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第一篇 理论篇3

第一章 电力系统稳定性及稳定控制3

第一节 绪论3

一、现代电力系统的基本特性3

二、电力系统稳定性3

第二节 电力系统的三道安全防线5

一、电力系统安全稳定的三级标准5

二、电力系统安全稳定运行的三道防线6

三、安全稳定三级标准和电力系统三道防线的特点6

第三节 电力系统小干扰稳定性7

一、电力系统小干扰稳定性的基本概念和振荡类型7

二、电力系统小干扰稳定性的分析方法7

三、小干扰稳定的控制8

第四节 电力系统暂态稳定性9

一、电力系统暂态稳定性的基本概念9

二、单机无穷大电力系统的暂态稳定性分析10

三、多机电力系统暂态稳定性的数值分析方法12

四、电力系统暂态稳定控制13

第五节 电力系统电压稳定性15

一、静态电压稳定的基本概念15

二、暂态电压稳定的基本概念18

三、电力系统电压稳定控制及电压崩溃的预防20

第六节 电力系统次同步振荡22

一、电力系统次同步振荡的基本理论22

二、汽轮发电机轴系与电力系统控制设备间的扭振相互作用26

三、电力系统次同步振荡的抑制27

第七节 水电群集中送出系统的稳定特性及控制措施28

一、概述28

二、水电群系统孤网的频率问题29

三、水电群孤网的高压问题33

四、水电群孤网的频率和电压控制措施36

五、小结38

第二章 发电厂电气设备介绍39

第一节 能源与发电39

第二节 发电厂主要电气设备42

一、概述42

二、变压器43

三、高压断路器44

四、高压隔离开关47

五、高压负荷开关和高压熔断器48

六、互感器49

七、母线50

八、防雷装置51

第三节 发电厂电气主接线52

一、单母线接线52

二、单母线分段接线53

三、单母线带旁路母线接线54

四、单母线分段带旁路母线接线54

五、双母线接线55

六、双母线分段接线55

七、双母线带旁路母线接线56

八、二分之三断路器接线56

九、单元接线57

十、桥形接线58

十一、角形接线59

第三章 发电机组励磁系统60

第一节 概述60

第二节 励磁系统的原理61

一、励磁系统及其分类61

二、励磁控制系统的主要任务66

第三节 电力系统稳定计算用励磁系统数学模型66

一、已有的励磁系统数学模型介绍69

二、新增的励磁系统数学模型介绍69

第四节 励磁系统对电网运行的影响77

一、对提高静态稳定的作用77

二、对提高电力系统暂态稳定的作用77

三、对提高电力系统动态稳定的作用78

四、机网协调方面的作用78

五、对励磁控制系统的稳定性的要求79

第五节 电力系统稳定器的原理与实践79

一、低频振荡原因分析80

二、电力系统稳定器原理及参数选择87

第四章 发电机组调速系统89

第一节 概述89

第二节 调速系统简介89

一、汽轮机调速系统类型与介绍89

二、汽轮机保护系统92

三、水轮机调速系统类型和介绍93

四、水轮机调节系统的模型和基本环节96

五、水轮机调节系统对电力系统稳定的影响100

第三节 火电机组一次调频的性能及影响因素101

一、阀位控制方式下一次调频101

二、DEH功率控制方式下一次调频103

三、协调方式下一次调频104

第四节 调速系统对电力系统稳定的影响分析105

第五章 电厂的监控系统110

第一节 火电厂的分散控制系统基础110

一、概述110

二、分散控制系统的构成原理112

三、分散控制系统的组态过程116

四、分散控制系统的特点117

五、典型分散控制系统介绍118

第二节 水电厂监控系统124

一、概述124

二、设计原则124

三、类型124

四、系统结构125

五、系统组成127

六、系统功能128

七、监控系统性能指标133

第三节 水电厂监控系统典型方案136

一、雨城电站计算机监控系统136

二、铜头电站计算机监控系统138

三、小关子电站计算机监控系统138

四、硗碛电站计算机监控系统141

第六章 涉网继电保护144

第一节 高压输电线路的纵联保护144

一、概述144

二、输电线路纵联保护的基本原理144

三、输电线路纵联保护的通信通道145

四、高频保护的通道工作方式与信号类型148

