電力系統(tǒng)自動裝置原理知識點匯編

1、學(xué)習(xí)-好資料第二章 同步發(fā)電機的自動并列1】同步發(fā)電機并列操作應(yīng)滿足什么要求？為什么？答：同步發(fā)電機并列操作應(yīng)滿足的要求：（1）并列斷路器合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能小，其瞬時最大值一般不超過 12倍的額定電流。（2）發(fā)電機并網(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。因為：（1）并列瞬間，如果發(fā)電機的沖擊電流大，甚至超過允許值，所產(chǎn)生的電動力可能損壞發(fā)電機，并且，沖擊電流通過其他電氣設(shè)備，還合使其他電氣設(shè)備受損；（2）并列后，當(dāng)發(fā)電機在非同步的暫態(tài)過程時，發(fā)電機處于振蕩狀態(tài)，遭受振蕩沖擊，如果發(fā)電機長時間不能進入同步運行，可能導(dǎo)致失步，并列不 成功。2】什么是同步發(fā)

2、電機自動準同期并列？有什么特點？適用什么場合？為什么？答：調(diào)節(jié)發(fā)電機的電壓 Ug,使Ug與母線電壓Ux相等，滿足條件后進行合閘的過程。 特點：并列時沖擊電流小，不會引起系統(tǒng)電壓降低；但并列操作過程中需要對發(fā)電機電壓、 頻率進行調(diào)整，并列時間較長且操作復(fù)雜。適用場合：由于準同步并列沖擊電流小， 不會引起系統(tǒng)電壓降低， 所以適用于正常情況 下發(fā)電機的并列，是發(fā)電機的主要并列方式，但因為并列時間較長且操作復(fù)雜， 故不適用緊 急情況的發(fā)電機并列。3】什么是同步發(fā)電機自同期并列？有什么特點？適用什么場合？為什么？答：是將一臺未加勵磁電流的發(fā)電機組升速到接近電網(wǎng)頻率， 滑差角頻率不超過允許值, 且在機組的

3、加速度小于某一給定值的條件下，首先合上斷路器 QF,接著合上勵磁開關(guān)開關(guān) SE給轉(zhuǎn)子加勵磁電流， 在發(fā)電機電動勢逐漸增長的過程中， 又電力系統(tǒng)將并列的發(fā)電機組 拉入同步運行。特點：并列過程中不存在調(diào)整發(fā)電機電壓、頻率問題，并列時間短且操作簡單，在系統(tǒng) 頻率和電壓降低的情況下， 仍有可能實現(xiàn)發(fā)電機的并列；容易實現(xiàn)自動化；但并列發(fā)電機未經(jīng)勵磁，并列時會從系統(tǒng)吸收無功，造成系統(tǒng)電壓下降，同時產(chǎn)生很大的沖擊電流。適用場合：由于自同步并列的并列時間短且操作簡單，在系統(tǒng)頻率和電壓降低的情況下，仍有可能實現(xiàn)發(fā)電機的并列， 并容易實現(xiàn)自動化， 所以適用于在電力系統(tǒng)故障情況下，有些發(fā)電機的緊急并列。4】同步發(fā)電

4、機自動準同期并列的理想條件是什么？實際條件是什么？答：理想條件：頻率相等，電壓幅值相等，相角差為零。實際條件：電壓差不應(yīng)超過額定電壓的5%10 %;笑頻率差不應(yīng)超過額定頻率的0.2 %0.5 %；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(yīng)接近零，誤差不應(yīng)大于5°。5】在自動并列裝置中，三個條件的檢測？答：頻率差的檢測：（1）數(shù)字并列裝置：直接測得機端電壓和電網(wǎng)頻率求出.計、二蘭ct 進行判斷。（2）模擬并列裝置：比較恒定越前時間電平檢測器和恒定越前相角電平檢測器動作次序來實現(xiàn)檢測；恒定相角先于恒定時間動作時滑差小于允許值，符合并列條件。電壓差的檢測：直接讀入Ub和LR值，

