電力系統(tǒng)自動(dòng)化習(xí)題及答案

第一章發(fā)電機(jī)的自動(dòng)并列習(xí)題1、同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)（列）方式有幾種？在操作程序上有何區(qū)別？并網(wǎng)效果上有何特點(diǎn)？分類:準(zhǔn)同期,自同期程序：準(zhǔn)：在待并發(fā)電機(jī)加勵(lì)磁，調(diào)節(jié)其參數(shù)使之參數(shù)符合并網(wǎng)條件，并入電網(wǎng)。自：不在待并電機(jī)加勵(lì)磁，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，并列斷路器合閘，之后加勵(lì)磁，由系統(tǒng)拉入同步。特點(diǎn)：準(zhǔn);沖擊電流小，合閘后機(jī)組能迅速同步運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)影響最小自：速度快，控制操作簡單，但沖擊電流大，從系統(tǒng)吸收無功，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓短時(shí)下降。2、同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列的理想條件是什么？實(shí)際條件的允許差各是多少？理想條件：實(shí)際條件（待并發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)）幅值相等：UG=UX電壓差Us不能超過額定電壓的5%-10%頻率相等：ωG=ωX頻率差不超過額定的0.2%-0.5%相角相等：δe=0（δG=δX）相位差接近，誤差不大于5°3、幅值和頻率分別不滿足準(zhǔn)同期理想并列條件時(shí)對(duì)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)分別有何影響？幅值差：合閘時(shí)產(chǎn)生沖擊電流，為無功性質(zhì)，對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組產(chǎn)生作用力。頻率差：因?yàn)轭l率不等產(chǎn)生電壓差，這個(gè)電壓差是變化的，變化值在0-2Um之間。這種瞬時(shí)值的幅值有規(guī)律地時(shí)大時(shí)小變化的電壓成為拍振電壓。它產(chǎn)生的拍振電流也時(shí)大時(shí)小變化，有功分量和轉(zhuǎn)子電流作用產(chǎn)生的力矩也時(shí)大時(shí)小變化，使發(fā)電機(jī)振動(dòng)。頻率差大時(shí)，無法拉入同步。4、何為正弦脈動(dòng)電壓？如何獲得？包含合閘需要的哪些信息？如何從波形上獲得？5、何為線形整步電壓？如何得到線形整步電壓？線性整步電壓的特點(diǎn)是什么？6、線性整步電壓形成電路由幾部分組成？各部分的作用是什么？根據(jù)電網(wǎng)電壓和發(fā)電機(jī)端電壓波形繪制出各部分對(duì)應(yīng)的波形圖。書上第13頁，圖1-12組成：由整形電路，相敏電路，濾波電路組成作用：整形電路：是將Ug和Ux的正弦波轉(zhuǎn)變成與其頻率和相位相同的一系列方波，其幅值與Ug和Ux無關(guān)。相敏電路：是在兩個(gè)輸出信號(hào)電平相同時(shí)輸出高電平，兩者不同時(shí)輸出低電平。濾波電路：有低通濾波器和射極跟隨器組成，為獲得線性整步電壓Us和&e的線性相關(guān)，采用濾波器使波形平滑7、簡述合閘條件的計(jì)算過程。Step1：計(jì)算Usmin，如果Usmin≤USy轉(zhuǎn)Step2；否則調(diào)整G來改變UGStep2：ωsy的計(jì)算Step3：如果ωs≤ωsy繼續(xù)Step4；否則調(diào)整G來改變?chǔ)谿，ωs=ωG-ωXStep4：δe的計(jì)算：δe=tYJ?ωsStep5：δe≤δey合閘；否則調(diào)整G來改變?chǔ)谿，從而δe8、簡述同步發(fā)電機(jī)并列后由不同步到同步的過程（要求畫圖配合說明）。書上第7頁，圖1-4說明：1、如果發(fā)電機(jī)電壓Ug超前電網(wǎng)電壓Ux，發(fā)電機(jī)發(fā)出功率，則發(fā)電機(jī)將被制動(dòng)減速，當(dāng)Ug落后Ux，發(fā)電機(jī)吸收無功，則發(fā)電機(jī)加速。2、當(dāng)發(fā)電機(jī)剛并入時(shí)處于a電，為超前情況，Ws下降---到達(dá)b點(diǎn)，Wg=Wx，&e最大，W下降，&e下降--處于原點(diǎn)，Ug=Ux----&e=0，Wg＜Wx--過原點(diǎn)后，&e＜0，--Wg上升總之。A-b-0-c，c-0-a，由于阻尼等因素影響，擺動(dòng)幅度逐漸減小到同步角9、準(zhǔn)同期并列為什么要在δ=0之前提前發(fā)合閘脈沖？提前時(shí)間取決于什么？恒定越前時(shí)間并列裝置的恒定越前時(shí)間如何設(shè)定？10、恒定越前時(shí)間并列裝置如何檢測(cè)ωs<ωSY？當(dāng)|ta|＞|tyj|時(shí)，即恒定超前相角電平檢測(cè)器失于恒定越前時(shí)間電平檢測(cè)器動(dòng)作時(shí)，才說明這是的Ws小于允許滑差的頻率Wsy11、恒定越前時(shí)間并列裝置如何檢測(cè)發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓的超前滯后？