值差（即fG=fx, e=0,UGUx）沖擊電流 最大瞬時(shí)值沖擊電流的電動(dòng)力對(duì)發(fā)電機(jī)端部繞組產(chǎn)生影響（定子繞組端部的機(jī)械強(qiáng)度最弱）2.僅存在合閘相角差（即fG=fx, e0,UG=Ux）沖擊電流有效值 合閘后發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)立刻進(jìn)行有功功率交換，使機(jī)組聯(lián)軸受到突然沖擊，對(duì)機(jī)組和系統(tǒng)運(yùn)行均不利3.僅存在頻率差 (即fGfx, e=0,UG=Ux)此時(shí)斷路器QF兩側(cè)電壓差為脈動(dòng)電壓設(shè)幅值(稱為正弦整步電壓)頻率差限制的重要性:過(guò)大可能導(dǎo)致功率振蕩并失去同步,故必須對(duì)合閘時(shí)的頻率差進(jìn)行限制。正弦整步電壓:它反映了發(fā)電機(jī)和

4、系統(tǒng)間電壓矢量的相位差，是短路器兩端電壓的幅值包絡(luò)線準(zhǔn)同步并列的實(shí)際條件一般規(guī)定為：（1）電壓幅值接近相等，誤差不應(yīng)超過(guò)±（10%15%）的額定電壓；（2）發(fā)電機(jī)頻率和系統(tǒng)頻率應(yīng)接近相等，誤差不應(yīng)超過(guò)±（0.2%0.5%）的額定頻率；（3）發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓相位接近時(shí)合閘，合閘時(shí)的相位差一般不應(yīng)超過(guò)10°準(zhǔn)同期并列裝置的信號(hào)檢測(cè) 相角差檢測(cè)正弦整步電壓法包含信息：電壓幅值差、頻率差、相角差缺點(diǎn)：電壓幅值的變化影響相位差的估計(jì)精度。此法已逐漸被線性整步電壓檢測(cè)法取代線性整步電壓法只反映UG和Ux的相角特性，與電壓幅值無(wú)關(guān)，從而使越前時(shí)間信號(hào)和頻差檢測(cè)不受電壓幅值的

5、影響。1.半波線性整步電壓 2.全波線性整步電壓頻率差檢測(cè)是在恒定越前時(shí)間之前完成的檢測(cè)任務(wù)，用來(lái)判別是否符合并列條件1.測(cè)量交流信號(hào)的周期（基本方法）（正弦轉(zhuǎn)方波再二分頻，半波時(shí)間即為周期）2.利用相角差e（t）軌跡中的滑差角頻率si電壓差檢測(cè)是在恒定越前時(shí)間之前完成的檢測(cè)任務(wù)，用來(lái)判別是否符合并列條件1.直接讀入U(xiǎn)G和Ux值，然后作計(jì)算比較2.先直接比較UG和Ux的幅值大小然后讀入比較結(jié)果自動(dòng)準(zhǔn)同步并列 自動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)頻差控制單元旨在檢測(cè)s并由此調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使fG接近于fx電壓差控制單元旨在檢測(cè)|UmG-Umx|并由此調(diào)節(jié)UG，使其小于允許值。合閘信號(hào)控制單元檢測(cè)并列條件（和）

6、，條件滿足時(shí)選擇合適的時(shí)間發(fā)合閘信號(hào)（使并列斷路器的主觸頭QF接通時(shí)能夠滿足相角差在允許范圍內(nèi)合閘信號(hào)控制恒定越前相角式提前一個(gè)恒定相角YJ發(fā)出合閘命令斷路器合閘時(shí)間tQF近乎恒定，存在最佳合閘滑差角頻率eopt=YJ/tQF為限制合閘沖擊電流，滑差角頻率須限制在某范圍以內(nèi)恒定越前時(shí)間式提前一個(gè)時(shí)間發(fā)出合閘命令；提前的時(shí)間應(yīng)為從發(fā)出合閘命令到斷路器主觸頭閉合的時(shí)間，其中主要為斷路器合閘時(shí)間，約為0.1s0.7s;測(cè)試量為越前相角，合閘時(shí)需要的越前相角為滑差角頻率與斷路器合閘時(shí)間的乘積YJ=s·tQF原理上能保證斷路器觸頭閉合瞬間相角差為零；然而由于斷路器合閘時(shí)間的分散性，實(shí)際合閘瞬間

