自動裝置課后答案1.docVIP

第一章緒論習題答案一、名詞解釋1電力系統(tǒng)自動裝置 答：直接為電力系統(tǒng)安全、經濟和保證電能質量服務的基礎自動化設備。2電力系統(tǒng)自動化 答：應用遠動通信技術和計算機技術，對電力系統(tǒng)進行自動監(jiān)視、控制和調度，更好地保證安全、經濟運行和電能質量。二、問答題1電力系統(tǒng)包括哪些主要自動裝置，如何配置，各自有什么作用？答：1）自動并列裝置，配置在待并發(fā)電機的同期斷路器和解列為兩部分系統(tǒng)的同期斷路器上。保證并列操作的正確性和安全性。2）自動調節(jié)勵磁裝置，配置在發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)，保證電壓水平，提高電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性；實現(xiàn)并聯(lián)運行的發(fā)電機間無功功率的合理分配。3）自動調頻裝置，配置在發(fā)電機的調頻系統(tǒng)，保證系統(tǒng)頻率水平且使系統(tǒng)負荷在同步發(fā)電機之間實現(xiàn)最優(yōu)經濟分配。 4）自動重合閘裝置，配置在1KV及以上的架空線路和電纜與架空混合線路的上。提高輸電線路供電的可靠性。5）備用電源和備用設備自動投入裝置，配置在發(fā)電廠廠用電、變電站站用電及重要用電單位。提高用戶供電的可靠性。6）自動按頻率減負荷裝置，配置在變電站中。防止電力系統(tǒng)因事故發(fā)生有功功率缺額時頻率的過度降低，保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和重要負荷的正常工作。2電力系統(tǒng)自動化的主要任務？答：（1）保證電能質量：頻率、電壓、波形。（2）提高系統(tǒng)運行安全性。（3）提高事故處理能力。（4）提高系統(tǒng)運行經濟性。3電力系統(tǒng)自動化技術包括的內容？答：電力系統(tǒng)自動裝置，電力系統(tǒng)調度自動化。4電力系統(tǒng)自動裝置包括的內容？答：自動并列裝置，自動調節(jié)勵磁AER ，自動調頻，自動重合閘ARD；備用電源和備用設備自動投入ATS；自動按頻率減負荷AFL及自動解列、電氣制動、水輪發(fā)電機自動起動及自動切負荷、火電廠事故減出力、水電廠事故切機等，第二章 同步發(fā)電機自動并列裝置習題答案2-1并列的方法有哪兩種？如何定義？各有何特點？ 答：1）準同步并列：發(fā)電機在并列合閘前已加勵磁，當發(fā)電機電壓的幅值、頻率、相位分別與并列點系統(tǒng)側電壓的幅值、頻率、相位接近相等時，將發(fā)電機斷路器合閘，完成并列操作。準同步并列的優(yōu)點是并列時沖擊電流小，不會引起系統(tǒng)電壓降低；不足是并列操作過程中需要對發(fā)電機電壓、頻率進行調整，并列時間較長且操作復雜。2）自同步并列：將未加勵磁、接近同步轉速的發(fā)電機投入系統(tǒng)，隨后給發(fā)電機加上勵磁，在原動機轉矩、同步力矩的作用下將發(fā)電機拉入同步，完成并列操作。自同步并列的優(yōu)點是并列過程中不存在調整發(fā)電機電壓、頻率的問題，并列時間短且操作簡單，在系統(tǒng)電壓和頻率降低的情況下，仍有可能將發(fā)電機并入系統(tǒng)，容易實現(xiàn)自動化；不足是并列發(fā)電機未經勵磁，并列時會從系統(tǒng)中吸收無功而造成系統(tǒng)電壓下降，同時產生很大的沖擊電流。2-2準同步并列的實際條件有哪些？如果不滿足這些條件，會有什么后果？答：1）待并發(fā)電機與系統(tǒng)電壓幅值接近相等，電壓差不應超過額定電壓的5%10%。2）在斷路器合閘瞬間，待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的相位差應接近零，誤差不應大于5。3）待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的頻率應接近相等，頻率差不應超過額定頻率的0.2%0.5%。如果不滿足并列條件，將產生沖擊電流，引起發(fā)電機產生振蕩，嚴重時沖擊電流產生的電動力會損壞發(fā)電機，振蕩導致發(fā)電機失步，造成并列不成功。2-3為什么要在=00之前提前發(fā)合閘脈沖？答：發(fā)電機準同步并列要求并列斷路器主觸頭閉合時，應使等于0。由于斷路器的合閘過程有一定的時間，因此必須在=0導前一個時間tad發(fā)出合閘脈沖。2-4自動準同步裝置的任務是什么？答：應能自動檢定待并發(fā)電機和系統(tǒng)母線間的壓差、頻差大小，當滿足要求時，導前（=0）tad時間自動發(fā)出合閘脈沖命令，使斷路器主觸頭閉合時=0。如果壓差或頻差不滿足要求，則檢出壓差和頻差方向，對待并發(fā)電機進行電壓或頻率的調整，以加快自動并列的過程。