電力系統(tǒng)自動化(42題)

復(fù)習(xí)提綱

1.并列操作，同期，準同期的概念。

答：發(fā)機電投入電力系統(tǒng)參加并列運行的操作稱為“并列操作”；同步發(fā)機電的并列操

作稱為“同期”。以近于同步運行條件進行的并列操作稱為“準同期”。

2.同步發(fā)機電并列需要遵循的兩個原則？

答：1、并列斷路器合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能小，其瞬時最大值普通不超過1?2倍的

額定電流。2、發(fā)機電并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進入同步運行狀態(tài)，其暫態(tài)過程要短，以

減少對電力系統(tǒng)的擾動。

3.準同期并列和自同期并列方法、特點以及應(yīng)用的場合？準同期并列裝置的功

能有哪些？

答：a,在電力系統(tǒng)正常運行的情況下，普通采用準同期并列方法將發(fā)機電組

投入運行；惟獨當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，為了迅速投入水輪發(fā)機電組，過去曾經(jīng)采用

自

同期并列方法。

B,檢測相角差，頻率差，電壓差，計算恒定越前時間

4.電壓幅值差滿足什么要求？產(chǎn)生的沖擊電流主要是什么分量？有什么危害？

答：A,并列操作是正常操作，沖擊電流最大瞬時值限制在1?2倍的額定電

流以下；電壓差必不能超過額定電壓的5%?10%.

B.沖擊電流主要為無功電流分量；

C,沖擊電流的電動力對發(fā)機電組的繞組產(chǎn)生影響，而定子繞組端部機械強度最弱，需

特殊注意對其造成的危害。

5.電壓頻率差產(chǎn)生的沖擊電流主要是什么分量？有什么危害？

答：主要是有功分量；若并列時頻率差較大，即使合閘相角差很小，滿足要

求，也需要發(fā)機電經(jīng)歷一段時間的加速或者減速過程，才干實現(xiàn)同步。加速

或者減速力矩會對機組造成沖擊，嚴重時甚至?xí)?dǎo)致失步。普通限制滑差周

期在1g16s（不夠完整？）

（合閘相角差主要產(chǎn)生有功電流分量；在有相角差的情況下合閘后，發(fā)機電

與電網(wǎng)間立刻進行有功功率的交換，使得發(fā)機電組的聯(lián)軸受到?jīng)_擊，這對于

發(fā)機電組和電網(wǎng)均產(chǎn)生不利影響，為了保證機組安全，普通將有功沖擊電流

限制在較小的范圍內(nèi)。最大允許并列誤差角為5.73°）

6.什么是恒定越前時間？什么是恒定越前相角？

考慮到斷路器操動機構(gòu)和合閘回路控制電器的固有時間，必須在發(fā)電機電壓

和電網(wǎng)電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號，即需要有一個提前量，這一段時間

稱為“恒定越前時間”；

對應(yīng)恒定越前時間的相角差稱為恒定越前相角。

7.滑差與滑差頻率？

角頻率之差，滑差頻率是頻率之差

8.合閘誤差角的影響因素有哪些？

裝置的越前時間信號、出口繼電器的動作時間、斷路器的合閘時間

9.整步電壓分類？半波或者全波線性整步電壓與那些因素有關(guān)？與那些因素

無關(guān)？

整步電壓分為正弦型整步電壓、半波線性整步電壓、全波線性整步電壓；

半波線性整步電壓僅與發(fā)機電與并列系統(tǒng)間的相角差有關(guān)，與電壓幅值無關(guān)；

全波線性整步電壓與發(fā)機電和并列系統(tǒng)間的相角差有關(guān)，與電壓幅值無關(guān)