7、仍有相角差恒定越前時(shí)間并列裝置的整定計(jì)算1. 越前時(shí)間（tYJ=tc+tQF）tc自動(dòng)裝置合閘出口回路的動(dòng)作時(shí)間tQF并列斷路器的合閘時(shí)間tYJ主要決定于tQF，其值隨并列斷路器的類型而變化。2. 確定越前時(shí)間的最大誤差3.允許的電壓差（0.10.15UN），滿足后不再考慮電壓差的影響，即認(rèn)為電壓相等4. 根據(jù)允許的最大沖擊電流確定允許的合閘相位差 ey單位為rad，（度/180）x5.確定允許的滑差角頻率sy6. 脈動(dòng)電壓周期 Ts=2/sy實(shí)現(xiàn) 實(shí)際采用的預(yù)測(cè)校正法 算本計(jì)算點(diǎn)i的相角差i，若2-i=YJ，則立刻發(fā)出合閘信號(hào)；否則進(jìn)行下一步。 測(cè)下一個(gè)計(jì)算點(diǎn)的相角差i+1=i+siTx+0

8、.5(si/t)Tx2 判斷：若2-i+1>YJ，則合閘時(shí)間未到，返回繼續(xù)等待；若2-i+1<YJ，則說(shuō)明YJ點(diǎn)處于i點(diǎn)和i+1之間，這時(shí)再通過(guò)內(nèi)插方法求出由i點(diǎn)到達(dá)YJ點(diǎn)的時(shí)間h，這樣由本計(jì)算點(diǎn)（i點(diǎn)）再過(guò)h就可發(fā)出合閘信號(hào)。備用電源自動(dòng)投入裝置（AAT）定義當(dāng)工作電源(或工作設(shè)備)因故障被斷開(kāi)以后,能自動(dòng)、迅速地將備用電源(或備用設(shè)備)投入工作,保證用戶連續(xù)供電的一種裝置分類1.明備用： 正常情況下有明顯斷開(kāi)的備用電源或設(shè)備2.暗備用： 正常情況下沒(méi)有斷開(kāi)的電源和設(shè)備，而是利用分段母線間的分段斷路器取得相互備用。優(yōu)點(diǎn)1.提高供電可靠性，節(jié)省建設(shè)投資2.簡(jiǎn)化繼電保護(hù)3.限制短路電

9、流，提高母線殘余電壓應(yīng)用1.裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源和變電所所用電源2.由雙電源供電且其中一個(gè)電源經(jīng)常斷開(kāi)作為備用的變電所3.變電所內(nèi)有備用變壓器或互為備用的母線段4.有備用機(jī)組的某些輔機(jī)基本要求1. 工作電源電壓不論何種原因消失時(shí),AAT裝置均應(yīng)動(dòng)作（實(shí)現(xiàn)：AAT在工作母線上設(shè)置獨(dú)立的低壓?jiǎn)?dòng)部分；當(dāng)工作母線失去電壓后，起動(dòng)部分動(dòng)作。）2. 應(yīng)保證在工作電源斷開(kāi)后AAT裝置才動(dòng)作 （實(shí)現(xiàn)：利用供電元件側(cè)斷路器的動(dòng)斷觸點(diǎn)啟動(dòng)AAT）3. AAT裝置應(yīng)保證只動(dòng)作一次 （實(shí)現(xiàn)：控制備用電源斷路器的合閘脈沖,使之只能合閘一次而不能合閘兩次）4. 當(dāng)工作母線和備用母線同時(shí)失去電壓時(shí)，AAT裝置不應(yīng)

10、起動(dòng)（實(shí)現(xiàn)：備用電源必須具備有壓鑒定功能。）5.AAT動(dòng)作時(shí)間應(yīng)該使負(fù)荷停電時(shí)間盡可能的短。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：取1-1.5s為宜.6.電壓互感器二次側(cè)熔斷時(shí)，AAT裝置不應(yīng)動(dòng)作。低壓?jiǎn)?dòng)部分采用兩個(gè)低電壓繼電器，觸點(diǎn)串聯(lián)。7.一個(gè)備用電源同時(shí)作為幾個(gè)工作電源的備用時(shí)，如果備用電源己代替一個(gè)工作電源,當(dāng)另一個(gè)工作電源又被斷開(kāi)時(shí)，AAT裝置應(yīng)仍能動(dòng)作，只要事先己核實(shí)備用電源的容量能滿足. 8.應(yīng)檢驗(yàn)AAT裝置動(dòng)作時(shí)備用電源的過(guò)負(fù)荷情況，并滿足電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的要求勵(lì)磁控制系統(tǒng)組成勵(lì)磁功率單元：向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供直流勵(lì)磁電流勵(lì)磁調(diào)節(jié)器：根據(jù)測(cè)量的信息和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元的輸出勵(lì)磁控制系統(tǒng)的作用