2-5何謂整步電壓？答：包含同步條件信息量的電壓。2-6說明全波線性整步電壓的特點。答：1）uzb最大值E對應=0或360，最小值對應=180。所以線性整步電壓包含了相角差信息量。2）uzb波形和頂值電壓與uG、usys 的幅值無關，不包含壓差信息量。3）uzb的斜率與fs成正比，包含了頻差信息量。2-7試分析線性整步電壓最低值不為零時，對導前時間有何影響？答：如圖線性整步電壓最低值不為零Uzb相當于比例電路形成的電壓 上疊加一個直流分量，導致tad兩增大。2-8 說明自動準同步裝置中導前時間脈沖和導前相角脈沖的根本區(qū)別。答：導前時間脈沖脈沖 終止于=0，對應的tad=nRC，tad僅與電路參數R、C值及n值有關，不受頻差、壓差大小變化的影響。恒定導前相角脈沖 對稱于=0， 對應的 不受頻差、壓差大小變化的影響。2-9 自動準同步裝置由哪幾個部分構成？各部分的作用是什么？答：ZZQ5型自動準同步裝置由合閘部分、調頻部分、調壓部分和電源部分組成。1）合閘部分作用：檢查并列條件，當并列點處兩側的壓差、頻差均滿足要求時，導前（=0）tad時間自動發(fā)出合閘脈沖命令，使斷路器主觸頭閉合時=0；當壓差或頻差不滿足要求時，閉鎖合閘命令。2）調頻部分作用：鑒別頻差方向，當發(fā)電機頻率高于系統(tǒng)頻率時，應發(fā)減速脈沖；當發(fā)電機頻率低于系統(tǒng)頻率時，應發(fā)增速脈沖。3）調壓部分的作用：鑒別 壓差方向,當發(fā)電機電壓高于系統(tǒng)電壓時發(fā)降壓脈沖，當發(fā)電機電壓低于系統(tǒng)電壓時發(fā)升壓脈沖，使發(fā)電機電壓趨近系統(tǒng)電壓；當壓差滿足并列條件時解除壓差閉鎖。4）電源部分作用：為準同步裝置提供直流電源。2-10說明頻差大小檢查的方法及原理。答：1）方法：比較導前時間脈沖和導前相角脈沖出現(xiàn)的先后次序2）頻差大小的檢查原理設恒定導前時間所對應的相角為t ，恒定導前相角所對應的時間為 ，則在某一滑差s下有 整定式中 為的整定滑差。整理可得如下關系當 |s.set|；頻差不滿足要求；當 tad ，即 比 先出現(xiàn)時，有|S| |s.set|，頻差滿足要求； = tad， 和 同時出現(xiàn)時，有|S| = |s.set|。頻差剛好滿足要求。所以，通過比較 與 出現(xiàn)的先后次序，可以檢查頻差大小。2-11畫出合閘方框圖，說明其流程，并分析當滿足準同步條件時才發(fā)合閘脈沖。 答：流程：uG，uSyS經整形電路獲得方波，經混頻、低通濾波獲得UZb，UZb經比例微分電路和電平檢測電路獲得 ，uzb經電平檢測電路得到恒定導前相角脈沖 ；電源閉鎖電路裝置判斷投入電源時間，由調壓部分給出壓差檢查結果UU，最后由合閘邏輯電路決定是否發(fā)出合閘命令。合閘邏輯檢查并列條件，當并列點處兩側的壓差滿足要求時，輸出UU低電位，投入電源12s時 為低電位； 比 先出現(xiàn)時，頻差滿足要求，則導前（=0）tad時間自動發(fā)出合閘脈沖命令，使斷路器主觸頭閉合時=0；當壓差或頻差不滿足要求時，閉鎖合閘命令。2-12自動準同步裝置主要輸入信號和輸出信號？答：輸入信號：uG，uSyS狀態(tài)量輸入；tad ，s.set ，等并列點數字量，工作狀態(tài)及復位按鈕。輸出信號：A.合閘脈沖及信號；B增速脈沖及信號；C減速脈脈沖及信號 ；D升壓脈沖及信號；E.降壓脈沖及信號；F.同步信號2-13說明頻差方向鑒別的方法。答：利用uG和usys后沿與usys和uG高低電位相對關系（1）fGfsys：在0fsys：在0180， uG后沿位置落在usys高電位區(qū)間。2-14對調頻部分有哪些基本要求？定性畫出調頻部分的構成框圖。答：基本要求：1）正確鑒別頻差方向。2）按頻差比例調節(jié)。3）調頻脈沖寬度可調。4）當頻差過?。ㄐ∮?.05Hz）時自動發(fā)加速命令。2-15說明壓差大小和方向鑒別原理。答：用直接比較法鑒別壓差大小和方向設|U|=| - | 當 Uact時，電平檢測電路動作，表示壓差不滿足要求，閉鎖合閘脈沖，不允許合閘。當Uan= - 0，且Uan-UsetUact ，電平檢測1動作，發(fā)降壓命令；當Ubn= - 0，且 Ubn-UsetUact ，電平檢測2動作, 發(fā)升壓命令。2-16某發(fā)電機并列斷路器的合閘時間為0.28s，當要求頻差控制在0.2Hz時，若采用自動準同步裝置來使系統(tǒng)并列，試求導前相角脈沖的導前角度為多少度？ ZZQ5型裝置需整定的參數有哪些？是調整哪些元件？答：并列裝置中整定tad=tYC，則 =2*1800*0.2*0.28=20.160ZZQ5型裝置需整定的參數有1)tad調整元件是：R111 、C103 C104 C106其中作粗C調，R111作細調，一般tadtYC另外通過調整R120整定電平檢測動作電壓也可改變tad值。2）ad調整元件是：通過調整R142整定電平檢測動作電壓， 3）加速脈沖寬度：調整R241；減速脈沖寬度：調整R240。