五、远方跳闸保护150

六、闭锁式纵联方向保护150

七、闭锁式距离纵联保护基本原理152

八、允许式纵联保护153

九、光纤纵联电流差动保护155

第二节 线路自动重合闸160

一、概述160

二、输电线路的三相一次重合闸161

三、超高压线路的单相自动重合闸164

第三节 母线保护166

一、概述166

二、母线差动保护167

三、母线其他保护174

第四节 电力变压器保护177

一、概述177

二、变压器纵差保护179

三、变压器分侧纵差保护和零序差动保护187

四、变压器相间短路的后备保护189

五、变压器接地短路的后备保护191

六、变压器的过励磁和过负荷保护193

七、变压器非电量保护195

第五节 发电机保护196

一、概述196

二、发电机的定子绕组短路故障的保护197

三、发电机定子绕组单相接地保护203

四、发电机过负荷保护205

五、发电机的低励失磁保护209

六、发电机的失步保护217

第七章 电网的通信系统220

第一节 电力通信系统的发展过程220

第二节 电力通信系统的业务内容220

第三节 电力通信系统的组成221

第四节 电力通信系统对电网安全稳定运行的影响222

第五节 电力通信系统的相关规程规范和管理制度223

第八章 电网的自动化系统224

第一节 概述224

第二节 电力系统远动226

一、信息采集与处理226

二、信息传输227

三、电力系统远动通信规约228

第三节 电网调度自动化228

一、数据采集和监控（SCADA）功能229

二、自动发电控制（AGC）229

三、自动电压控制（AVC）229

四、能量管理系统（EMS）230

五、调度员模拟培训（DTS）231

第四节 自动发电控制（AGC）231

一、孤立系统中的AGC231

二、互联电力系统中的AGC232

第五节 自动电压控制（AVC）234

一、概述234

二、AVC的构成235

三、AVC的关键技术和难点236

第六节 电力系统二次安全防护236

一、电力系统二次安全防护的目的236

二、电力系统二次安全防护的总体原则236

三、电力二次系统的安全区划分237

第七节 四川省调现有主要调度自动化系统介绍237

一、能量管理系统（EMS）237

二、WAMS系统237

三、OMS系统238

四、AVC系统238

五、调度数据专网238

六、TMR系统238

七、水调自动化系统239

八、在线安全稳定预警与控制决策系统239

九、调度计划管理系统239

十、安控集中管理系统239

十一、四川电网实时运行可视化分析预警系统239

十二、雷电定位监测系统240

十三、调度自动化综合监控系统240

第九章 电厂常用的安全自动装置241

第一节 电厂送出稳定控制装置241

一、分类241

二、功能要求241

三、元件投／停运行状态判别243

四、故障判据243

五、过载判断244

六、控制措施245

七、电厂稳定控制装置的配置245

八、通道防误处理246

第二节 远方切机装置246

第三节 高频高压切机装置246

第四节 低频低压解列装置247

第五节 失步解列装置247

第六节 低频功率振荡解列装置248

一、装置功率突变量启动判据249

二、功率振荡判据249

第七节 水轮机组低频自启动装置250

第十章 水情自动测报系统251

第一节 概述251

第二节 系统结构251

第三节 工作制式252

第四节 站网布设原则253

第五节 通信系统设计253

第六节 水情自动测报系统的功能254

第十一章 广域测量系统257

第一节 广域测量系统的原理257

一、系统运行的需求及广域测量系统的优点257

二、广域测量系统的基本组成257

第二节 WAMS与电网安全运行的关系259

一、历史事件相关数据查询259

二、对机组调频、调压等辅助服务的考核260

三、WAMS对低频振荡现象的监测、分析与控制260

第二篇 管理篇265

第一章 电厂涉网设备的选型265

第一节 电力系统重要一次设备技术要求265

一、前言265

二、规范性引用文件265

三、发电机技术指标267

四、变压器技术指标269

五、GIS及断路器技术指标270