11、1.電壓調(diào)節(jié)2.控制無(wú)功功率的分配3.提高發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性（靜態(tài)、暫態(tài)）4.改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件改善異步電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)條件為發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行和自同期并列創(chuàng)造條件提高繼電保護(hù)裝置工作的正確性5.水輪發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)行減勵(lì)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的要求對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的要求1.正常運(yùn)行時(shí)，能反映發(fā)電機(jī)電壓高低并將其維持在給定水平2.能合理分配機(jī)組間的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的轉(zhuǎn)移3.對(duì)遠(yuǎn)距離輸電的發(fā)電機(jī)組，為了能夠在人工穩(wěn)定區(qū)域運(yùn)行（增加靜穩(wěn)傳輸能力），要求無(wú)失靈區(qū)4.能迅速反映故障，具備強(qiáng)行勵(lì)磁等控制功能，以提高暫態(tài)穩(wěn)定水平和改善系統(tǒng)運(yùn)行條件5.時(shí)間常數(shù)小，能迅速響應(yīng)輸入信息的變化6.長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠對(duì)勵(lì)磁功率單元的

12、要求1.有足夠的可靠性和調(diào)節(jié)容量，以適應(yīng)各種工況需要2.具有足夠的勵(lì)磁頂值電壓和電壓上升速度 勵(lì)磁頂值電壓UEFq：強(qiáng)勵(lì)時(shí)勵(lì)磁功率單元可提供的最高輸出電壓值。 強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)：勵(lì)磁頂值電壓UEFq與額定工況時(shí)的勵(lì)電壓UEFe之比（視制造成本，常取1.62）。 勵(lì)磁電壓上升速度：衡量勵(lì)磁功率單元?jiǎng)討B(tài)行為（快速響應(yīng)能力）的指標(biāo)。具體指標(biāo)有兩種，即勵(lì)磁電壓響應(yīng)比和響應(yīng)時(shí)間 勵(lì)磁電壓響應(yīng)比：通常將勵(lì)磁電壓在最初0.5s內(nèi)上升的平均速率定義為勵(lì)磁電壓響應(yīng)比 勵(lì)磁系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間：從額定條件開(kāi)始，勵(lì)磁電壓增量達(dá)到0.95×(頂值電壓-額定電壓)所需要的時(shí)間同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)類型直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)(1)自勵(lì)

13、直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的容量得到減小，特別適合功率放大系數(shù)較小、由電磁元件組成的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(2)他勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 與自勵(lì)方式相比，時(shí)間常數(shù)較小，提高了勵(lì)磁系統(tǒng)的電壓增長(zhǎng)速度，一般用于水輪發(fā)電機(jī)組直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn) 直流勵(lì)磁機(jī)有電刷、換向器等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸部件，運(yùn)行維護(hù)量大，是最薄弱環(huán)節(jié)。 當(dāng)勵(lì)磁電流過(guò)大時(shí)，換向就很困難，故只適合于10萬(wàn)kW以下中小容量的同步發(fā)電機(jī)組。 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器常為電磁型，它以磁放大器為功放和綜合信號(hào)的元件，速度較慢，但工作較可靠交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)(1) 自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)1.自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)靜止可控整流器勵(lì)磁系統(tǒng)2.自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)(2) 他

14、勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)1.交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)副勵(lì)磁機(jī)的起勵(lì)電壓較高，需要外加起勵(lì)電源。缺點(diǎn)：加長(zhǎng)了發(fā)電機(jī)主軸長(zhǎng)度；副勵(lì)磁機(jī)和自勵(lì)恒壓調(diào)節(jié)器降低了勵(lì)磁控制系統(tǒng)的可靠度(解決方法：副勵(lì)磁機(jī)以永磁發(fā)電機(jī)充當(dāng))；當(dāng)發(fā)電機(jī)容量增大后，轉(zhuǎn)子電流相應(yīng)增大，滑環(huán)的正常運(yùn)行和維護(hù)較為困難2.交流勵(lì)磁機(jī)旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)（無(wú)刷勵(lì)磁） 副勵(lì)磁機(jī)為永磁發(fā)電機(jī)，其磁極旋轉(zhuǎn)，電樞靜止。 相反地，交流勵(lì)磁機(jī)磁極靜止，電樞旋轉(zhuǎn)。副勵(lì)磁機(jī)的磁極（N和S）、AE的電樞、硅整流元件GZ和EW均在同一根軸上同步旋轉(zhuǎn)，它們之間無(wú)需任何滑環(huán)和電刷等接觸元件優(yōu)點(diǎn)(1)無(wú)換向器、滑環(huán)和電刷，減少維護(hù)，提高了可靠性；(2)無(wú)接觸部件的