5、然后作計算比較：采用傳感器把交流電壓方均根 值轉(zhuǎn)換成低電平直流電壓，然后計算兩電壓間的差值，判斷其是否超過該定限值，并獲得待并發(fā)電機組電壓高于或低于電網(wǎng)電壓的信息；直接比較UG和IX的幅值大小，然后讀入比較結(jié)果。待并發(fā)電機電壓UG和電網(wǎng)電壓UX分別經(jīng)變壓器和整流橋后， 在兩電阻上得到與 Ub UX幅值成比例的電壓值 Ug和 U x,取Uae=U x-U G,用整流橋得檢測電壓差的絕對值Uab I ,電壓差測量輸出端的電位為 UD= I UAe I -Uset , 其中USet為允許電壓差的整定電壓值，當(dāng) Ub為正時，表明電壓差超過并列條件的允許值。相角差的檢測：把電壓互感器二次側(cè) UX、UG的

6、交流電壓信號轉(zhuǎn)換成同頻、同相的兩個方波，把這兩個方波信號接到異或門，當(dāng)兩個方波輸入電平不同時，異或門的輸出為高電平， 用于控制可編程定時計數(shù)器的計數(shù)時間，其計數(shù)值N即與兩波形間的相角差二相對應(yīng)。CPU可讀取矩形波的寬度 N值，求得兩電壓間相角差的變化軌跡。學(xué)習(xí)-好資料8】同步發(fā)電機自動準同期并列時，不滿足并列條件會產(chǎn)生什么后果？為什么？答：發(fā)電機準同步并列，如果不滿足并列條件，將產(chǎn)生沖擊電流，并引起發(fā)電機振蕩， 嚴重時，沖擊電流產(chǎn)生的電動力會損壞發(fā)電機，振蕩使發(fā)電機失步，甚至并列失敗。 原因：通過相量圖分析可知，并列瞬間存在電壓差，將產(chǎn)生無功沖擊電流，引起發(fā)電機定子繞組發(fā)熱，或定子繞組端部在電

7、動力作用下受損；并列瞬間存在相位差， 將產(chǎn)生有功沖擊電流，在發(fā)電機軸上產(chǎn)生沖擊力矩，嚴重時損壞發(fā)電機；并列瞬間存在頻率差。將產(chǎn)生振蕩的 沖擊電流，使發(fā)電機產(chǎn)生振動，嚴重時導(dǎo)致發(fā)電機失步，造成并列不成功。9】恒定越前時間/相角怎么得到？答：恒定越前時間tYj由R C組成的比例一微分回路和電平檢測器構(gòu)成，當(dāng)電平檢測器輸入電壓達到啟動條件后，啟動計時tYJ后輸出恒定越前時間到達信號，tYJ - - RC，不同的滑差周期下，次越前時間保持恒定。相角 'YJ = tYJ °第三章 同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)1】同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)通常包括哪兩部分？答：由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個部分

8、組成。2】同步發(fā)電機的任務(wù)是什么？答：1電壓控制；2控制無功功率的分配；3提高機組并聯(lián)運行穩(wěn)定性；4改善電力系統(tǒng)的運行條件；5水輪發(fā)電機組要求強行減磁。3】對同步發(fā)電機勵磁自動調(diào)節(jié)的基本要求是什么？答：有足夠的調(diào)整容量； 有很快的響應(yīng)速度和足夠大的強勵頂值電壓；有很高的運行可靠性。4】同步發(fā)電機的勵磁方式有哪幾種？各有何特點？答：同步發(fā)電機的勵磁方式有直流勵磁機勵磁、交流勵磁機勵磁、靜止勵磁方式；同步發(fā)電機的勵磁方式各有何特點直流勵磁機供電勵磁方式的特點：系統(tǒng)簡單；運行維護復(fù)雜、可靠性低；容量不能過大，不能應(yīng)用于大型同步發(fā)電機組上。交流勵磁機經(jīng)靜止二 極管整流勵磁方式的特點：不受電力系統(tǒng)的干擾