12、數(shù)字式自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置主要輸入信號(hào)和輸出信號(hào)有哪些？輸入信號(hào)：指發(fā)電機(jī)和母線電壓互感器二次側(cè)交流電壓信號(hào)中提取交流電壓幅值信號(hào)，頻率測(cè)量信號(hào)輸出信號(hào)：發(fā)電機(jī)同步轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的增速、減速信號(hào)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓的升降壓，降壓信號(hào)，并列斷路器合閘脈沖控制信號(hào)第二章同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)1、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用是什么？（1）電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，維持發(fā)電機(jī)或系統(tǒng)某點(diǎn)電壓水平；（2）在并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)之間，合理分配機(jī)組間的無功負(fù)荷；（3）提高發(fā)電機(jī)靜穩(wěn)定極限。（4）提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定；（5）限制發(fā)電機(jī)突然卸載時(shí)電壓上升；（6）發(fā)電機(jī)故障時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)行快速滅磁。2、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)有哪幾種？各有何特點(diǎn)？a：直流勵(lì)磁機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單，靠機(jī)械整流+換向，維護(hù)量大，造價(jià)高，勵(lì)磁系統(tǒng)容量受限制b：交流勵(lì)磁系統(tǒng)：勵(lì)磁系統(tǒng)容量不受限制，不受電網(wǎng)干擾，可靠性高，維護(hù)量小，絕緣壽命長；但無法對(duì)勵(lì)磁回路直接進(jìn)行測(cè)量，無法對(duì)整流元件工作進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)整流元件可靠性要求高。c：靜止勵(lì)磁系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高；不需要通州勵(lì)磁機(jī)，縮短主軸長度，可獲得很快的勵(lì)磁電壓響應(yīng)速度3、何謂靜態(tài)穩(wěn)定？何為暫態(tài)穩(wěn)定？靜態(tài)穩(wěn)定：指電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，經(jīng)受微小擾動(dòng)后恢復(fù)原運(yùn)行狀態(tài)的能力暫態(tài)穩(wěn)定：指電力系統(tǒng)在某一正常運(yùn)行方式下突然遭受較大擾動(dòng)后，能否過渡到一個(gè)新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)或恢復(fù)到原運(yùn)行狀態(tài)的能力4、何謂強(qiáng)勵(lì)？強(qiáng)勵(lì)的基本作用是什么？衡量強(qiáng)勵(lì)性能的指標(biāo)有哪兩方面？具體指標(biāo)是什么？如何定義？概念：當(dāng)系統(tǒng)電壓大大降低時(shí)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源會(huì)自動(dòng)迅速增加勵(lì)磁電流，這種作用叫做強(qiáng)勵(lì)。作用：（1）作用：有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；有助于繼電保護(hù)的正確動(dòng)作；有助于縮短短路故障切除后母線電壓的恢復(fù)時(shí)間；有助于電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)過程；指標(biāo)：強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)KHSE；勵(lì)磁電壓響應(yīng)比5、何謂滅磁？常見的三種滅磁方法是什么？如何實(shí)現(xiàn)？（1）滅磁：使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的磁場(chǎng)盡快地減弱到最低程度。（2）滅磁方法：勵(lì)磁繞組對(duì)恒定電阻放電滅磁；將轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組自動(dòng)接到放電電阻滅勵(lì)磁繞組對(duì)非線性電阻放電滅磁；在這整個(gè)滅磁過程中始終保持轉(zhuǎn)子繞組的端電壓為最大值不變，直至勵(lì)磁回路斷開位置全控整流橋逆變滅磁；應(yīng)用晶閘管的有緣特性來進(jìn)行轉(zhuǎn)子回路的快速滅磁6、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本組成有哪些？