4）調壓脈沖間隔時間：調整R333；調壓脈沖時間：調整R335。2-17 自動準同步裝置中，導前相角因故增大1倍或縮小1倍，試問發(fā)電機并列時有何現(xiàn)象？答：比較導前時間脈沖和導前相角脈沖出現(xiàn)的先后次序檢查頻差大小,為正確檢查頻差，整定tad=tYC， ，若將導前相角ad增大1倍，則在相當于2倍的Wset下合閘，將使發(fā)電機產生振動，嚴重時導致發(fā)電機失步，造成并列不成功。若將導前相角ad縮小1倍,ZZQ5將按照Wset/2作為滑差定值進行頻差檢查,即頻差條件減少1倍,使發(fā)電機調整過程加長。2-18 自動準同步裝置，若接入uG時極性反接或將uG和usys兩者接錯，試分析裝置的行為，有何現(xiàn)象和結果？答：1）若接入uG時極性反接，產生的線性整步電壓Uzb移相1800，即Uzb.max對應=180。對合閘部分的影響：造成 和 在=180前出現(xiàn)，如果此時合閘，將產生很大的沖擊電流。對調頻部分的影響：uG和usys后沿與usys和uG高低電位相對關系也移相180，調頻方向不受影響，但區(qū)間鑒別電路將在=（180+500）左右輸出低電位脈沖，允許調頻。對調壓部分無影響。2）若將uG和usys兩者輸入互換，則電壓，頻率向相反方向調整，即壓差、頻差值變大，無法實現(xiàn)并列。2-19模擬式并列裝置存在的主要問題是什么？答：模擬式并列裝置是認為s是勻速的，但實際上是多變的，如系統(tǒng)頻率不很穩(wěn)定或發(fā)電機轉速是變化的，都會有不同程度的加速度。特別是對合閘時間較長的斷路器，合閘瞬間相角差會很大，引起很大的沖擊電流?；驗榱双@得穩(wěn)定的s，把并列過程拉得很長。另外，由于裝置元件老化或因溫度變化引起的參數變化，也將使導前時間產生誤差。2-20數字式并列裝置的定義及主要特點是什么？定義：借助于微處理器的高速處理信息能力，利用編制的程序，在硬件配合下實現(xiàn)發(fā)電機并列操作。主要特點：由于利用微處理器具有高速運算功能和邏輯判斷能力，使對機組的調節(jié)更加快速，更加精確，在頻差滿足要求后，隨時確定理想導前相角，使合閘瞬間沖擊電流更小，同期過程縮短。第三章 同步發(fā)電機自動調節(jié)勵磁裝置習題答案1、同步發(fā)電機勵磁自動調節(jié)的作用是什么？（1）電力系統(tǒng)正常運行時，維持發(fā)電機或系統(tǒng)某點電壓水平。（2）在并列運行發(fā)電機之間，合理分配機組間的無功負荷。（3）提高發(fā)電機靜穩(wěn)定極限。（4）提高系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定，加快系統(tǒng)電壓的恢復，改善電動機的自起動條件。（5）限制發(fā)電機突然卸載時電壓上升。（6）發(fā)電機故障或發(fā)電機變壓器組單元接線的變壓器故障時，對發(fā)電機實行快速滅磁，以降低故障的損壞程度。2、同步發(fā)電機的勵磁方式有哪幾種？各有何特點？直流勵磁機供電；交流勵磁機經半導體整流供電；靜止電源供電。直流勵磁機特點：結構簡單，但靠機械整流子換向，有炭刷和整流子等轉動接觸部件，維護量大，造價高，勵磁系統(tǒng)的容量受限制。交流勵磁機經半導體整流（無刷）特點1)勵磁系統(tǒng)的容量不受限制。2)不受電網干擾，所以可靠性高。3）取消了滑環(huán)和炭刷，維護量小。由于不存在火花問題，不易引起火災。4）因為沒有炭粉和銅末引起電機線圈污染，故絕緣的壽命較長。5）無法對勵磁回路進行直接測量，如轉子電流、電壓，轉子絕緣等。6）無法對整流元件等的工作情況進行直接監(jiān)測。7）對整流元件等的可靠性要求高，靜止電源供電（自并勵）特點：1) 結構簡單、可靠性高、造價低、維護量小。2) 沒有勵磁機，縮短了機組長度，可減少電廠土建造價3) 直接用可控硅控制轉子電壓，可獲很快的勵磁電壓響應速度。4）保護配合較復雜3、同步發(fā)電機有哪幾種勵磁調節(jié)方式？有何根本區(qū)別？1）按電壓偏差的比例調節(jié)：是一個負反饋調節(jié)，將被調量與給定值比較得到的偏差電壓放大后，作用于調節(jié)對象，力求使偏差值趨于零，所以是一種“無差“調節(jié)方式。2）補償型勵磁調節(jié)，輸入量并非是被調量，它只補償定子電流和功率因數引起端電壓的變化，僅起到補償作用，調節(jié)的結果是有差的。4、何謂復式勵磁和相位復式勵磁？有何區(qū)別？1）復式勵磁調節(jié)：若將發(fā)電機定子電流整流后供給發(fā)電機勵磁，以補償定子電流對端電壓的影響。僅補償定子電流對端電壓的影響2）相位復式勵磁調節(jié)：將發(fā)電機端電壓和定子電流的相量和整流后供給發(fā)電機勵磁，則可以補償定子電流和功率因數（無功電流）對端電壓的影響。即補償定子電流又補償功率因數對端電壓的影響。相位復式勵磁的補償效果好于復式勵磁5、勵磁系統(tǒng)中可控整流電路的作用是什么？