15、磨損，故無(wú)炭粉和銅末引起的電機(jī)線圈的污染，從而絕緣壽命較長(zhǎng)。缺點(diǎn)(1)與轉(zhuǎn)子回路連接的旋轉(zhuǎn)元件無(wú)引線輸出，因而不易檢測(cè)和監(jiān)視各種信息；(2)無(wú)法采用傳統(tǒng)的裝置滅磁；(3)可靠性要求較高；(4)響應(yīng)速度較慢（通過(guò)勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子采用疊片結(jié)構(gòu)、減小繞組電感、增加勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組頂值電壓、引入轉(zhuǎn)子電壓深度負(fù)反饋等措施，以減小勵(lì)磁機(jī)的等值時(shí)間常數(shù)）。發(fā)電機(jī)自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)（靜止勵(lì)磁系統(tǒng)）優(yōu)點(diǎn)：取消了勵(lì)磁機(jī)，設(shè)備和接線簡(jiǎn)單，可靠性提高；縮短了機(jī)組長(zhǎng)度，降低了造價(jià)；調(diào)節(jié)速度很快，主要用于大型發(fā)電機(jī)組，尤其適合于水輪機(jī)組疑慮：發(fā)電機(jī)近端短路時(shí)是否滿足強(qiáng)勵(lì)要求，機(jī)組此時(shí)是否會(huì)失磁；由于短路電流的迅速衰減，帶時(shí)限的繼電保

16、護(hù)是否會(huì)拒絕動(dòng)作解決：在短路剛開(kāi)始的0.5秒內(nèi)，自勵(lì)方式與它勵(lì)方式的勵(lì)磁很接近，因此只需配合快速保護(hù)，并適當(dāng)提高強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，這種方式是可以采用的；至于帶時(shí)限的繼電保護(hù)，可采取一些措施加以解決勵(lì)磁控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器組成基本控制部分:調(diào)差、測(cè)量比較、綜合放大、同步與移相觸發(fā)及可控整流環(huán)節(jié)組成，總體靜態(tài)特性由各部分的靜態(tài)特性合成得到輔助控制部分: 勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 勵(lì)磁限制器區(qū)別 基本控制部分:正常運(yùn)行時(shí)，這些環(huán)節(jié)起到實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和無(wú)功功率分配等最基本的功能。 輔助控制部分:輔助控制不參與正常情況下的自動(dòng)控制，僅在發(fā)生非正常運(yùn)行工況，需要?jiǎng)?lì)磁調(diào)節(jié)器具有某些特有的限制功能時(shí)起

17、相應(yīng)控制作用。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器靜態(tài)特性（發(fā)電機(jī)端電壓與勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組電壓的關(guān)系）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器靜態(tài)工作特性勵(lì)磁調(diào)節(jié)器呈比例調(diào)節(jié)特性，即當(dāng)UG偏高時(shí)，應(yīng)降低UAVR；當(dāng)UG偏低時(shí)，應(yīng)增大UAVR。這樣，有助于發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定勵(lì)磁機(jī)靜態(tài)工作特性發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流IEF（勵(lì)磁機(jī)的輸出）與勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流IEE或UAVR（也即勵(lì)磁機(jī)的輸入）間的關(guān)系。通常該關(guān)系為線性發(fā)電機(jī)端電壓與其勵(lì)磁電流的關(guān)系同步發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性（三者合成）為保持發(fā)電機(jī)端電壓不變，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流與發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷電流之間的關(guān)系曲線。調(diào)差系數(shù)=(UG1-UG2)/UGe=UG1*-UG2*=UG*UGe為發(fā)電機(jī)額定端電壓UG1為發(fā)電機(jī)空