六、互感器及耦合电容器技术要求271

七、外绝缘技术要求272

八、接地装置技术要求273

九、金属氧化锌避雷器技术要求274

十、架空线路技术要求275

第二节 电厂监控系统的选型276

一、火电厂监控系统系统选型276

二、水电厂计算机监控系统选型279

第三节 发电机励磁系统的选型286

一、概述286

二、标准、规程和相关文件286

三、励磁方式的选择287

四、励磁调节器287

五、调节器的通道结构288

六、励磁变压器的选择289

七、起励和灭磁289

八、自并励静止励磁系统290

九、主要励磁设备厂家294

第四节 调速器及其附属设备295

一、概述295

二、标准和规程295

三、对调速器及其附属设备的要求296

第五节 继电保护和安全自动装置298

一、概述298

二、标准、规程和相关文件298

三、继电保护装置的配置300

四、继电保护和安全自动装置的选型300

第六节 通信设备配置、选型301

一、总的配置、选型要求301

二、引用的标准、规程和相关文件301

三、光纤通信设备配置、选型要求302

四、调度交换机配置、选型要求302

五、微波设备配置、选型要求303

六、电力载波设备配置、选型要求303

七、通信电源配置、选型要求303

第七节 电厂自动化设备选型304

一、自动化设备选型的一般要求304

二、引用的标准、规程和相关文件304

三、计算机监控系统的远动通信主机306

四、电能量采集终端307

五、相量测量装置（PMU）308

六、调度数据网设备310

七、二次安防设备311

第二章 涉网设备的调试和试验313

第一节 新、改扩建电厂涉网安全试验的要求313

第二节 励磁系统参数实测和建模及PSS试验314

一、目的及要求314

二、内容和方法314

第三节 发电机进相运行试验319

一、目的及要求319

二、内容及方法320

第四节 调速系统参数实测和建模试验321

一、试验目的及要求321

二、汽轮机测试内容322

三、水轮机测试内容323

四、调速系统测试需要收集的参数325

第五节 发电机组一次调频试验329

一、试验目的329

二、机组调节系统参数329

三、试验测点及仪器329

四、机组一次调频试验内容329

第六节 AGC试验330

一、调试条件330

二、调试参数核查331

三、给定值方式测试331

第七节 AVC试验332

一、调试条件332

二、调试参数核查332

三、给定值方式测试333

第三章 电厂涉网设备调度运行管理334

第一节 电厂调度运行管理相关规定334

一、基本原则334

二、系统的正常操作与调整334

三、异常情况的处理335

四、违反调度管理制度的处理原则336

第二节 设备检修、新设备投运及异动336

一、检修计划安排的原则336

二、检修类型的分类337

三、检修计划的报送337

四、检修申请的办理及执行338

五、检修统计与考核339

六、新设备投运前期工作340

七、新设备启动投运340

八、设备异动管理341

第三节 并网发电厂的无功电压管理及运行调整341

一、无功电压管理的有关规程规定341

二、电压质量标准342

三、发电机组无功电压调整能力的有关要求342

四、四川电网无功电压管理机构和相关职责343

五、并网发电厂的无功电压管理职责343

六、并网发电厂的无功电压运行调整和控制344

七、主网电压合格率统计考核和电压调整的主要手段344

第四节 涉网保护运行管理345

一、继电保护技术监督方面的要求345

二、工程设计、基建阶段的管理要求346

三、运行管理要求347

四、并网电厂继电保护专业工作的考核348

五、直接涉及电网安全运行的发电厂相关保护定值要求349

六、继电保护运行总结格式350

第五节 发电机组励磁系统运行管理350

一、励磁系统前期设计要求350

二、励磁系统招标选型351

三、励磁系统资料报送及管理351

四、励磁系统投产前管理351

五、励磁及PSS功能投退管理352

六、励磁及PSS参数实测要求352

七、励磁系统电压控制方式要求352

八、励磁系统及PSS的运行维护要求353

九、励磁系统及PSS的定值要求353