控制角90，將帶感性負載的直流逆變?yōu)榻涣?，進行滅磁。6、畫出三相全控橋式整流電路的輸出電壓平均值和控制角的關系曲線。輸出電壓平均值與 的表達： 7何謂三相全控整流橋的逆變？實現(xiàn)逆變的條件是什么？逆變：限制在90180內，而輸出平均電壓 則為負值，電路將直流電能變換為交流電能，并反饋回到交流電網中去，實現(xiàn)快速滅磁。實現(xiàn)逆變的條件是：(1) 負載必須是電感性負載，且原來儲存能量，即三相全控橋原來工作在整流工作狀態(tài)。(2) 控制角應大于90小于180，三相全控橋的輸出電壓平均 為負值。(3) 逆變時，交流側電源不能消失，這是由于逆變是將直流側電感儲存的能量向交流電源反送的過程。8何謂逆變角？逆變角過小時有何現(xiàn)象發(fā)生？1）逆變角在逆變工作狀態(tài)下， =180- 。最小逆變角 取30。否則會造成逆變失敗。9、半導體勵磁調節(jié)器有哪些主要單元？各單元有何作用？調差單元正調差特性發(fā)電機可維持無功電流的穩(wěn)定分配，能穩(wěn)定電力系統(tǒng)運行，并保持并聯(lián)點母線電壓在整定水平；負調差特性發(fā)電機的經變壓器后，能夠補償變壓器阻抗上的壓降。測量比較單元：測量發(fā)電機電壓并變換為直流電壓，再與給定的基準電壓相比較，得出發(fā)電機電壓差信號。綜合放大單元：將電壓偏差信號UG和其他輔助信號（勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器）及提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定的穩(wěn)定信號（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）等進行綜合放大，提高調節(jié)裝置的靈敏度，以滿足勵磁調節(jié)的需求。移相觸發(fā)單元；將控制信號UC按照勵磁調節(jié)的要求轉換成移相觸發(fā)脈沖，使控制角隨UC的大小而變，并觸發(fā)晶閘管元件，從而達到調節(jié)勵磁電流的目的?？煽卣鳎嚎刂平?0，將帶感性負載的直流逆變?yōu)榻涣?，進行滅磁。10、畫出半導體勵磁調節(jié)器各單元的工作特性，并合成出勵磁調節(jié)器的靜態(tài)工作特性。11、分析圖3-30對稱比較及整定電路的工作原理。KUGUVS，VS1、VS2被擊穿，KUGIRP=UVSUG+UVS即 UG=2UVS（KUGIRP） UG 可看出：輸出電壓UG與輸入電壓UG呈線性關系。12、對勵磁調節(jié)器靜特性調整的基本要求是什么？1）保證發(fā)電機在投入和退出電網運行時能平穩(wěn)的轉移無功負荷，不要引起對電網的沖擊；2）保證并聯(lián)運行的發(fā)電機組間無功功率的合理分配。13、何謂自然調差系數？有何特點？當調差單元退出工作時，發(fā)電機外特性的調差系數，用Kadjo表示。其值一般小于1，且不可調，近似無差，因此不能滿足發(fā)電機的運行要求。14、在勵磁調節(jié)器中為要設置調差單元？實現(xiàn)發(fā)電機外特性調差系數的調整，滿足并聯(lián)運行對發(fā)電機外特性的要求。15、平移發(fā)電機的外特性有何作用？保證發(fā)電機在投入或退出系統(tǒng)運行時，平穩(wěn)地轉移無功負荷，引起對電網的沖擊16、勵磁調節(jié)器引入調差單元后，是不是其維持機端電壓水平的能力差了？為什么？不是。若無調差單元，其自然調差系數值一般小于1，且不可調，不利于并聯(lián)運行的發(fā)電機組間無功功率的合理分配，也不利于維持機端電壓，引入調差單元后，可以人為的改變調差系數，穩(wěn)定并聯(lián)機組間無功功率的合理分配，維持機端電壓水平的能力。17、為何負調差特性的發(fā)電機在機端不能直接并聯(lián)運行而經變壓器后允許并聯(lián)呢？負調差特性的發(fā)電機在機端直接并聯(lián)運行時，I1G.Q調節(jié)器感受電壓U1G（因負調差關系）調節(jié)器的輸出發(fā)電機勵磁I1G.Q，所以具有負調差特性的發(fā)電機不能參與機端直接并聯(lián)運行。負調差特性的發(fā)電機經升壓變后對并聯(lián)點的高壓母線Usys，Usys=U1G I1G.QXT1能夠補償變壓器阻抗上的壓降，在并聯(lián)點仍具有正調差特性，能夠穩(wěn)定運行，提高并聯(lián)點的電壓水平。18、某發(fā)電機單獨運行，其額定無功電流為IGQN=495，勵磁調節(jié)器的調差系數Kadj=5%，平時在額定電壓下運行U=UN=10.5kV，帶無功電流IQ=300A,若由于負荷增大，無功電流IQ上升至400A，問此時發(fā)電機的電壓將改變至何值？