電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理復(fù)習(xí)資料(完整版!)

1、緒論置：按頻率自動(dòng)減載裝置是電力系統(tǒng)在事故情況下1、 葛洲壩水電廠，輸送容量達(dá)120萬(wàn)科kW大亞 灣核電廠單機(jī)容量達(dá) 90萬(wàn)kW上海外高橋火電廠 裝機(jī)容量320萬(wàn)kW 最大單機(jī)容量 90萬(wàn)kW 我國(guó) 交流輸電最高電壓等級(jí)達(dá) 500kV。2、電能在生產(chǎn)、傳輸和分配過(guò)程中遵循著功率平衡 的原則。3、發(fā)電廠轉(zhuǎn)換生產(chǎn)電能， 按一次能源的不同又分為 火電廠，水電廠，核電廠3、自動(dòng)控制裝置對(duì)送來(lái)的信息進(jìn)行綜合分析，按控制要求發(fā)出控制信息即控制指令，以實(shí)現(xiàn)其預(yù)定的 控制目標(biāo)。3、 電力系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)視和控制，其主要任務(wù)是 提高電 力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。4、發(fā)電廠、變電所電氣主接線設(shè)備運(yùn)行的控制與操 作的自

2、動(dòng)裝置，是直接為電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)和 保 證電能質(zhì)量 服務(wù)的基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備。5、 同步發(fā)電機(jī)是轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電能的機(jī)械，它有兩個(gè)可 控輸入量一一動(dòng)力元素和勵(lì)磁電流。6、電氣設(shè)備的操作分正常操作和反事故操作。7、發(fā)電廠、變電所等電力系統(tǒng)運(yùn)行操作的 安全裝置， 是為了保障電力系統(tǒng)運(yùn)行人員的 人身安全的監(jiān)護(hù)裝 置。8電壓和頻率是電能質(zhì)量的兩個(gè)主要指標(biāo)。9、同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行操作 是電氣設(shè)備正常運(yùn)行操 作的重要內(nèi)容。10、 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置有兩種類(lèi)型：自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置 和自動(dòng)操作裝置11、計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 在電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置中已廣泛 應(yīng)用，有微機(jī)控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、以及分布 式控制系統(tǒng)等。12、 頻率是電能質(zhì)

3、量的重要指標(biāo)。有功功率潮流是 電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和系統(tǒng)運(yùn)行方式中的重要問(wèn)題。13、電力系統(tǒng)自動(dòng)低頻減載及其他安全自動(dòng)控制裝較為典型防止系統(tǒng)事故的安全自動(dòng)裝置。第一章14、 自動(dòng)裝置的首要任務(wù)是將連續(xù)的模擬信號(hào) 采集 并轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字信號(hào)后進(jìn)入計(jì)算機(jī)，即數(shù)據(jù)采 集和模擬信號(hào)的數(shù)字化。15、自動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式主要有三種，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。16、（簡(jiǎn)答）微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要部件1）傳感器2 ）模擬多路開(kāi)關(guān)3 ）采樣/保持器4）A/D轉(zhuǎn)換器5 ）存儲(chǔ)器6 ）通信單元7）CPU16、傳感器的作用 是把壓力、溫度、轉(zhuǎn)速等非電量 或電壓、電流、功率等電量轉(zhuǎn)換為對(duì)

4、應(yīng)的電壓或電 流的弱電信號(hào)。17、采樣/保持器一般由 模擬開(kāi)關(guān)、保持電容器 和緩沖放大器組成18、 A/D轉(zhuǎn)化器是把 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) ，影 響數(shù)據(jù)采集速度和精度的主要因素之一。19、一般把運(yùn)算器和控制器合稱(chēng)中央處理單元（CPU。 /20、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般由穩(wěn)壓電源、機(jī)箱和 不同功能的總線模板，以及鍵盤(pán)等外設(shè)接口組成。21、定時(shí)器是STD總線的獨(dú)立外設(shè)，具有可編程邏 輯電路、選通電路和輸出信號(hào)，可完成定時(shí)、計(jì)數(shù)以及實(shí)現(xiàn)“看門(mén)狗”功能等。22、鍵盤(pán)顯示板主要有鍵盤(pán) 輸入、顯示輸出、打印機(jī)接口等部分。23、路由器的功能主要起到路由、中級(jí)、數(shù)據(jù)交換等功能。24、 采樣過(guò)程：對(duì)連續(xù)的模擬信

