電力系統(tǒng)自動裝置原理

《電力系統(tǒng)自動裝置原理》課程學習指導(dǎo)資料編寫：肖先勇合用專業(yè)：電力系統(tǒng)及其自動化合用層次：?？扑拇ù髮W網(wǎng)絡(luò)教育學院11月《電力系統(tǒng)自動裝置原理》課程學習指導(dǎo)資料編寫：肖先勇審稿（簽字）：審批（主管教學負責人簽字）：本課程學習指導(dǎo)資料根據(jù)該課程教學大綱的規(guī)定，參考現(xiàn)行教材《電力系統(tǒng)自動裝置原理》（第二版）（上海交通大學楊冠誠主編，中國電力出版社，1995年11月）以及課程學習光盤，并結(jié)合實際電力系統(tǒng)對自動裝置的規(guī)定和遠程網(wǎng)絡(luò)教育的教學特點和教學規(guī)律進行編寫，合用于電氣工程及其自動化（含電力系統(tǒng)及其自動化）專業(yè)?？茖W生。第一部分課程的學習目的及總體規(guī)定一、課程的學習目的電力系統(tǒng)自動裝置是高等教育電力系統(tǒng)及其自動化（電氣工程及其自動化）專業(yè)教學計劃中的一門重要課程，是為滿足培養(yǎng)電力系統(tǒng)、電氣工程專業(yè)人才的需要而設(shè)立的課程。通過本課程的學習，使同窗們理解電力系統(tǒng)自動化、電力系統(tǒng)自動裝置的重要意義，掌握電力系統(tǒng)中慣用自動裝置的作用、構(gòu)成、工作原理、性能、運行特性以及有關(guān)參數(shù)的整定計算，理解電力系統(tǒng)中慣用的自動裝置的發(fā)呈現(xiàn)狀及趨勢。同時通過掌握電力系統(tǒng)自動裝置的分析辦法、基本原理與特點，深化對裝置的理解，培養(yǎng)一定的分析問題和解決問題的能力，為從事電力系統(tǒng)自動化及自動裝置的調(diào)試、管理、開發(fā)與研究等工作打下必要的基礎(chǔ)。二、課程的總體規(guī)定本課程重要介紹在發(fā)電廠和電力網(wǎng)中使用的常規(guī)自動裝置，涉及備用電源與備用設(shè)備的自動投入、自動重疊閘、同時發(fā)電機自動同期（并列）、同時發(fā)電機勵磁系統(tǒng)及其自動調(diào)節(jié)、自動低頻減載以及其它安全自動裝置等。通過學習，應(yīng)當達成下列規(guī)定：掌握電力系統(tǒng)中常規(guī)自動裝置的作用、基本概念和基本理論及其分析辦法。掌握常規(guī)自動裝置的電路構(gòu)成、工作原理、電路分析辦法及其輸入輸出特性等。掌握常規(guī)自動裝置的總體構(gòu)造、工作原理、性能及其運行特點等。能夠進行普通的參數(shù)整定計算。含有一定的理論聯(lián)系實際、獨立分析問題和解決問題的能力。學習本科的先修課程有：電路原理、電機學、電子技術(shù)、電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)繼電保護等。這些課程是本課程的基礎(chǔ)，如果基礎(chǔ)打不好，會增加本課程學習的難度。例如：對于晶閘管的開關(guān)特性掌握不好，就會影響對發(fā)電機當代勵磁系統(tǒng)、自動同期裝置等的學習。本專業(yè)的另一門重要課程——繼電保護也屬于安全自動裝置的范疇，即使已經(jīng)獨立成為一門課程，但與本課程之間存在聯(lián)系。并且，這兩門課程在有些章節(jié)考慮問題和分析問題的辦法是相似的，如：繼電保護整定計算的辦法和思路同樣合用自動裝置等。因此，在學習本課程時，應(yīng)當含有必須的繼電保護知識，并且兩門課程的學習不應(yīng)脫節(jié)。第二部分課程學習的基本規(guī)定及重點難點內(nèi)容分析第一章同時發(fā)電機的自動并列本章學習規(guī)定應(yīng)熟悉的內(nèi)容=1\*GB3①概念：并列操作、自同期、準同期、滑差角頻率、滑差周期、恒定越前時間、恒定越前相位角、整步電壓、線性整步電壓等；=2\*GB3②同時發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)的作用和基本規(guī)定；=3\*GB3③同時發(fā)電機的勵磁方式、勵磁調(diào)節(jié)方式；=4\*GB3④勵磁系統(tǒng)中的整流電路的工作原理與特點，涉及不可控、半可控和可控整流電路；=5\*GB3⑤自動勵磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)特性的分析；=6\*GB3⑥并聯(lián)發(fā)電機組之間無功功率如何進行合理分派；=7\*GB3⑦微機型勵磁控制系統(tǒng)設(shè)計。