18、載（IQ=0或Q=0）時(shí)的端電壓UG2為發(fā)電機(jī)承受額定無(wú)功電流或無(wú)功功率時(shí)的端電壓，常取UG2 = UGe表征了同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)維持發(fā)電機(jī)端電壓的能力。越小，無(wú)功負(fù)荷變化時(shí)，UG變動(dòng)越小。在實(shí)際系統(tǒng)中，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中設(shè)有調(diào)差單元，以供調(diào)試人員在系統(tǒng)不同運(yùn)行條件下設(shè)定不同的調(diào)差系數(shù)。下垂特性的斜率k=-使用下垂特性的原因(機(jī)組間的無(wú)功功率分配)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性的平移發(fā)電機(jī)投入或退出運(yùn)行時(shí)，要求能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移負(fù)荷，以防引起對(duì)電網(wǎng)的沖擊無(wú)功功率的調(diào)差特性實(shí)際調(diào)差系數(shù)非常小，無(wú)功電流變化時(shí)發(fā)電機(jī)的端電壓近似不變，標(biāo)么值約1，故無(wú)功電流可替換為無(wú)功功率調(diào)差特性的分析兩臺(tái)無(wú)差調(diào)節(jié)特性兩臺(tái)無(wú)

19、差調(diào)節(jié)特性的機(jī)組不能并聯(lián)運(yùn)行無(wú)差+正差 無(wú)功負(fù)荷增量全部由無(wú)差特性機(jī)組承擔(dān)，這種分配方式極不合理，故很少采用或不用無(wú)差+負(fù)差 工作點(diǎn)a不穩(wěn)定功率增量與電壓增量間的關(guān)系1)發(fā)電機(jī)承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷增量與電壓偏差成正比，與調(diào)差系數(shù)成反比。2)對(duì)于并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組，無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，UG*相同，較小的機(jī)組承擔(dān)較大的IQ*。3)希望各機(jī)組的IQ*相同，因此就要求在公共母線上并聯(lián)運(yùn)行的各發(fā)電機(jī)組具有近似相同的調(diào)差系數(shù)4)取值，3%5%。計(jì)算1.各機(jī)組額定無(wú)功功率QGN=PGN·tan （有無(wú)差調(diào)節(jié)特性時(shí)，算額定視在功率SGN 。當(dāng)SGN >Q,則無(wú)差機(jī)組全部承擔(dān)Q）2.等值調(diào)壓系數(shù)（調(diào)壓系數(shù)

20、不等時(shí)）=（QG1N+QG2N）/( QG1N/1+QG2N/2)3.確定母線電壓波動(dòng)U*=-·Q*4.確定各機(jī)組無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)量QG1*=-U*/1 QG1=QG1*·QG1NQG2*=-U*/2 QG2=QG2*·QG2N自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的運(yùn)行限制瞬時(shí)電流限制當(dāng)快速勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁電壓達(dá)到允許的最大勵(lì)磁頂值電壓時(shí)，必須對(duì)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流進(jìn)行限制；否則勵(lì)磁電流繼續(xù)增加，導(dǎo)致勵(lì)磁機(jī)輸出電壓繼續(xù)增加而影響發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行最大勵(lì)磁限制受轉(zhuǎn)子繞組的發(fā)熱限制，強(qiáng)勵(lì)時(shí)間不允許超過(guò)規(guī)定值最小勵(lì)磁限制發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行(空載電勢(shì)低于系統(tǒng)電壓)時(shí)，吸收的無(wú)功功率隨勵(lì)磁電流的減小而增加。由于

21、進(jìn)相受到穩(wěn)定極限、繞組端部發(fā)熱的制約，具有一定的限制，因此必須設(shè)置最小勵(lì)磁限制器以防發(fā)電機(jī)欠勵(lì)磁運(yùn)行過(guò)于嚴(yán)重而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性、繞組端部發(fā)熱過(guò)于嚴(yán)重磁通限制交流磁通量與電壓/頻率比值成正比。發(fā)電機(jī)機(jī)磁通限制器，用于防止發(fā)電機(jī)及其相連主變壓器由于電壓過(guò)高、頻率過(guò)低引起鐵心飽和發(fā)熱失磁監(jiān)控失磁時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓下降，輸出功率下降，發(fā)電機(jī)升速并進(jìn)入可能異步運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)無(wú)功和電壓控制無(wú)功功率的產(chǎn)生電力設(shè)備(電動(dòng)機(jī)、變壓器等)在通電后開(kāi)始工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與電壓有關(guān)的時(shí)變電磁場(chǎng)。電磁場(chǎng)儲(chǔ)存有能量，而電磁場(chǎng)的時(shí)變特性決定其儲(chǔ)存的能量也是時(shí)變的。電力設(shè)備與電源交換的該部分能量的流動(dòng)即為無(wú)功功率影響1. 無(wú)