5、號(hào)x（t），按一定的時(shí)間間隔TS，抽取相應(yīng)的瞬時(shí)值。25、采樣周期Ts決定了采樣信號(hào)的質(zhì)量和數(shù)量。26、 香農(nóng)采樣定理指出采樣頻率必須大于原模擬信號(hào)頻譜中最高頻率的兩倍，則模擬信號(hào)可由采樣信 號(hào)來(lái)唯一表示。27、量化就是把采樣信號(hào)的幅值與某個(gè)最小數(shù)量單位的一系列整數(shù)倍比較，以最接近于采樣信號(hào)幅值 的最小數(shù)量單位倍數(shù)來(lái)表示該幅值。28、把量化信號(hào)的數(shù)值用 二進(jìn)制代碼表示，這里就 稱(chēng)為編碼。28、量化和編碼都是有 A/D轉(zhuǎn)換完成的。29、計(jì)算機(jī)采集通常先用各種傳感器把這些模擬量 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流或電壓信號(hào)，再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器 變換成數(shù)字量后送入計(jì)算機(jī)。第二章30、電力系統(tǒng)運(yùn)行中，任一母線電壓瞬時(shí)值

6、可以表示為31 （簡(jiǎn)答）、同步發(fā)電機(jī)組并列時(shí)遵循的原則（1）并列斷路器合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能小，其瞬時(shí)最大值一般不超過(guò)1 2倍的額定電流：（2） 發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn) 行狀態(tài)，其暫態(tài)過(guò)程要短，以減小對(duì)電力系統(tǒng)的擾 動(dòng)。32 （簡(jiǎn)答）、準(zhǔn)同期并列的理想條件（1 ），G=X或fG = fx （即頻率相等）（2） UG= Ux （即電壓幅值相等）（3）、e=o （即相角差為零）33、發(fā)電機(jī)發(fā)出功率為“發(fā)電機(jī)狀態(tài)”;發(fā)電機(jī)吸收 功率為“電動(dòng)機(jī)狀態(tài)”。33、表明，在的脈動(dòng)電壓波形中載有準(zhǔn)同期并列所 需監(jiān)測(cè)的信息一一電壓幅值差、頻率差以及相角差 隨時(shí)間變化的規(guī)律。（有圖的簡(jiǎn)答）34、（

7、簡(jiǎn)答）準(zhǔn)同期并列裝置的控制單元和作用（1）頻率差控制單元。 他的任務(wù)是檢測(cè)與 間的滑差角頻率，切調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，是（2） 電壓差控制單元。他的功能是檢測(cè) 與間 的電壓差，且調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓，使他與 間的電 壓差值小于規(guī)定允許值，促進(jìn)并列條件的形成。（3）合閘信號(hào)控制單元。檢查并列條件，當(dāng)待并機(jī)組的頻率和電壓都滿(mǎn)足并列條件時(shí)，合閘控制單 元就選擇合適的時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)，使并列斷路器 QF的主觸頭接通時(shí)，相角差接近于零或控制在允許范圍內(nèi)。35、在準(zhǔn)同期并列操作中，合閘信號(hào)控制單元 是準(zhǔn)同期并列裝置的核心部件，所以準(zhǔn)同期并列裝置原 理往往是指該控制單元的原理。35、恒定越前時(shí)間的準(zhǔn)同期并列裝置

8、中的合閘信號(hào) 控制單元由滑差角頻率檢測(cè)、電壓差檢測(cè) 和越前時(shí) 間信號(hào)等環(huán)節(jié)組成。36、自動(dòng)并列裝置 檢測(cè)并列條件的電壓人們常稱(chēng)為 整步電壓。37、半波線性整步電壓 主要由三極管VT1和VT2等 元件所構(gòu)成的 相敏、積分 和雙T型濾波器等電路組 成。38、（簡(jiǎn)答）全波線性整步電壓由電壓變換、整形電 路、相敏電路、低通濾波器和射極跟隨器組成。38、電子模擬自動(dòng)并列裝置，用電阻、電容 元件作為比例、微分 的運(yùn)算器件，在線性整步電壓求 解兩電壓向量和之前的越前時(shí)間。38、 微機(jī)型數(shù)字式自動(dòng)裝置利用軌跡， 數(shù)字 模型脈動(dòng)電壓39、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。

9、40 （A）、頻率差調(diào)整的任務(wù)是 將待并發(fā)電機(jī)的頻率 調(diào)整到接近于電網(wǎng)頻率，使頻率差趨向并列條件允 許的范圍，以促成并列的實(shí)現(xiàn)。40、（選擇）電壓差調(diào)整的任務(wù)是在并列操作過(guò)程中發(fā)電機(jī)電壓的頻率接近于電網(wǎng)頻率41、（選擇）用大規(guī)模集成電路中央處理單元（CPU自動(dòng)調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)的 電壓值等器件構(gòu)成的數(shù)字式并列裝置，因?yàn)橛布?jiǎn)單、編 程方便靈活、運(yùn)行可靠、且技術(shù)上已經(jīng)成熟，成為 當(dāng)前自動(dòng)并列裝置的主流。42、數(shù)字式并列裝置由 硬件和軟件 組成，兩者協(xié)調(diào) 配合完成同步發(fā)電機(jī)組的并列控制任務(wù)。43、 為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列操作，須將電網(wǎng)和待 并發(fā)電機(jī)的電壓、頻率等物理量按要求送到接口電 路進(jìn)入主機(jī)。44