應(yīng)當掌握的內(nèi)容=1\*GB3①發(fā)電機勵磁方式的分類，理解同時發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)方式；=2\*GB3②自動勵磁控制系統(tǒng)中的可控整流電路的原理、控制特性的分析；=3\*GB3③當代勵磁控制系統(tǒng)的總體構(gòu)造，各部分電路的工作原理及其工作特性，掌握分析的辦法；=4\*GB3④掌握對靜態(tài)特性調(diào)節(jié)的基本規(guī)定，理解有、無自動勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機外特性及影響外特性的因素，掌握勵磁調(diào)節(jié)特性調(diào)節(jié)的內(nèi)容和意義；=5\*GB3⑤理解微機型勵磁自動調(diào)節(jié)器。應(yīng)純熟掌握的內(nèi)容=1\*GB3①純熟掌握同時發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)的作用和基本規(guī)定，掌握勵磁調(diào)節(jié)與機端電壓以及輸出的無功功率之間的關(guān)系，掌握自動勵磁調(diào)節(jié)的作用，并能夠闡明其意義；=2\*GB3②純熟掌握對自動勵磁調(diào)節(jié)的基本規(guī)定；=3\*GB3③純熟掌握同時發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)的構(gòu)成部分以及各部分的作用，建立自動調(diào)節(jié)的概念及其同時發(fā)電機勵磁自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整體性概念；=4\*GB3④能純熟地對同時發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)進行分類，識別多個勵磁方式，分析多個勵磁方式的特點，涉及重要的優(yōu)點、缺點以及應(yīng)用環(huán)境；=5\*GB3⑤純熟掌握勵磁系統(tǒng)中可控整流電路的作用和調(diào)節(jié)勵磁的原理，純熟掌握控制角與勵磁電流的關(guān)系；=6\*GB3⑥純熟掌握當代勵磁控制系統(tǒng)的工作原理，構(gòu)成部分以及各部分的工作原理，各部分的工作特性，各部分之間的關(guān)系，能夠綜合應(yīng)用有關(guān)知識；=7\*GB3⑦純熟掌握對靜態(tài)特性調(diào)節(jié)的基本規(guī)定，純熟掌握發(fā)電機的外特性及其物理意義，以及影響外特性的因素；純熟掌握發(fā)電機有、無自動勵磁調(diào)節(jié)時，發(fā)電機外特性的區(qū)別；=8\*GB3⑧純熟掌握調(diào)差系數(shù)，涉及正調(diào)差、負調(diào)差和無差調(diào)節(jié)及其特性，針對具體的電路分析闡明調(diào)差系數(shù)的調(diào)節(jié)原理；=9\*GB3⑨純熟掌握有不同調(diào)差特性的并聯(lián)發(fā)電機組之間無功功率的合理分派問題（重點是含有正調(diào)差特性的機組）。本章重點與難點分析本章學習的重點是同時發(fā)電機勵磁自動調(diào)節(jié)的作用，當代勵磁調(diào)節(jié)器的總體構(gòu)造、工作原理、工作特性、運行特性。重點掌握各部分工作電路的原理和特性，純熟分析電路。難點也就在于應(yīng)用過去學習的有關(guān)電路原理，特別是模擬電子技術(shù)中所學有關(guān)知識對各部分電路原理進行對的的分析。本章典型例題（案例）分析（解答）=1\*GB3①請分析下圖所示他勵靜止可控硅勵磁系統(tǒng)的當代勵磁調(diào)節(jié)器的原理，分析各部分的工作原理與特性，掌握各部分之間的關(guān)系、各部分的作用。答：請根據(jù)光盤解說內(nèi)容，并結(jié)合教材完畢。（略）。=2\*GB3②請分析正序濾過器的作用和工作原理。答：（略）。完全能夠根據(jù)光盤介紹的內(nèi)容進行理解和分析，注意結(jié)合向量圖來分析。=3\*GB3③請分析下面濾波電路的原理。答：（略）。完全能夠根據(jù)光盤介紹的內(nèi)容進行理解和分析。=4\*GB3④請分析下面電路的工作原理。答：（略）。完全能夠根據(jù)光盤介紹的內(nèi)容進行理解和分析。