10.同步發(fā)機電勵磁控制系統(tǒng)基本構(gòu)成以及主耍任務(wù)？

基本構(gòu)成：勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元、同步發(fā)機電

主要任務(wù)：電壓控制、控制無功功率、提高同步發(fā)機電并列運行的穩(wěn)定性、

改善電力系統(tǒng)運行的條件(改善異步電動機自啟動條件、為發(fā)機電異步運行

創(chuàng)造條件、提高繼電保護裝置動作的正確性)、水輪機施加強行減磁；

11.如何實現(xiàn)多機之間無功功率的分配？

通常希冀發(fā)機電組間的無功功率分配按照機組容量大小比例分配

調(diào)節(jié)勵磁可以任意改變外特性曲線的斜率以達到合理分配無功的目的

12.同步發(fā)機電勵磁系統(tǒng)分類以及特點？

同步發(fā)機電勵磁系統(tǒng)分為直流勵磁機勵磁系統(tǒng)、交流勵磁機勵磁系統(tǒng)、靜止

勵磁系統(tǒng)；

(1)自勵式直流勵磁機：由勵磁調(diào)節(jié)器的輸出和直流勵磁機勵磁電流共同

調(diào)節(jié)直流勵磁機的勵磁繞組；

(2)它勵式直流勵磁機：與自勵式相比，多了一臺副勵磁機，時間常數(shù)小，

提高了勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電壓增長速率；總體來說直流勵磁機有電刷、整流器

件等旋轉(zhuǎn)部件，維護復(fù)雜，可靠性低。

(3)他勵式交流勵磁機靜止整流器勵磁系統(tǒng)：交流勵磁機、副勵磁機、同

步發(fā)機電同軸，獨立電源，可靠性高，交流勵磁機時間常數(shù)大，采用永磁發(fā)

機電作為副勵磁機，可以簡化設(shè)備，提高可靠性；

(4)他勵式交流勵磁機旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)：無碳刷和滑環(huán)，運行維護不

變、轉(zhuǎn)子回路電流電壓不能用常規(guī)儀表測量、不能接入滅磁設(shè)備、無法實現(xiàn)

直接滅磁；發(fā)機電勵磁控制是通過調(diào)節(jié)交流勵磁機勵磁實現(xiàn)的，響應(yīng)速度慢。

(5)自勵式交流勵磁機：勵磁調(diào)節(jié)器輸出直接控制勵磁繞組電流的調(diào)節(jié)速

度快但容量較大，間接控制的調(diào)節(jié)速度較慢。

(6)靜止勵磁系統(tǒng)：簡便，無旋轉(zhuǎn)部份，可靠性高；直接用晶閘管控制轉(zhuǎn)

子電壓，獲得較快的勵磁電壓響應(yīng)速度；由發(fā)機電提供勵磁能量，機組甩負

荷時電壓過低。

13.交流勵磁機的逆變滅磁？如何實現(xiàn)發(fā)機電轉(zhuǎn)子回路滅磁？

采用晶閘管整流橋向轉(zhuǎn)子提供勵磁電流時，可以利用晶閘管的有源逆變特性

實行快速滅磁，在轉(zhuǎn)子主回路中不添加設(shè)備就可以實現(xiàn)滅磁；逆變過程中逆

變角取40度，以保證逆變成功；逆變過程中交流電源不能消失，否則不能

實行有源逆變；包含兩個過程：(1)、當逆變進行到發(fā)機電勵磁繞組中剩余

磁場能量不足以維持逆變時，逆變結(jié)束；(2)、剩余能量向并聯(lián)電組放電，

直至轉(zhuǎn)子勵磁電流衰減為零，此時滅磁電阻可選擇容量小、阻值大的電阻。

勵磁繞組對恒定電阻放電滅磁

14.強行勵磁的兩個指標以及強勵應(yīng)用場合？電壓響應(yīng)比？

強行勵磁的兩個指標是強勵頂值及響應(yīng)比；電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，母線電壓