UG*=-KadjIGQ*=-5%(400-300)/300=-0.0167UG=UG* UN=-0.175kvUG1= UN+UG=10.5-0.175=10.325kv19、某電廠有兩臺發(fā)電機在公共母線上并聯(lián)運行。#1機組的額定無功功率為30.1Mvar，#2機組的額定無功功率為62Mvar，勵磁調節(jié)器的調差系數為5%。若系統(tǒng)無功負荷波動，使得電廠的無功增量是總無功容量的20%，試問母線上的電壓波動是多少？各機組承擔的無功負荷增量是多少？因為兩臺機的調差系數均為0.05，所以公共母線上等值機的調差系數 也為0.05。因此母線電壓波動為 各機組無功負荷波動量 （M var）(M var)一號機組無功負荷增加6.02M var, 二號機組的無功負增加12.4M var。因為調差系數相等，無功負荷的波動量與它們的容量成正比。20、何謂強勵？說明比例型勵磁調節(jié)器和補償型勵磁調節(jié)器如何實現(xiàn)強勵作用？各自的強勵效果如何？電力系統(tǒng)短路，母線電壓降低時，迅速將發(fā)電機勵磁增加到最大值。比例型勵磁調節(jié)器實現(xiàn)強勵的方法：機端短路使電壓降低，輸入到比例型勵磁調節(jié)器，增大輸出調節(jié)勵磁電流，實現(xiàn)強勵；補償型勵磁調節(jié)器實現(xiàn)強勵的方法：機端短路使電流劇增，輸入到補償型勵磁調節(jié)器，經整流后勵磁電流也增大，實現(xiàn)強勵。比例型勵磁調節(jié)器強勵效果好于補償型勵磁調節(jié)器。21、強勵的基本作用是什么？衡量強勵性能的指標是什么？有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；有助于繼電保護的正確動作；有助于縮短電力系統(tǒng)短路故障切除后母線電壓的恢復時間；并有助于用戶電動機的自起動過程。強勵倍數KHSE；勵磁電壓響應比22、繼電強行勵磁裝置在實施接線時應注意哪些原則？1）為防止TV二次惻熔斷器熔斷時造成的誤強勵，KM1、KM2分別由KVU1和KVU2啟動且觸點相串聯(lián)再起動KM；2）為保證G在起動時或事故跳閘后滅磁過程中，強勵裝置不發(fā)生誤動，串入發(fā)電機主開關QF的輔助觸點和自動滅磁開關SD的輔助觸點及逆變滅磁繼電器K動斷觸點閉鎖。23、何謂滅磁？常見的三種滅磁方法是什么，并加以比較。使發(fā)電機勵磁繞組的磁場盡快地減弱到最低程度勵磁繞組對常數電阻放電滅磁；勵磁繞組對非線性電阻（滅弧柵）放電滅磁；全控整流橋逆變滅磁采用常數電阻滅磁時，儲能轉變?yōu)闊崮?，消耗在該電阻上；采用非線性電阻（滅弧柵）滅磁時，儲能轉變?yōu)殡娀∠脑跍缁胖?；采用整流橋逆變滅磁時，儲能饋送給勵磁電源。24、微機型勵磁調節(jié)器主要由哪幾部分構成？各部分有何作用？1、硬件電路（1）主機根據輸入通道采集來的發(fā)電機運行狀態(tài)變量的數值進行調節(jié)計算和邏輯判斷，按照預定的程序進行信息處理求得控制量，通過數字移相脈沖接口電路發(fā)出與控制角對應的脈沖信號，以實現(xiàn)對勵磁電流的控制。（2）模擬量輸入通道：發(fā)電機的運行電壓UG、無功功率Q、有功功率P和勵磁電流IE（3）開關量輸入、輸出通道：采集發(fā)電機運行狀態(tài)信息，如斷路器、滅磁開關等的狀態(tài)信息，輸出勵磁系統(tǒng)運行中異常情況的告警或保護等動作信號。（4）脈沖輸出通道：輸出的控制脈沖信號經中間放大、末級放大后，觸發(fā)大功率晶閘管。（5）接口電路：完成傳遞信息的任務（6）運行操作設備：供運行人員，用于增、減勵磁和監(jiān)視調節(jié)器的運行。另外還有供程序員使用的操作鍵盤，用于調試程序、設定參數等。2、軟件1）主程序控制機型勵磁調節(jié)器的主要工作流程，完成數據處理、控制規(guī)律的計算、控制命令的發(fā)出及限制、保護等功能；2）中斷服務程序：用于實現(xiàn)交流信號的采樣及數據處理、觸發(fā)脈沖的軟件分相和機端電壓的頻率測量等功能。25、試對微機型（數字型）勵磁調節(jié)器和模擬型勵磁調節(jié)器的性能特點作以簡單比較。微機型勵磁調節(jié)器的主要性能特點1）硬件簡單，可靠性高2）具有強大的計算功能，便于實現(xiàn)復雜的控制方式3）硬件易實現(xiàn)標準化，便于產品更新?lián)Q代4）顯示直觀5）通信方便半導體勵磁調節(jié)器主要性能特點：功能齊全，性能穩(wěn)定，具有調節(jié)質量高、動作迅速、調整方便、造價低、噪音小、故障率相對較低，維護方便等特點。第四章 電力系統(tǒng)頻率和有功功率的自動調節(jié)習題答案1、頻率和有功功率調節(jié)的主要任務是什么?及時地調整發(fā)電機的出力,使系統(tǒng)的有功功率保持平衡,維持系統(tǒng)頻率在允許的范圍內,并使系統(tǒng)負荷在同步發(fā)電機之間實現(xiàn)最優(yōu)經濟分配。2、在電力系統(tǒng)中,有了調速器對頻率的一次調節(jié),為什么還要引入調頻器,進行二次調節(jié)?