=5\*GB3⑤請結(jié)合下面電路分析調(diào)差單元的基本工作原理。答：（略）。完全能夠根據(jù)光盤介紹的內(nèi)容進行理解和分析，注意結(jié)合向量圖來分析。=6\*GB3⑥比較半波線性整步電壓和全波線性整步電壓的產(chǎn)生辦法及特點？答：（略）。完全能夠根據(jù)光盤介紹的內(nèi)容進行理解和分析。本章作業(yè)略。大家能夠根據(jù)在光盤中已經(jīng)給出11個問題和上面給出的典型例題的分析來完畢，規(guī)定同窗們能純熟掌握這些基本問題。備用電源和備用設(shè)備的自動投入裝置本章學習規(guī)定應(yīng)當熟悉的內(nèi)容=1\*GB3①掌握對AAT裝置的規(guī)定以及這些基本規(guī)定的實際意義；=2\*GB3②掌握備用變壓器自動投入的原理，能夠分析各繼電器的作用，能夠結(jié)合基本規(guī)定分析電路的工作狀況；=3\*GB3③掌握母線分段斷路器自動投入的原理，懂得各繼電器的作用，動作次序，能夠分析工作狀況；應(yīng)當掌握的內(nèi)容=1\*GB3①對的描述AAT裝置、明備用、暗備用，能夠識別明備用和暗備用接線；=2\*GB3②在理解公式的基礎(chǔ)上能夠?qū)AT裝置進行整定計算；=3\*GB3③應(yīng)能分析AAT裝置的典型接線原理；=4\*GB3④掌握快速切換、慢速切換的概念及特點；=5\*GB3⑤理解AAT裝置的用途。應(yīng)當純熟掌握的內(nèi)容=1\*GB3①純熟掌握備用電源和備用設(shè)備自動投入裝置的概念；=2\*GB3②純熟掌握明備用、暗備用的特點，純熟識別多個備用；=3\*GB3③純熟掌握對AAT裝置的基本規(guī)定和用途；=4\*GB3④掌握擬定AAT裝置動作速度時應(yīng)考慮哪些因素；=5\*GB3⑤掌握備用變壓器和母線分段斷路器自動投入的動作行為。本章學習的重點與難點分析本章學習的重點是AAT裝置的有關(guān)概念、特點和規(guī)定，以及動作行為分析。難點在于動作原理與行為的對的分析，需要同窗們結(jié)合繼電保護、發(fā)電廠二次接線的有關(guān)知識進行學習。本章典型例題（案例）分析（解答）=1\*GB3①分析下左圖中T0是如何作為變壓器T1和T2的備用的。分析：略，見光盤中的分析。=2\*GB3②請分析上右電路AAT動作過程。分析：略，見光盤中的分析。=3\*GB3③請分析下面電路AAT動作原理。分析：略，見光盤中的分析。本章作業(yè)=1\*GB3①為什么規(guī)定AAT裝置在工作電源確實斷開后才將備用電源投入=2\*GB3②擬定AAT裝置的動作速度時應(yīng)考慮哪些因素？=3\*GB3③請分析備用變壓器自動投入的原理。=4\*GB3④請分析分段母線自動投入的原理。=5\*GB3⑤對AAT裝置有什么規(guī)定？其作用有哪些？輸電線路的自動重疊閘本章學習規(guī)定（1）應(yīng)當熟悉的內(nèi)容通過本章的學習，但愿同窗們能深刻理解自動重疊閘的意義、三相一次自動重疊閘的概念，深刻理解對自動重疊閘的基本規(guī)定。熟悉多個自動重疊閘裝置的基本工作原理與動作行為，熟悉有關(guān)的概念、特點，掌握自動重疊閘與保護之間的關(guān)系。（2）應(yīng)當掌握的內(nèi)容=1\*GB3①掌握單側(cè)電源和雙側(cè)電源自動重疊閘的特點，掌握有關(guān)參數(shù)的整定；=2\*GB3②掌握三相快速自動重疊閘的工作原理與規(guī)定；=3\*GB3③掌握非同時自動重疊閘的工作原理與規(guī)定；=4\*GB3④理解和掌握綜合自動重疊閘的特殊問題；=5\*GB3⑤掌握電流選相元件、電壓選相元件、阻抗選相元件的選相原理及應(yīng)用特點；=6\*GB3⑥掌握綜合自動重疊閘裝置構(gòu)成的有關(guān)問題。（3）應(yīng)當純熟掌握的內(nèi)容=1\*GB3①純熟掌握自動重疊閘的意義以及對其的基本規(guī)定；=2\*GB3②純熟掌握三相一次自動重疊閘的概念與原理；=3\*GB3③純熟掌握和理解雙側(cè)電源線路三相自動重疊閘的特點；=4\*GB3④純熟掌握無壓檢定和同時檢定自動重疊閘；=5\*GB3⑤純熟掌握并深刻理解重疊閘前加速保護動作、重疊閘后加速保護動作的概念及其工作原理；=6\*GB3⑥純熟掌握相電流差突變量選相元件的選相原理和特點。本章重點與難點分析本章學習的重點就是三相自動重疊閘。難點在于掌握其工作原理，涉及有關(guān)內(nèi)容的原理。這部分的內(nèi)容學習，但愿同窗們能結(jié)合繼電保護課程的有關(guān)內(nèi)容學習。