22、功功率的流動(dòng)導(dǎo)致輸電線路、變壓器的電流增加，其中的功率損耗 (有功、無(wú)功)也將增加，增加了系統(tǒng)中的能量損失，降低了電力網(wǎng)的輸電效率2. 當(dāng)輸電線路、變壓器傳輸過(guò)量的無(wú)功功率時(shí)，易導(dǎo)致首末端的電壓損耗過(guò)大而末端電壓不符合要求電壓偏移的影響1.對(duì)負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)：電壓低，定子電流顯著增大，溫升增加，可能導(dǎo)致絕緣老化、電機(jī)燒損；電壓高，破壞絕緣。電熱設(shè)備：電壓低，大大降低發(fā)熱量。照明設(shè)備：電壓低，發(fā)光不足；電壓高，影響壽命。家用電器（如電視）：電壓低，圖像不穩(wěn)定；電壓高，影響顯像管壽命2.對(duì)自身電壓低：功率損耗增大，可危及電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性電壓高：破壞設(shè)備絕緣、超高壓網(wǎng)絡(luò)電暈損耗對(duì)傳輸容量的影響很大

23、電壓調(diào)節(jié)目標(biāo)通過(guò)調(diào)節(jié)電壓差和功率因數(shù)措施1.發(fā)電機(jī)調(diào)壓；2.同步調(diào)相機(jī)調(diào)壓；3.利用變壓器分接頭調(diào)壓；4.靜電電容器調(diào)壓；5.靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）調(diào)壓；6.串聯(lián)補(bǔ)償調(diào)壓；7.切去部分負(fù)荷調(diào)壓；8.改變電網(wǎng)無(wú)功功率分布調(diào)壓發(fā)電機(jī)調(diào)壓發(fā)電機(jī)不僅是有功功率的電源，也是無(wú)功功率的電源，發(fā)電機(jī)還能通過(guò)進(jìn)相運(yùn)行吸收無(wú)功功率，所以可用調(diào)整發(fā)電機(jī)端電壓。這是一種充分利用發(fā)電機(jī)設(shè)備，不需要額外投資的調(diào)壓手段。如果發(fā)電機(jī)有充足的無(wú)功備用，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流增大發(fā)電機(jī)電勢(shì)，可以從整體上提高電網(wǎng)的電壓水平，提高電壓的穩(wěn)定性非額定功率因數(shù)下運(yùn)行時(shí)可能發(fā)出的有功功率P和無(wú)功功率Q要受定子電流額定值（額定視在功率）、轉(zhuǎn)子

24、電流額定值（空載電勢(shì)）、原動(dòng)機(jī)出力（額定有功功率）的限制另外，還存在最小功率限制(鍋爐燃燒的穩(wěn)定性)，定子端部發(fā)熱限制(磁滯、渦流損耗 磁滯、渦流損耗)，和同步運(yùn)行穩(wěn)定性的限制 ，和同步運(yùn)行穩(wěn)定性的限制(電動(dòng)勢(shì)過(guò)小，影響發(fā)電機(jī)內(nèi)部功率輸送的極限 動(dòng)勢(shì)過(guò)小，影響發(fā)電機(jī)內(nèi)部功率輸送的極限)變壓器調(diào)壓及其存在的問(wèn)題電力系統(tǒng)中設(shè)有很多可在線調(diào)壓的變壓器。當(dāng)其一次側(cè)電壓偏低或偏高時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)其變比以維持二次側(cè)電壓基本恒定。實(shí)際運(yùn)行中，由于負(fù)荷的峰谷差較大，可能要頻繁調(diào)整分接頭，這會(huì)引起電壓的波動(dòng)。如果系統(tǒng)的無(wú)功不足，當(dāng)某一地區(qū)的電壓由于變壓器分接頭的改變而升高，該地區(qū)所需的無(wú)功功率增大，可能擴(kuò)大系統(tǒng)的無(wú)

25、功缺額，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平更加下降，嚴(yán)重的還會(huì)產(chǎn)生電壓崩潰。串聯(lián)補(bǔ)償調(diào)壓采用串聯(lián)電容器補(bǔ)償線路的部分串聯(lián)阻抗，從而降低傳送功率時(shí)的無(wú)功損耗，并使電壓損耗中的QX/V分量減小，提高線路末端電壓。它還可以提高網(wǎng)絡(luò)的功率傳輸能力進(jìn)而提高系統(tǒng)的靜穩(wěn)極限。早期用固定串聯(lián)補(bǔ)償器提高線路輸送容量，現(xiàn)在晶閘管可控串聯(lián)補(bǔ)償器（TCSC）是主要的FACTS裝置。同步調(diào)相機(jī)調(diào)壓同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)，也就是只能輸出、吸收無(wú)功功率的發(fā)電機(jī)。它可以過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行，也可以欠勵(lì)磁運(yùn)行，運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)系統(tǒng)的要求調(diào)節(jié)。在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)提供給感性無(wú)功功率，起無(wú)功電源的作用；在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它從系統(tǒng)吸取感性無(wú)功