極度降低，電力系統(tǒng)無功缺額很大，需在很短的時間內(nèi)補足無功缺額以使系

統(tǒng)恢復(fù)正常。

電壓響應(yīng)比是有機電創(chuàng)造廠提供的表明發(fā)機電轉(zhuǎn)子磁場建立過程的參數(shù)，反

應(yīng)了勵磁機磁場建立速度的快慢，通常將勵磁電壓在最初的0.5s內(nèi)上升的平

均速率定義為電壓響應(yīng)比。

15.勵磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性及調(diào)整？

勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)整是為了滿足運行要求：

1、發(fā)機電投入和退出運行時，能夠平穩(wěn)地改變無功負荷，不致于發(fā)生無功

功率的沖擊。

2、保證并聯(lián)運行的發(fā)機電組間的無功功率的合理分配。

16.對勵磁系統(tǒng)的基本要求？

對勵磁調(diào)節(jié)器的要求：

(1)具有較小的時間常數(shù)，能夠迅速響應(yīng)輸入信息的變化；

(2)系統(tǒng)正常運行時，勵磁調(diào)節(jié)器能反應(yīng)發(fā)電機電壓的高低以維持發(fā)電機電

壓在給定的水平；

(3)能夠合理分配機組的無功功率；

(4)對遠距離發(fā)電的機組，要求沒有失靈區(qū)，以使其在穩(wěn)定去運行；

(5)迅速反應(yīng)系統(tǒng)故障，具備強行勵磁的功能，提高暫態(tài)穩(wěn)定性和改善系統(tǒng)

運行條件

(6)勵磁調(diào)節(jié)器能長期可靠工作，具有高可靠性

對勵磁功率單元的要求：

(1)要求勵磁功率單元有足夠的可靠性，具有一定的調(diào)節(jié)容量；

(2)具有足夠的勵磁頂值電壓和電壓上升速度，就改善電力系統(tǒng)運行條件和

電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性而言，勵磁功率單元應(yīng)該具有較大的強勵能力和快速響

應(yīng)能力。

1發(fā)機電在并網(wǎng)前，在空載運行條件下，勵磁自動控制系統(tǒng)必須能夠穩(wěn)定運行

2發(fā)機電在并網(wǎng)后，在與其它機組并聯(lián)運行條件下，勵磁控制系統(tǒng)對電力系統(tǒng)

穩(wěn)定性產(chǎn)生有益的影響

3在運行過程中，對勵磁自動控制系統(tǒng)的動態(tài)性能指標也有具體的要求

17.勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定性分析以及改進穩(wěn)定性措施？

根軌跡法分析勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定性、routh判據(jù)

在發(fā)機電勵磁控制系統(tǒng)中，必需增加校正環(huán)節(jié)，才干適應(yīng)穩(wěn)定運行的要求。

通常用“電壓速率反饋”環(huán)節(jié)來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，即將勵磁系統(tǒng)輸出的勵

磁電壓微分后再反饋到綜合放大器中，這種反饋網(wǎng)絡(luò)稱為“勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器”

從自動控制理論可知，要想改善勵磁系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須改變發(fā)機電極點與

勵磁機極點之間的出射角，也就是改變根軌跡的漸近線，使之只處于虛軸的

左半平面，為此需要增加開環(huán)傳遞函數(shù)的零點在實際處理上，可以在發(fā)機電

轉(zhuǎn)子電壓處增加一條電壓速率負反饋回路。

電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(PowerSystemStabilizer,PSS)作用是產(chǎn)生一個正阻尼以