本章典型例題（案例）分析（解答）略。請大家結(jié)合在光盤中介紹的內(nèi)容進行學習。本章作業(yè)=1\*GB3①三相自動重疊閘、單相自動重疊閘、綜合自動重疊閘、重疊閘前加速保護、重疊閘后加速保護、潛供電流、不對應(yīng)啟動等基本概念的理解。=2\*GB3②輸電線路裝設(shè)自動重疊閘的作用。=3\*GB3③對自動重疊閘的基本規(guī)定。=4\*GB3④三相一次自動重疊閘如何確保只重疊一次=5\*GB3⑤雙側(cè)電源線路裝設(shè)自動重疊閘有哪些特殊問題需考慮？為什么？=6\*GB3⑥雙側(cè)電源線路三相自動重疊閘有哪些類型？各自適應(yīng)什么線路？=7\*GB3⑦對無壓檢定和同時檢定重疊閘，為什么在無壓側(cè)還要投入同時檢定繼電器？為什么兩側(cè)要定時切換？=8\*GB3⑧自動重疊閘與保護的配合方式有哪兩種？=9\*GB3⑨綜合自動重疊閘中為什么要裝設(shè)選相元件？對選相元件有哪些規(guī)定？第四章同時發(fā)電機的自動并列本章學習規(guī)定應(yīng)熟悉的內(nèi)容=1\*GB3①自同期與準同期各自的特點與區(qū)別；=2\*GB3②同期條件不滿足時造成危害的因素分析，特別是對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；=3\*GB3③為什么要采用線性整步電壓作為檢測信號？線性整步電壓與正弦整步電壓有什么不同？應(yīng)掌握的內(nèi)容=1\*GB3①準同期條件檢測的辦法；=2\*GB3②頻差方向鑒別的辦法；=3\*GB3③壓差方向鑒別的辦法；應(yīng)純熟掌握的內(nèi)容=1\*GB3①同時發(fā)電機并列的基本準則；=2\*GB3②同時發(fā)電機并列的三個抱負條件；=3\*GB3③實際同時發(fā)電機并列的條件規(guī)定；=4\*GB3④并列操作、準同期、自同期、滑差頻率、恒定越前時間、恒定越前相位角、整步電壓等概念；=5\*GB3⑤自動準同期裝置的構(gòu)成及其各部分的作用；=6\*GB3⑥自同期、準同期的優(yōu)點、缺點；=7\*GB3⑦在同期斷路器合閘瞬間沖擊電流的計算；=8\*GB3⑧頻率差與脈動周期之間的關(guān)系；=9\*GB3⑨恒定越前時間并列裝置的原理。2、本章重點與難點分析本章學習的重點是準同期并列條件及分析，同時條件的檢測、頻差方向的鑒別、壓差方向的鑒別，恒定越前時間自動并列裝置的原理分析。難點也就在于原理分析。章典型例題（案例）分析（解答）=1\*GB3①分析下面電路的原理。分析：略，見光盤。=2\*GB3②分析下面電路的工作原理，并闡明其作用。分析：略，見光盤。=3\*GB3③分析下面電路的原理，并闡明其作用。分析：略，見光盤。本章作業(yè)=1\*GB3①自同期、準同期的概念；=2\*GB3②同時發(fā)電機并列的基本準則是什么？為什么？=3\*GB3③并列操作能夠分哪幾類，有什么區(qū)別和特點？系統(tǒng)并列應(yīng)采用哪種方式？=4\*GB3④準同期的抱負并列條件是什么？實際條件是什么？=5\*GB3⑤發(fā)電機并列時，如果條件不滿足會發(fā)生什么問題？或者說后果怎么樣？=6\*GB3⑥運用線性整步電壓如何檢測發(fā)電機與否滿足準同期并列的條件？=7\*GB3⑦比較半波與全波線性整步電壓的產(chǎn)生辦法及其特點？=8\*GB3⑧線性整步電壓的最小值不為零，對恒定越前時間有影響嗎？為什么？=9\*GB3⑨在準同期并列時，檢測頻率差與否滿足條件的辦法有哪些？原理是什么？第五章自動低頻減載章學習規(guī)定應(yīng)熟悉的內(nèi)容=1\*GB3①電力系統(tǒng)低頻運行的危害和自動低頻減載的作用；=2\*GB3②自動低頻減載的誤動的因素；=3\*GB3③避免AFL誤動的方法。應(yīng)掌握的內(nèi)容=1\*GB3①負荷的靜態(tài)頻率特性；=2\*GB3②電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性；=3\*GB3③AFL的工作原理；=4\*GB3④AFL的整定原則。應(yīng)純熟掌握的內(nèi)容=1\*GB3①負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)的概念，負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)的物理意義；=2\*GB3②自動低頻減載裝置的工作原理；=3