10、 （簡(jiǎn)答）、自動(dòng)并列裝置的輸出控制信號(hào)有（1）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的增速、減速信號(hào)（2）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓的升壓、降壓信號(hào)（3）并列斷路器合閘脈沖控制信號(hào)45 （簡(jiǎn)答）、人一機(jī)聯(lián)系常用的設(shè)備（1）鍵盤(pán) （2）CRT顯示器（3）數(shù)碼和發(fā)光二極管LED顯示指示 （4）操作設(shè)備第三章46、電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的變 化主要影響電網(wǎng)的 電壓水平 和并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間無(wú)功 功率的分配。47 （簡(jiǎn)答）、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)（1）電壓控制 （2）控制無(wú)功功率的分配（3）提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性（4）改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件（5）水輪發(fā)電機(jī)組要求實(shí)行強(qiáng)行減磁48 （簡(jiǎn)答）、水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組為什么要強(qiáng)

11、行減磁答：當(dāng)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障突然跳閘時(shí)，因?yàn)樗恼{(diào)速系統(tǒng)具有較大的慣性，不能迅速關(guān)閉導(dǎo)水 葉，因而會(huì)使轉(zhuǎn)速急劇上升。如果不采取措施迅速 降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，則發(fā)電機(jī)電壓有可能升高 到危及定子絕緣的程度。49 （簡(jiǎn)答）、續(xù)流二極管的作用答：為了防止失控現(xiàn)象的發(fā)生，在電感性負(fù)載兩端并接一反向續(xù)流二極管 V1，在晶閘管電壓過(guò)零關(guān)斷 時(shí)，電感兩端的反電動(dòng)勢(shì)經(jīng)續(xù)流二極管形成電流回 路，因?yàn)槔m(xù)流二極管兩端電壓甚低，接近于零，從 而保證晶閘管能可靠關(guān)斷，顯然續(xù)流二極管選擇正 向壓降小的，以確定保晶閘管的可靠關(guān)斷。50、勵(lì)磁控制系統(tǒng)是由 同步發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁功率單元 及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 共同組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

12、51、幾臺(tái)發(fā)電機(jī)在同一母線上并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，改變?nèi)?何一臺(tái)機(jī)組的勵(lì)磁電流不僅影響該機(jī)組的無(wú)功電 流，而且還影響同一母線上并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組的無(wú)功電 流。52、反饋型電壓調(diào)節(jié)器按被調(diào)量（發(fā)電機(jī)電壓）與 給定量（設(shè)定值）之間的 差值進(jìn)行調(diào)節(jié)，屬于閉環(huán) 反饋控制。數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的組成：主控制單元，信息采集單元，控制輸出，人機(jī)接口單元53、光隔離器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的器件，實(shí) 現(xiàn)了輸入、輸出間電氣完全隔離，抗干擾能力強(qiáng)， 廣泛應(yīng)用于微機(jī)接口電路。54、數(shù)字是調(diào)節(jié)器，按偏差的比例、積分和微分 進(jìn) 行控制的PID調(diào)節(jié)器，是連續(xù)系統(tǒng)控制中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。55、（簡(jiǎn)答）發(fā)電機(jī)在異步運(yùn)行下，在向

13、系統(tǒng)送出有 功的同時(shí)，還從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率，對(duì)系統(tǒng)和發(fā)電 機(jī)本身產(chǎn)生如下不良影響：1 .）發(fā)電機(jī)失步，在轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁回路中產(chǎn)生差頻電 流，使轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子繞組及其他勵(lì)磁回路產(chǎn)生附 加損耗，引起過(guò)熱。 2.）正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)要向 系統(tǒng)輸出無(wú)功功率；失磁后，要從系統(tǒng)吸收無(wú)功功 率。如果系統(tǒng)無(wú)功儲(chǔ)備不足，將引起系統(tǒng)電壓下降， 甚至造成因電壓崩潰而使系統(tǒng)瓦解。3.）其他發(fā)電機(jī)力圖補(bǔ)償上述無(wú)功差額，容易造成過(guò)電流。第四章56、電力系統(tǒng)的頻率和有功功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要是由調(diào)速器，發(fā)電機(jī)組（發(fā)電機(jī)與原動(dòng)機(jī)）和電網(wǎng)環(huán)節(jié) 組成。58. 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 主要由電壓測(cè)量比較， 綜合放大及功 率放大等單元組成。第五章59.