26、功率，起無(wú)功負(fù)荷的作用。同步調(diào)相機(jī)可以強(qiáng)勵(lì)，有過(guò)載能力。固定電容器調(diào)壓(MSC)固定電容器通過(guò)斷路器連接到母線。固定電容器產(chǎn)生無(wú)功功率，從而為母線上的其他負(fù)荷提供無(wú)功。其產(chǎn)生的無(wú)功與電壓的平方成正比。在母線電壓偏低時(shí)，其產(chǎn)生的無(wú)功也將降低。該方式投資省，可靠性高。靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）調(diào)壓是一種廣泛使用的快速響應(yīng)無(wú)功功率補(bǔ)償和電壓調(diào)節(jié)設(shè)備，對(duì)于支持系統(tǒng)電壓和防止電壓崩潰，是一種強(qiáng)有力的措施。SVC是晶閘管控制/投切的電抗器和晶閘管投切的電容器，或者它們組合而成的控制器的統(tǒng)稱。它由電容器組與可調(diào)電抗器組成，通過(guò)向系統(tǒng)提供或吸取無(wú)功功率進(jìn)行調(diào)壓?？梢赃M(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。切去部分負(fù)荷調(diào)壓當(dāng)已不能采取上述

27、措施，或上述措施調(diào)節(jié)電壓的速度不夠快時(shí)，或系統(tǒng)發(fā)生了緊急事故電壓急劇下降時(shí)，應(yīng)該考慮適當(dāng)?shù)厍腥ゲ糠重?fù)荷，以確保整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。改變電網(wǎng)無(wú)功功率分布調(diào)壓(OPF)根據(jù)優(yōu)化的原理改變無(wú)功功率分布，達(dá)到調(diào)壓的目的。注意事項(xiàng)在無(wú)功功率不足的系統(tǒng)中，首要的問(wèn)題是增加無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，而不能只靠調(diào)整變壓器電壓的方法。在無(wú)功電源充裕的系統(tǒng)中，應(yīng)大力采用和推廣有載變壓器調(diào)壓。一般采用地區(qū)自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓與集中自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓相結(jié)合的方式，即就地控制和集中控制相結(jié)合的方式ü中樞點(diǎn)電壓管理電壓中樞點(diǎn)就是那些反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠的高壓母線、樞紐變電所低壓母線或有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機(jī)母線。認(rèn)為：只要控制

28、好中樞點(diǎn)電壓，其它母線的電壓就能滿足要求中樞點(diǎn)的電壓偏移中樞點(diǎn)電壓和所代表的負(fù)荷點(diǎn)電壓的關(guān)系？ 根據(jù)負(fù)荷對(duì)電壓的要求，任何時(shí)刻應(yīng)滿足：UA=UB=(0.951.05)UN逆調(diào)壓方式在大負(fù)荷時(shí)升高電壓，小負(fù)荷時(shí)降低電壓的調(diào)壓方式。 一般采用逆調(diào)壓方式，在最大負(fù)荷時(shí)可保持中樞點(diǎn)電壓比線路額定電壓高5，在最小負(fù)荷時(shí)保持為線路額定電壓。供電線路較長(zhǎng)、負(fù)荷變動(dòng)較大的中樞點(diǎn)往往要求采用這種調(diào)壓方式。順調(diào)壓方式大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些，但不低于線路額定電 壓的102.5；小負(fù)荷時(shí)允許其電壓高一些，但不超過(guò)線路額定電壓的107.5的調(diào)壓模式。對(duì)于某些供電距離較近，或者符合變動(dòng)不大的變電所，可以采用這種調(diào)壓