畫出自動(dòng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)方框圖。書上圖2-24基本組成部分：測(cè)量比較單元，綜合放大單元，移相觸發(fā)單元，自動(dòng)手動(dòng)的自動(dòng)切換。7、對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器靜特性調(diào)整的基本要求是什么？a、保證并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)組間無功電流的合理分配，即改變調(diào)差系統(tǒng)。b、保證發(fā)電機(jī)能平穩(wěn)地投入和退出工作，平穩(wěn)地改變無功負(fù)荷，而不發(fā)生無功功率的沖擊現(xiàn)象，即上下平移無功調(diào)節(jié)特性8、何謂同步發(fā)電機(jī)組的自然調(diào)差系數(shù)？對(duì)于電壓偏差進(jìn)行比例調(diào)節(jié)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，當(dāng)調(diào)差單元退出工作時(shí)，發(fā)電機(jī)外特性的調(diào)差系數(shù)，是不可調(diào)節(jié)的固定值當(dāng)調(diào)差單元退出工作時(shí)，發(fā)電機(jī)外特性的調(diào)差系數(shù)，用Kadjo表示。其值一般小于1，且不可調(diào)，近似無差，因此不能滿足發(fā)電機(jī)的運(yùn)行要求。9、在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中為要設(shè)置調(diào)差單元?如何進(jìn)行正調(diào)差接線和負(fù)調(diào)差接線？對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)外特性有何影響？a、設(shè)置調(diào)差單元是為了進(jìn)行發(fā)電機(jī)外特性的調(diào)差系數(shù)調(diào)整；b、正接線：在發(fā)電機(jī)互感器的二次側(cè)，A,C兩相分別接串入Ra，Rc，在Ra中引入Ic，Rc中引入Ra。極性為Va+IcRa和Vc-IaRc負(fù)接線：與正接線類似，只是極性改為Va-IcRa和Qc+IaRc10、平移發(fā)電機(jī)的外特性有何作用?發(fā)電機(jī)投入或退出電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，要能平移負(fù)荷，不引起對(duì)電網(wǎng)的沖擊，這就需要依靠平移發(fā)電機(jī)的外特性。（轉(zhuǎn)移無功）11、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的限制控制信號(hào)有哪些，各起什么作用？a、最小磁限制：以便發(fā)電機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行滿足靜穩(wěn)定條件，限制發(fā)電機(jī)在允許進(jìn)相容量曲線上，從而防止發(fā)電機(jī)定子端部過熱。b、瞬時(shí)電流限制：當(dāng)勵(lì)磁機(jī)電壓達(dá)到發(fā)電機(jī)允許的勵(lì)磁頂值電壓數(shù)倍時(shí)，立即對(duì)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流加以限制，防止危及發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行c、最大勵(lì)磁限制：防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組長時(shí)間過勵(lì)d、伏/赫限制器：防止發(fā)電機(jī)的端電壓與頻率比過高12、如何通過設(shè)置反饋回路增加勵(lì)磁控制系統(tǒng)穩(wěn)定性？畫出系統(tǒng)組成框圖和對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)框圖。第三章電力系統(tǒng)頻率和有功功率調(diào)節(jié)1、為什么說頻率調(diào)節(jié)與有功功率調(diào)節(jié)不可分割?當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷功率增加時(shí)，系統(tǒng)就出現(xiàn)了功率缺額。此時(shí)，機(jī)組的轉(zhuǎn)速下降，整個(gè)系統(tǒng)的頻率降低。可見，系統(tǒng)頻率的變化是由于發(fā)電機(jī)的負(fù)荷功率與原動(dòng)機(jī)輸入功率之間失去平衡所致2、為什么說負(fù)荷的頻率效應(yīng)起到減輕系統(tǒng)能量不平衡的作用？當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷也要隨著改變，這種有功負(fù)荷隨著頻率而改變的特性叫做負(fù)荷的功率---頻率特性，是負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性，也稱作負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)，當(dāng)頻率上升時(shí)，負(fù)荷需求功率隨之增加，阻頻率的上升，頻率下降時(shí)。