抵消勵磁控制系統(tǒng)的負阻尼。

18.試作圖簡述勵磁系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響？

19.什么是電力系統(tǒng)的三次調(diào)頻？

頻率的一次調(diào)整是系統(tǒng)中所有發(fā)機電組都要分擔的調(diào)整任務(wù)，依靠調(diào)速器完

成，只能做到有差；

二次調(diào)頻只是系統(tǒng)中被選出的發(fā)機電組應(yīng)承擔的調(diào)整任務(wù)，依靠調(diào)頻器完

成，可以做到無差；

三次調(diào)頻是系統(tǒng)中所有按給定負荷曲線發(fā)電的發(fā)機電組分擔的調(diào)整任務(wù)。

20.電力系統(tǒng)一次和二次調(diào)頻是通過什么裝置實現(xiàn)的？

21.電力系統(tǒng)的負荷頻率特性？

電力系統(tǒng)中有功功率與頻率之間的關(guān)系：

1、與頻率變化無關(guān)的負荷：照明、電弧爐、整流負荷

2、與頻率成正比的負荷：切削機床、球磨機、壓縮機

3、與頻率的二次方成正比的負荷：變壓器中的渦流損耗

4、與頻率的三次方成正比的負荷：通風機、靜水頭阻力不大的循環(huán)水泵

5、與頻率的高次方成正比的負荷：靜水頭阻力很大的循環(huán)水泵

綜合考慮這些負荷得出電力系統(tǒng)負荷頻率特性表達式為：

22.AGC的作用？

1、維持系統(tǒng)頻率為額定值

2、控制地區(qū)電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計劃值相等，使有功功率就地平衡。

3、在安全運行的前提下，在所管轄的范圍內(nèi)，機組間負荷實現(xiàn)經(jīng)濟分配。

23.頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制JTBC?

頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制TBC（Tie-lineloadfrequencyBiasControl）—既

按照頻率偏差又按照聯(lián)絡(luò)線交換功率進行調(diào)節(jié)，維持各地區(qū)電力系統(tǒng)負荷波

動的就地平衡。合用于大型電力系統(tǒng)或者聯(lián)合電力系統(tǒng)（常用方法）

24.為何進行低頻減載？自動低頻減載的工作原理？

1最大功率缺額的確定

2自動低頻減載裝置的動作順序

3頻率級差的選擇

4每段切除功率的限制

5自動減載裝置的延時與防止誤動作

25.自動低頻減載裝置應(yīng)用場合以及作用？

當電力系統(tǒng)發(fā)生嚴重的功率缺額時，低頻減載裝置的任務(wù)就是迅速斷開相應(yīng)

數(shù)量的用戶負荷，使系統(tǒng)頻率在不低于某一允許值的情況下，達到有功功率

平衡，以確保電力系統(tǒng)安全運行，防止事故進一步擴大。這是防止電力系統(tǒng)

發(fā)生頻率崩潰的系統(tǒng)性的保護裝置

26.低頻減載計算方法？

27.特殊輪的作用？

自動低頻減負荷裝置分為兩組：基本輪和特殊輪?；据啚榭焖賱幼?，用以

抑制頻率下降。特殊輪則為在基本輪動作后，用以恢復(fù)系統(tǒng)頻率到可以操作

的較高數(shù)值。

28.配電自動化中饋線自動化的功能？

饋線自動化一在正常情況下，實時監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和

饋線電流、電壓，實現(xiàn)路線開關(guān)的遠方或者就地分、合閘操作。在故障情況下,

獲得故障記錄，自動判斷和隔離饋線故障區(qū)段，迅速對非故障區(qū)域恢復(fù)供電。

29.數(shù)字化變電站與常規(guī)變電站有何不同？

數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)特征：

n分層分布式機構(gòu)（三層式）

nlEC61850通信協(xié)議，標準化建模

n智能化一次設(shè)備一電子式CP/PT、智能開關(guān)

n網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備

n集成化的應(yīng)用信息資源，提高運行管理自動化水平

傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)特征：

n分層分布式機構(gòu)（兩層式）

n站控層與間隔層以太網(wǎng)通信，IEC60870-5-104（103）通信協(xié)議

n間隔層與一次設(shè)備采用電纜連接硬連線數(shù)據(jù)采集

n電磁式CT、電容（電磁）式PT

n非智能開關(guān)