14、 電力系統(tǒng)頻率的變化，對(duì)生產(chǎn)率以及發(fā)電廠間的 負(fù)荷分配有直接影60. 調(diào)速器通常分為機(jī)械液壓調(diào)速器和電氣液壓調(diào) 速器兩類(lèi)。59. （簡(jiǎn)答）對(duì)同步發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)的規(guī)疋：1. ）同步發(fā)電機(jī)在空載額定電壓情況下，當(dāng)電壓給 定階躍響應(yīng)為+-10%時(shí)發(fā)電機(jī)電壓超調(diào)量應(yīng)吧大于階躍兩的50%擺動(dòng)次數(shù)不超過(guò) 3次，調(diào)節(jié)時(shí)間不超 過(guò) 10%。2. ）當(dāng)同步發(fā)電機(jī)突然零起升壓時(shí)，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)保證其端電壓超調(diào)量吧得超過(guò)額定值得15%調(diào)節(jié)時(shí)間應(yīng)吧大于10S,電壓擺動(dòng)次數(shù)不大于 3次。60. 霍爾效應(yīng) 是半導(dǎo)體基本電磁效應(yīng)之一?；魻栐膬?yōu)點(diǎn)有方便而準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算，輸出信號(hào)的 信噪比大；頻率范圍廣，最

15、高可達(dá)10X2 HZ;體積小，重量輕可靠性高，穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)。61. 數(shù)字式電液調(diào)速器 與模擬式電液調(diào)速器 的主要區(qū)別是控制電路部分的功能用微機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。61、傳遞函數(shù)是分析調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要工具，電力系 統(tǒng)的頻率和有功功率，主要是由 調(diào)速器，發(fā)電機(jī)組 和電網(wǎng)等環(huán)節(jié)組成。61. 調(diào)速器一般由 測(cè)量，積分放大，執(zhí)行等環(huán)節(jié) 組成。62. 多區(qū)域系統(tǒng)特性：系統(tǒng)越大，它所儲(chǔ)備的動(dòng)能越 多，能供給的功率也越多。另一方面系統(tǒng)容量越大， 備用容量可相對(duì)節(jié)省，因?yàn)楦髯酉到y(tǒng)的備用容量可 以相互支援。63. 微增率是指輸入耗量微增量與輸出功率微增量的比值。64. 對(duì)于一臺(tái)發(fā)電機(jī)組，它包括了 鍋爐，汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)三個(gè)單

16、元1. 當(dāng)電廠發(fā)出的有功功率不滿(mǎn)足用戶(hù)要求出現(xiàn)缺額時(shí)，系統(tǒng)頻率就會(huì)下降。2. 當(dāng)電力系統(tǒng)因事故而出現(xiàn)嚴(yán)重的有功功率缺額時(shí)， 其頻率將隨之急劇下降。3. 運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，某些汽輪機(jī)在長(zhǎng)時(shí)期低于頻率 4949.5Hz以下運(yùn)行時(shí)，葉片容易產(chǎn)生裂紋，當(dāng)頻率 低到45Hz附近時(shí)，個(gè)別級(jí)的葉片可能發(fā)生 共振人引 起斷裂事故。4. 當(dāng)頻率下降到4748Hz時(shí)，火電廠的廠用機(jī)械（如 給水泵等）的出力將顯著降低，使鍋爐出力減少，導(dǎo)致發(fā)電廠輸出功率進(jìn)一步減少，致使功率缺額更 為嚴(yán)重。于是系統(tǒng)頻率進(jìn)一步下降，這樣惡性循環(huán) 將使發(fā)電廠運(yùn)行受到破壞，從而造成所謂“頻率崩 潰”現(xiàn)象。5. 自動(dòng)低頻減載的工作原理：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重功率缺 額時(shí)，自動(dòng)低頻減載裝置的任務(wù)是迅速斷開(kāi)相應(yīng)數(shù) 量的用戶(hù)負(fù)荷，使系統(tǒng)頻率在不低于某一允許值的 情況下，達(dá)到 有功功率 的平衡，以確保電力系統(tǒng)安 全運(yùn)行，防止事故的擴(kuò)大。一次是防止電力系統(tǒng)發(fā) 生頻率崩潰的系統(tǒng)性事故的保護(hù)裝置。6. 對(duì)于高溫高壓的火電廠，頻率 低于464