頻率的一次調整通過汽輪發(fā)電機組調速系統(tǒng)反應機組轉速變化，調節(jié)原動機閥門開度調節(jié)轉速，其表現(xiàn)在某一條調節(jié)特性上運行點的變化，當負荷變化較大時，則調整結束時頻率與額定值偏差較大調節(jié)結果是有差；頻率的二次調整通過調頻器反應系統(tǒng)頻率變化，調節(jié)原動機閥門開度調節(jié)轉速，表現(xiàn)為一條調節(jié)特性上、下平移，可以保證調整結束時頻率與額定值偏差很小或趨于零調節(jié)結果是無差的；3、調速器的失靈區(qū)對頻率調整有何影響?將導致并聯(lián)運行的發(fā)電機組之間有功功率分配產生誤差或頻率誤差.有功功率分配的最大誤差 與失靈度 成正比,而與調差系數 成反比.4、試對電力系統(tǒng)調頻的三基本方法的工作特點進行比較.（1）主導發(fā)電機法（虛有差法）：1）調節(jié)過程中有差（f0 ）、調節(jié)結束時無差（f0） 2）當負荷變動引起頻率變化,主導機組的功率首先改變，各協(xié)助調頻的其它機組作相應的功率調整,只有在系統(tǒng)頻率恢復到額定值,主導機組和協(xié)助調頻的其它機組間功率符合比例時為止。（2）同步時間法（頻率積差調節(jié)法）：1）頻率差對時間的積分值-積差，控制調頻器對機組功率來進行調節(jié)。2）各調頻機組承擔計劃外負荷的比例由功率分配系數決定，在調節(jié)過程結束時, f0 。3）由于調頻機組的功率改變滯后于頻率偏差，造成調頻過程緩慢。（3）聯(lián)合自動調頻：調度中心的自動調頻裝置,其負荷分配器可根據測得的發(fā)電機實際功率和頻率偏差信號,按一定的準則將系統(tǒng)負荷分配給各機組。5、對聯(lián)合電力系統(tǒng)進行分散調頻有何優(yōu)點?實現(xiàn)按f和PAB的調節(jié)方式.當A系統(tǒng)內機組增加的出力等于負荷的增量時,系統(tǒng)頻率恢復到額定值,聯(lián)絡線上輸送的功率也恢復到原值,這時f=0,PAB=0。即維持額定頻率和聯(lián)絡線交換功率不變.6、何謂等微增率準則,為何它能使電力系統(tǒng)運行最經濟?運行的發(fā)電機組按微增率相等的原則來分配負荷.當系統(tǒng)微增率增加時,各電廠的微增率bi也相應增加,各電廠發(fā)出的功率也將相應增大,直至系統(tǒng)功率平衡,頻率回升到額定值為止.最經濟的分配方案：系統(tǒng)中調頻電廠按 運行,-系統(tǒng)微增率;-各電廠電廠微增率.各電廠的線損微增率,即 ;第五章 輸電線路的自動重合閘習題答案1、輸電線路裝設自動重合閘的作用，對自動重合閘裝置有哪些基本要求？作用：（1）提高輸電線路供電可靠性，減少因瞬時性故障停電造成的損失。（2）對于雙端供電的高壓輸電線路，可提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，從而提高線路的輸送容量。（3）可以糾正由于斷路器本身機構不良，或繼電保護誤動作而引起的誤跳閘?；疽螅?）ARD宜采用控制開關SA位置與斷路器QF位置不對應的起動方式。（2）ARD動作應迅速。（3）ARD的動作次數應符合預先的規(guī)定。（4）ARD應能在重合閘動作后或動作前，加速保護的動作。（5）ARD動作后，應自動復歸，準備好再次動作。（6）手動跳閘時不應重合。（7）手動合閘于故障線路時，保護動作使斷路器跳閘后，不應重合。（8）ARD可自動閉鎖。當斷路器處于不正常狀態(tài)（如氣壓或液壓低）不能實現(xiàn)自動重合閘時，或自動按頻率減負荷裝置（AFL）和母差保護（BB）動作不允許自動重合閘時，應將ARD閉鎖。2、試說明圖5-1所示重合閘裝置接線，當線路發(fā)生永久性故障時，只重合一次。ARD第一次使QF重合后，保護將再次動作使QF第二次跳閘，ARD再次起動，KT勵磁，經tKT后，由于C充電時間（tP2+tYT +tKT）短，小于1525s，C來不及充電到UKM，KM不動作，因此QF不能再次重合。3、圖5-1所示的重合閘裝置中，1）為什么KM要帶自保持，2）是如何防止斷路器“跳躍”的？為什么？1）由于C對KM電壓線圈放電只是短時起動，不能保證合閘過程KM一直處在動作狀態(tài)，于是通過自保持電流線圈使KM在合閘過程中一直處于動作狀態(tài)，從而使斷路器可靠合閘；2）當保護第二次動作，KCF動作，KCF1閉合，如果KM觸點粘住而不能返回，則KCF電壓線圈得到自保持， KCF2一直斷開，切斷了KMC的合閘回路，當QF第二次跳閘時，防止了QF第二次合閘。4、對于圖5-1所示重合閘裝置接線，1）電容C絕緣電阻下降嚴重，已經降至 數值以下，運行中有什么現(xiàn)象發(fā)生？為什么？2）有人更換電阻 時，誤將3.4M 換成3.4K ，運行中有什么現(xiàn)象發(fā)生？為什么？1）運行中將發(fā)生C不能正常充電,不能實現(xiàn)重合閘。