負(fù)荷需求功率跟著下降，抑制頻率的下降3、在某電力系統(tǒng)中，與頻率無關(guān)的負(fù)荷占28%，與頻率一次方成比例的負(fù)荷占41%，與頻率二次方成比例的負(fù)荷占11%，與頻率三次方成比例的負(fù)荷占20%。當(dāng)系統(tǒng)頻率由50Hz下降到48Hz時(shí)，系統(tǒng)KL*值為多少？4、電力系統(tǒng)頻率一次調(diào)節(jié)和二次調(diào)節(jié)有何區(qū)別？當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加，頻率開始下降，調(diào)速器起作用，增加機(jī)組的輸入功率，經(jīng)過一段時(shí)間后運(yùn)行點(diǎn)穩(wěn)定在靠近50Hz，調(diào)整結(jié)束時(shí)頻率與額定值偏差較大--調(diào)節(jié)結(jié)果是有差。頻率的二次調(diào)整通過調(diào)頻器反應(yīng)系統(tǒng)頻率變化，調(diào)節(jié)原動(dòng)力閥門開度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，表現(xiàn)為一條調(diào)節(jié)特性上、下平移，可以保證調(diào)整結(jié)束時(shí)頻率與額定值偏差很小或趨于零--調(diào)節(jié)結(jié)果是無差的。5、調(diào)速器的失靈區(qū)對(duì)頻率調(diào)整有何影響?導(dǎo)致并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組之間有功功率分配產(chǎn)生誤差或頻率誤差。有功功率分配的最大誤差與失靈度成正比，而與調(diào)差系數(shù)成反比。6、如何確定電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)？在穩(wěn)定頻率下，發(fā)電機(jī)組的功率-頻率時(shí)性與負(fù)荷的功率-頻率特性曲線的交點(diǎn)，就是電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)7、電力系統(tǒng)調(diào)頻常用的主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法、積差法、改進(jìn)積差法，寫出各調(diào)頻方程，分析各自的工作特點(diǎn)。8、何謂分區(qū)控制誤差A(yù)CE？如何判斷發(fā)生負(fù)荷變動(dòng)的區(qū)域？如何實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)線上無功率流？9、何謂等微增率準(zhǔn)則？為什么根據(jù)該準(zhǔn)則能使電力系統(tǒng)運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)?運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組按微增率相等的原則來分配負(fù)荷。當(dāng)系統(tǒng)微增率λ增加時(shí)，各電廠的微增率bi也相應(yīng)增加，各電廠發(fā)出的功率也將相應(yīng)增大，直至系統(tǒng)功率平衡，頻率回升到額定值為止。最經(jīng)濟(jì)的分配方案：系統(tǒng)中調(diào)頻電廠按下式運(yùn)行：--系統(tǒng)微增率；--各電廠電廠微增率；--各電廠的線損微增率，即；10、AGC的基本任務(wù)是什么？調(diào)整分配的負(fù)荷分配公式是什么？為什么說它是一種比較理想的分配方式。11、什么是ZPJH？為何要實(shí)行ZPJH？12、低頻減載時(shí)為什么切除的負(fù)荷可以小于有功缺額？第四章電力系統(tǒng)電壓和無功功率調(diào)節(jié)1、電力系統(tǒng)常用的無功功率電源有哪些？各有何特點(diǎn)？電源類型輸出特性元件特性同步發(fā)電機(jī)即是無功電源，也是有功電源；旋轉(zhuǎn)元件同步調(diào)相機(jī)即可輸出無功功率，也可吸收無功功率；旋轉(zhuǎn)元件并聯(lián)電容器輸出感性無功功率，只能提高補(bǔ)償點(diǎn)電壓；靜止元件靜止無功補(bǔ)償器輸出感性或容性無功，提高或降低補(bǔ)償點(diǎn)電壓靜止元件2、我國規(guī)定的各類用戶允許電壓偏移是多少？35kV及以上電壓供電的負(fù)荷：±5%10kV及以下電壓供電的負(fù)荷：±7%低壓照明負(fù)荷：+5%，-10%農(nóng)村電網(wǎng)（正常）：+7.5%，-10%農(nóng)村電網(wǎng)（事故）：+10%，-15%3、某變壓器銘牌參數(shù)為：SN=31.5MVA，110±2×2.5%／6.3kV，歸算到高壓側(cè)的線路阻抗為ZT=2.5+j40。線路末端最大負(fù)荷功率為30+j15MVA，最小負(fù)荷功率為12+j7MVA。變壓器高壓側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的電壓為110kV，最小負(fù)荷時(shí)的電壓為114kV。相應(yīng)