29、方式。恒調(diào)壓方式介于前面兩種調(diào)壓方式之間的調(diào)壓方式是恒調(diào)壓。即在任何負(fù)荷下，中樞點(diǎn)電壓保持為大約恒定的數(shù)值，一般較線路額定電壓高25電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)1) 負(fù)荷的功率-頻率特性：定義負(fù)荷有功功率隨系統(tǒng)頻率變化的特性PL = F( f )。負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù):用負(fù)荷有功功率-頻率特性的導(dǎo)數(shù)來(lái)衡量負(fù)荷有功功率隨頻率的變化關(guān)系，此即負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL2) 發(fā)電機(jī)功率-頻率特性：無(wú)調(diào)速器：發(fā)電機(jī)組功率頻率特性反映發(fā)電機(jī)輸出有功功率隨系統(tǒng)頻率的變化關(guān)系PG = F( f )有調(diào)速器：系統(tǒng)頻率改變時(shí)，發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)工作，改變進(jìn)水（汽）量以適應(yīng)負(fù)荷的需要，從而發(fā)電機(jī)輸出的有功功率也發(fā)生變

30、化。調(diào)差系數(shù)：系統(tǒng)頻率增量標(biāo)幺值與系統(tǒng)輸出有功增量標(biāo)幺值之比的負(fù)值R*=-f*P*=-ffNPPGN單位調(diào)節(jié)功率：?jiǎn)挝徽{(diào)節(jié)功率為調(diào)差系數(shù)的倒數(shù)，反映系統(tǒng)變化單位頻率時(shí)發(fā)電機(jī)增加(減小)的有功功率增量。機(jī)組并聯(lián)時(shí)的調(diào)差系數(shù)：R=1i=1n1Ri R*=i=1nPGNii=1nPGNiRi* 調(diào)節(jié)特性的失靈區(qū)（描述，缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)）： 測(cè)量元件不靈敏造成調(diào)速器具有一定的失靈區(qū)，使得在理想調(diào)節(jié)特性附近產(chǎn)生一條失靈帶。失靈帶的寬度以失靈度表示：=fw /fN =fw*缺點(diǎn)：失靈帶導(dǎo)致功率誤差優(yōu)點(diǎn)：防止閥門頻繁調(diào)節(jié)，產(chǎn)生負(fù)面影響3) 電力系統(tǒng)的頻率特性：電力系統(tǒng)的頻率特性取決于發(fā)電機(jī)組的功率頻率特性和負(fù)荷的

31、功率頻率特性電力系統(tǒng)一次頻率調(diào)整的原理4) 調(diào)速器：調(diào)速器分類：機(jī)械式、機(jī)械液壓式、電氣液壓式、數(shù)字液壓式機(jī)械液壓結(jié)構(gòu)和工作原理：測(cè)速機(jī)構(gòu)汽輪機(jī)主軸帶動(dòng)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)離心飛擺 執(zhí)行機(jī)構(gòu)油動(dòng)機(jī)錯(cuò)油門原理：轉(zhuǎn)速上升時(shí)，離心飛擺主軸上升。若調(diào)頻器不動(dòng)作，則連桿帶動(dòng)錯(cuò)油門兩個(gè)凸肩上移，在油壓作用下使油動(dòng)機(jī)活塞下移，關(guān)小進(jìn)汽閥（減小蒸汽機(jī)的輸入功率）。在油動(dòng)機(jī)活塞下移時(shí)，帶動(dòng)連桿下移，直到錯(cuò)油門兩個(gè)凸肩重新回到堵住油動(dòng)機(jī)上、下腔油路位置。5) 動(dòng)態(tài)特性研究：調(diào)速器傳遞函數(shù)XB=Kn=K2K41+s(Tn=1K3K4)Pcs-1R=K2K1F(s)原動(dòng)機(jī)傳遞函數(shù)非再熱：GTs=KT1+sTT再熱：GTs=KT(1+sKrTr)(1+sTT)(1+sTr)水輪：Gns=1-Tws1+0.5sTw發(fā)電機(jī)組傳遞函數(shù)單區(qū)域電力系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及結(jié)構(gòu)框圖電力網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)特性6) 電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻：各類機(jī)組的安排（基荷機(jī)組，峰荷機(jī)組，調(diào)頻機(jī)組）：基荷電廠承擔(dān)劃負(fù)荷的不變部分，即基荷調(diào)峰電廠承擔(dān)計(jì)劃負(fù)荷的變動(dòng)部分調(diào)頻電廠承擔(dān)計(jì)劃外負(fù)荷方法分類 主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法只設(shè)1個(gè)調(diào)頻電廠，容量受到限制，只適用于中小型系統(tǒng)；調(diào)頻電廠中只有一臺(tái)主導(dǎo)機(jī)組對(duì)f 起直接調(diào)節(jié)作用，其余機(jī)組（