因為的充電回路主要是和串聯(lián)，C絕緣電阻已經降至 數值以下時，最終分到的電壓不到電源電壓的一半，當重合閘啟動時，兩端的電壓不能使動作，顯然不能實現(xiàn)重合閘。2）更換電阻時，誤將3.4M 換成3.4K ，運行中將發(fā)生重合閘復歸時間變短，永久性故障時出現(xiàn)連續(xù)重合。因為充電回路中，C值不變，決定充電時間常數，若將3.4M 換成3.4K ，充電時間常數將減少到原來的千分之一，只要大于1525ms,C可獲得電源電壓，當永久性故障時，保護切除故障的時間大于1525ms, 因此出現(xiàn)連續(xù)重合。5、對雙側電源線路自動重合閘裝置要考慮哪些特殊問題？故障點有足夠的斷電時間；同期問題。6、什么叫非同期ARD，快速ARD？采用時應分別具備哪些條件？1）三相非同期ARD：當線路發(fā)生故障時，兩側QF跳閘后，不管兩側電源是否同步就進行自動重合。條件（1）在兩側電源電動勢間夾角180重合時，流過發(fā)電機、同步調相機或變壓器的沖擊電流未超過規(guī)定的允許值；（2）非同期重合閘所產生的振蕩過程中，對重要負荷的影響應較小。（3）重合后，電力系統(tǒng)可以迅速恢復同步運行。2）三相快速ARD：當線路上發(fā)生故障時，保護很快使線路兩側QF跳開，并隨即進行重合。采用三相快速ARD必須具備以下條件：（1） 線路兩側都裝有能瞬時切除全線故障的保護裝置，如高頻保護等。（2） 線路兩側必須具有快速動作的QF，如空氣QF等。7、對于檢定無壓和檢定同期的重合閘，試說明為什么兩側都要裝設同樣的設備？為什么無壓側還要投入檢定同期繼電器？如果兩側的無壓連接片都投入或都不投入，運行中有什么問題？1）為方便定期切換兩側工作方式，因此兩側都要裝設同樣的設備。無壓側的QF在重合至永久性故障時,將連續(xù)兩次切斷短路電流,其工作條件顯然比同步側惡劣,為使兩側QF工作條件相同,利用無壓連接片定期切換兩側工作方式.。2）由于保護誤動作、誤碰使無壓側QF誤跳時，可通過無壓側KY檢定同期條件使QF重合；3）兩側的無壓連接片都投入，當線路上發(fā)生故障時，兩側保護先后動作將QF跳開后，線路失壓，兩側KV檢線路無壓重合，而不管兩側電源是否同步造成非同期合閘。兩側的無壓連接片都不投入，當線路上發(fā)生故障時，兩側保護先后動作將QF跳開后，線路失壓，兩側的KY無法檢定同期使QF重合。8、試畫出檢定無壓和檢定同期重合閘的起動回路？試說明如何使用？無壓側：無壓連接片XB接通 ；同步側：無壓連接片XB斷開。9、簡要說明同步繼電器的工作原理。同步繼電器KY接入同步點兩側電壓（反向），兩側電壓差為 ，當 小于一定數值時，KY動斷的合。 或較大時，KY動斷的開。又因=st ，一定，s越小，KY動斷觸點閉合的tKY越長，從而檢定了頻差的大小。10、什么叫重合閘前加速？它有何優(yōu)缺點？定義：當線路上（包括相鄰線路及以后的線路）發(fā)生故障時，靠近電源側的保護首先無選擇性地瞬時動作跳閘，而后借助ARD來糾正這種非選擇性動作。優(yōu)點：能快速切除瞬時故障，而且設備少，只需一套ARD裝置，接線簡單，易于實現(xiàn)。缺點：切除永久性故障時間長；裝有ARD的QF1動作次數較多，且一旦QF1或ARD裝置拒動，則使停電范圍擴大。11、什么叫重合閘后加速？它有何優(yōu)缺點？定義：發(fā)生故障時，先由故障線路的選擇性保護動作將故障切除，后由故障線路的ARD進行重合。瞬時故障，則重合成功，線路恢復正常供電；永久性故障，則加速保護不帶延時的將故障再次切除。優(yōu)點：第一次保護動作跳閘是有選擇性的，不會擴大停電范圍；再次斷開永久性故障的時間加快，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性。缺點：第一次切除故障帶延時，因而影響了重合閘的動作效果；每段線路均需裝設一套重合閘，設備投資大。12、綜合自動重合閘可以實現(xiàn)的重合方式是什么，各自的定義是什么？綜合重合閘利用切換開關的切換，可實現(xiàn)四種重合方式：（1）綜合重合閘方式：線路上發(fā)生單相接地故障時，故障相跳開，實行單相自動重合，當重合到永久性單相故障時，若不允許長期非全相運行，則應斷開三相，并不再進行自動重合；若允許長期非全相運行，保護第二次動作跳單相，實行非全相運行。當線路上發(fā)生相間短路故障時，三相QF跳開，實行三相ARD，當重合到永久性相間故障時，則斷開三相并不再進行自動重合。（2）三相重合閘方式：線路上發(fā)生任何形式的故障時，均實行三相自動重合閘。當重合到永久性故障時，斷開三相并不再進行自動重合。（3）單相重合閘方式：線路上發(fā)生單相故障時，實行單相自動重合，當重合到永久性單相故障時，保護動作跳開三相并不再進行重合。當線路發(fā)生相間故障時，保護動作跳開三相后不進行自動重合。停用方式（直跳方式）：線路上發(fā)生任何形式的故障時，保護運作均跳開三相而不進行重合。第六章備自投裝置習題答案6-1 什么是ATS，有什么用途？