十、励磁系统及PSS的其他要求353

第六节 发电机组调速系统及一次调频运行管理353

一、调速系统运行管理的一般性要求354

二、一次调频的指标354

三、一次调频和二次调频（AGC）的配合355

四、一次调频的调度运行管理356

第七节 电网自动发电控制系统（AGC）运行管理357

一、概述357

二、电网AGC系统的调节模式357

三、AGC受控电厂（机组）运行控制方式357

四、职责分工358

五、电网AGC系统的运行管理359

六、电网AGC系统异常及事故处理360

七、检修管理360

第八节 电网自动电压控制系统（AVC）运行管理361

一、概述361

二、管理职责361

三、AVC主站及电厂AVC子站运行控制方式363

四、电厂AVC子站系统的调度管理要求363

五、电厂AVC子站系统异常及事故处理364

六、电厂AVC子站系统检修管理364

七、电厂AVC子站系统的考核与评价365

第九节 通信设备运行管理要求366

一、概述366

二、通信设备运行管理的一般原则366

三、运行维护和管理职责界面367

四、通信设备检修、维护管理368

五、故障处理369

六、通信运行方式369

七、通信站及设备运行条件371

八、新设备投运372

九、频率管理372

十、电厂并网运行条件373

十一、统计与分析373

第十节 调度自动化系统运行管理374

一、组织体系374

二、调度管辖和运行维护范围划分374

三、运行管理基本规则374

四、一般运行管理375

五、计划检修和非故障临时检修376

六、故障处理378

七、新设备投产378

八、运行统计379

第十一节 水电厂水情、防汛等运行管理379

一、职责及主要工作379

二、水文气象管理379

三、水调自动化系统管理380

四、水情自动测报系统运行管理380

五、水情信息上报381

六、防汛管理381

第四章 电厂安全稳定运行管理机制383

第一节 电厂的安全管理383

一、建立健全安全生产责任制383

二、重视日常安全例行会议工作384

三、加强不安全事件的管理385

四、特种设备及特种作业的管理386

五、外委工程的安全管理387

六、应急管理388

七、安全投入保障管理391

八、隐患排查治理管理391

九、重大危险源管理391

第二节 电厂的运行管理392

一、运行值班管理392

二、交接班制度393

三、运行操作管理394

四、工作票及操作票管理395

五、巡回检查制度396

第三节 电厂的技术管理398

一、设备台账管理398

二、设备运行分析管理398

三、技术改造管理399

四、安全性评价管理400

五、科学试验管理401

六、技术监督管理401

七、技术规程管理403

八、定值管理405

九、二次系统安全防护管理405

第四节 电厂安全稳定运行考核管理406

一、电厂安全稳定运行考核概述406

二、电厂安全稳定运行考核的方法及流程406

第五章 电厂涉网设备运行管理和运行维护408

第一节 继电保护装置408

一、保护装置的巡视检查408

二、运行管理408

三、运行维护412

四、保护装置的常见异常现象和故障处理415

第二节 调速系统和有功负荷调整416

一、调速系统的巡视检查416

二、运行管理416

三、运行维护418

四、频率异常处理420

第三节 励磁系统和无功负荷调整420

一、励磁系统的巡视检查420

二、运行管理421

三、运行维护422

四、励磁系统的常见故障及处理原则427

第四节 安全自动装置429

一、安全自动装置的巡视检查429

二、运行管理429

三、运行维护430

四、常见异常和故障处理431

第五节 并网电厂高压侧或升压站电气设备431

一、各种设备巡视检查的要求431

二、运行管理432

三、运行维护439

四、典型事故处理440

第六节 计算机监控系统445

一、计算机监控系统的巡视检查445

二、运行管理445

三、运行维护447

四、常见异常和故障处理447

第七节 防止机网事故措施450

一、防止大型变压器损坏事故450

二、防止发电机损坏事故453

三、防止发电机非全相运行和非同期并网措施457

主要参考文献461