30.電力系統(tǒng)運行狀態(tài)及其特征？如何轉(zhuǎn)換？

31.四遙功能？

1遙測：遠程測量。采集并傳送運行參數(shù)，包括各種電氣量和負荷潮流等。

2遙信：遠程信號°采集并傳送各種保護和開關(guān)量信息

3遙控：遠程控制。接受并執(zhí)行遙控命令，主要是分合閘

4遙調(diào)：遠程調(diào)節(jié)。接受并執(zhí)行遙調(diào)命令，調(diào)節(jié)發(fā)機電輸出功率

32.重合器、分段器和饋線FTU?重合器與分段器之間的配合情況？

1、自動重合器------種能夠檢測故障電流、在給定時間內(nèi)斷開故障電流

并能夠進行給定次數(shù)重合的具有“自具”能力的控制開關(guān)?，F(xiàn)有的重合器通

?？梢灾睾先剿拇巍?/p>

?所謂“自具”一一就是本身具有故障電流檢測和操作順序控制與執(zhí)行的能

力，無需附加繼電保護裝置和此外的操作電源，也不需要與外界通信。

2、分段器------種與電源側(cè)前級開關(guān)配合，在失壓或者無電流的情況下

自動分閘的開關(guān)設(shè)備。它不能斷開短路故障電流。分段器的關(guān)鍵部件是故障

檢測繼電器。

3、饋線FTU一一安裝于配電室或者饋線上的智能終端設(shè)備?？梢耘c遠方

的配電站通信，將配電設(shè)備的運行數(shù)據(jù)發(fā)送到配電站，還接收配電站的控

制命令，對配電設(shè)備進行控制和調(diào)節(jié)。

33.什么是電力系統(tǒng)狀態(tài)估計？電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的必要性？與潮流計算的區(qū)

另U?

電力系統(tǒng)狀態(tài)估計定義：系統(tǒng)中能夠表征系統(tǒng)特性所需的最小數(shù)目的變量稱

為狀態(tài)變量。狀態(tài)估計是利用實時量測系統(tǒng)的冗余度來提高精度和自動排除

隨機干擾所引起的錯誤數(shù)據(jù)，估計出系統(tǒng)運行狀態(tài)。

電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的作用：

1提供母線上電壓幅值、相角和功率的估計值

2完成網(wǎng)絡(luò)拓撲分析完成不良數(shù)據(jù)的檢測去除

3完成遙測和遙信功能的檢測

4量測系統(tǒng)的可觀測性

5母線負荷預(yù)測模型的維護等

狀態(tài)估計與潮流計算的區(qū)別：

1、狀態(tài)估計在剔除不良數(shù)據(jù)后進行，相當于多次潮流計算。

2、潮流計算建立在狀態(tài)估計上，狀態(tài)估計比潮流計算更準確。

3、潮流計算是狀態(tài)估計的特例，當原始數(shù)據(jù)少到與未知數(shù)據(jù)相同時，二者

相同。

34.如何利用最小二乘法進行電力系統(tǒng)的狀態(tài)估計？

35.如何利用補償電容器和有載調(diào)壓變壓器進行VQG控制？

第一區(qū)域：優(yōu)先投入補償電容器，如電壓仍低于下限，則再調(diào)節(jié)變壓器分接

頭。

第二區(qū)域：優(yōu)先調(diào)節(jié)變壓器分接頭，如分接頭已無法調(diào)解時，則強投補償電

容器。

第三區(qū)域：優(yōu)先調(diào)節(jié)變壓器分接頭，如功率因數(shù)仍高于上限，則切補償電容

器。

第四區(qū)域：投補償電容器。

第五區(qū)域：切補償電容器。

第六區(qū)域：優(yōu)先調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓，如功率因數(shù)仍低于上限，則投入補

償電容器；

第七區(qū)域;電壓高于上限，但功率因數(shù)正常。優(yōu)先調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓，

如分接頭已調(diào)到限值，而電壓仍高于上限，則強切補償電容器；

第八區(qū)域：先切補償電容器，如電壓仍高于上限，則調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓。

36.外網(wǎng)等值作用？

等值網(wǎng)絡(luò)法保留待研究系統(tǒng)的全部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而對外部系統(tǒng)則進行盡可能的

簡化。

☆外部系統(tǒng)的節(jié)點數(shù)與路線數(shù)目都比待研究系統(tǒng)