答：當工作電源(或工作設備)因故障被斷開以后，能自動而迅速地將備用電源(或備用設備)投入工作，保證用戶連續(xù)供電的一種裝置。（1）提高供電可靠性,節(jié)省建設投資.（2）簡化繼電保護。（3） 限制短路電流,提高母線殘余電壓。6-2 什么是明備用，什么是暗備用？ 答：明備用接線：裝設了專用的備用變壓器(或備用輸電線路)暗備用接線：不裝設專用的備用變壓器(或備用輸電線)，利用分段斷路器閉合獲得相互備用。6-3 對ATS裝置有哪些基本要求？為滿足這些基本要求，采取哪些相應的措施？答：（1）工作電源的電壓不論何種原因消失時，ATS均應動作。措施：ATS在工作母線上設獨立的低壓起動部分，保證不論何種原因工作母線失壓時，起動ATS跳閘回路,斷開供電元件的受電側QF，投入備用電源。（2）應保證在工作電源斷開后ATS才動作。措施：ATS合閘部分由供電元件受電側QF的輔助觸點起動，在此QF斷開之時，利用其常閉觸點起動ATS出口，合閘部分迅速合上備用電源。（3）ATS裝置應保證只動作一次。措施：控制ATS出口回路的接通時間tKL，tYCtKL2tYC 。（4）當工作母線和備用母線同時失去電壓時，ATS裝置不應起動。正常工作情措施：ATS裝設備用母線電壓鑒定的繼電器。（5）ATS的動作時間應使負荷的停電時間盡可能短為宜。措施：ATS裝置的動作時間以1s至1.5s為宜，低壓場合可減至0.5s。（6）當測量工作電源電壓的TV二次側FU熔斷時，ATS不應動作。措施：低壓起動部分采用兩個低壓繼電器，其線圈V形連接，觸點串聯(lián)。（7）一個備用電源同時作為幾個工作電源的備用時，如果備用電源己代替一個工作電源，當另一個工作電源又被斷開時，ATS應仍能投入。措施：足夠的備用電源的容量。（8）應校驗ATS裝置動作時，備用電源的過負荷情況及電動機的自啟動情況。措施：如果過負荷或電動機不能自啟動，應在ATS裝置動作時自動減負荷。6-4 參照圖6-2接線，說明2QF可能跳閘的三種情況是什么？敘述2QF跳閘后ATS的動作情況。怎樣保證ATS只動作一次？答：2QF可能跳閘的三種情況：（）當T1故障，其保護動作使KM1得電動作，其動合觸點使YT1、YT2通電，1QF跳閘，2QF也跳閘；（2）當1QF誤跳閘， 其動斷觸點2-2合，使YT2通電，于是2QF跳閘；（3）當電力系統(tǒng)事故使段母線失去電壓時，KV1，KV2動作，它們相串聯(lián)的觸點閉合又啟動了KT，KT延時閉合使KM1得電動作，跳閘線圈YT1、YT2通電，1QF跳閘，2QF也跳閘；當2QF跳閘后，2QF 3-3合，通過KL觸點使KM2得電動作，其兩個動合觸點閉合分別使合閘線圈YC3和YC4帶電，于是3QF和4QF合閘，投入備用變T0。同時，通過2QF 2-2斷開使KL失電，其延時返回觸點經延時后打開，于是KM2失電，從而保證了ATS裝置只動作一次。6-5 假設圖6-2中的變壓器T1后備保護動作時間為1s，試整定圖KT繼電器的動作時間。答：tKT=td.max+t=1+0.5=1.5（s） 6-6 ATS裝置中各繼電器參數的選擇都考慮哪些因素？答：（1）KV1、KV2的動作電壓整定要考慮兩方面：首先，躲過工作母線上電抗器后K1或者變壓器后K2發(fā)生短路故障時的殘余電壓，即KV1、KV2不應動作。其次，躲過出線故障K4切除電動機自起動時的母線最低電壓（2）KT動作時限應保證當電網內發(fā)生故障時，應由電網保護切除故障而不應使ATS裝置動作。 （3）KL觸點延時返回時間值，既要保證QF可靠合閘，又要保證ATS只動作一次。 （4）過壓繼電器KV3的動作電壓，考慮電動機自起動過程中備用母線可能出現(xiàn)最低運行電壓時，保證允許ATS動作。第七章 按頻率自動減負荷裝置習題答案7-1電力系統(tǒng)正常運行時允許的頻率偏差值規(guī)定為多少？這主要是為了什么目的？在事故情況下要求頻率不應低于多少？這又是為了什么目的？答：1）正常運行時允許的頻率偏差值規(guī)定為f 0.2HZ；2）保證電能質量，用戶的正常工作，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行；3）系統(tǒng)規(guī)定：不能長期低于4949.5Hz，事故情況下不能較長時間停留在47Hz以下，絕對不允許低于45Hz。4）系統(tǒng)頻率的大幅度下降對系統(tǒng)的危害：汽輪機葉片易受損。頻率下降廠用機械的出力降低，使電廠發(fā)出的功率減少，因此系統(tǒng)的功率缺額更為嚴重。造成電力系統(tǒng) “頻率崩潰”。當頻率下降使勵磁電壓降低，系統(tǒng)的電壓水平下降。導致 “電壓崩潰”現(xiàn)象，電力系統(tǒng)瓦解。頻率降低會影響某些測量儀表的準確性，產品的次品率上升等。7-2設某系統(tǒng)中發(fā)電機的出力保持不變，負荷調節(jié)效應系數KL值也不變，如果系統(tǒng)中再投入相當于30%的負荷功率，或者切除相當于30%負荷的發(fā)電功率，試問這兩種情況下，系