9、、可靠性高；響應(yīng)速度較慢；造價高；需要 一定的維護量。交流勵磁機經(jīng)靜止晶閘管整流勵磁方式的特點：有較快的勵磁響應(yīng)速度；需要較大的勵磁容量；可以實現(xiàn)對發(fā)電機的逆變滅磁。交流勵磁機經(jīng)旋轉(zhuǎn)二極管整流勵磁方 式的特點：制造、使用和維護簡單、工作較可靠：電機絕緣的壽命較長；適用于較惡劣的工 作環(huán)境。交流勵磁機經(jīng)旋轉(zhuǎn)晶閘管整流供電勵磁方式的特點：勵磁響應(yīng)速度快；具有無刷勵磁的特點；存在勵磁 電流、勵磁電壓難以檢測等問題。 靜止勵磁方式的特點： 接線簡單， 無轉(zhuǎn)動部分，維護費用省，可靠性高；不需要同軸勵磁機，節(jié)省基建投資，維護簡單：有很 快的勵磁電壓響應(yīng)速度；在發(fā)電機甩負荷時，機組的過電壓相對較低些。5】什

10、么叫換流壓降？答：在整流電壓過程中，整流電路a,b,c各相交流回路中存在電感，因此相間換流不是瞬間突變完成的，存在著前一相的電流從ld逐漸降至零，后一相的電流從零逐漸上升至ld的Ud的波形增相間換流過程。換流過程中的電流變化要在電感上引起電壓降落，使輸出電壓 加缺口，導(dǎo)致輸出電壓值 u d減小，叫作換流壓降。學(xué)習(xí)-好資料6】什么叫最小逆變角?答：在工程實際應(yīng)用中是不允許將控制角調(diào)至180。，即必須限制逆變角 一：，使其不小于某極小值 Fn，也就是控制角不能大于180°min，即最小逆變角min ='。式中:可控硅元件的換流角；：可控硅元件關(guān)斷的時間所對應(yīng)的電角度；J：安全裕量

11、。7】勵磁系統(tǒng)保護裝置？答：短路保護：可控硅直流側(cè)短路時，采用串聯(lián)快速熔斷器對可控硅進行保護。過電壓保護：1對于操作過電壓危害，采取在整流器的交流側(cè)接U型阻容吸收電路，在可控硅兩端并聯(lián)阻容吸收電路和直流側(cè)阻容吸收回路的方法。2對于因雷擊或從電網(wǎng)侵入很大的浪涌電壓時，采用整流橋交流側(cè)的接法的氧化鋅壓敏電阻保護電路。3對于較大容量發(fā)電機組轉(zhuǎn)子保護：采用雙斷口開關(guān) FMK配壓敏電阻RM4、二極管D 及可控硅 KP。一組壓敏電阻 RM5.4滑極過電壓保護：采用在滅磁非線性電阻上加上過電壓觸發(fā)跨接器。過熱保護：可控硅元件上采用汽水分離式熱管散熱技術(shù)。功率柜體頂部安裝軸流式風(fēng)機。8】并聯(lián)運行機組間無功功率

12、的分配。答：1無差+正調(diào)差：一臺無差特性的發(fā)電機可以和一臺或多臺正調(diào)差特性機組在同一 母線上并聯(lián)運行，但由于無差特性發(fā)電機組將承擔(dān)所有無功功率的變化量，無功功率的分配是不合理的，所以很少采用。2無差+負調(diào)差：雖然有交點，但不是穩(wěn)定運行點，具有負調(diào)差特性的發(fā)電機不能在公 共母線上并聯(lián)運行。3兩臺無差：兩臺及以上無差特性的機組是不能在同一母線上并聯(lián)運行的。因為無功功率的分配是隨意的，故機組不能穩(wěn)定運行。4兩臺正調(diào)差特性的發(fā)電機并聯(lián)運行可以參與無功功率的分配。8】兩臺正調(diào)差特性的發(fā)電機并聯(lián)運行可以參與無功功率的分配。為什么？,也 UG*答：由打Q*表明，當(dāng)母線電壓波動時，發(fā)電機無功電流的增量與電壓偏

13、差成O正比，與調(diào)差系數(shù)成反比，而與電壓整定值無關(guān)。式中負號表示正在正調(diào)差情況下（：>0）當(dāng)母線電壓降低時，發(fā)電機無功電流將增加。兩臺正有差調(diào)節(jié)特性機組在公共母線上并聯(lián)運通常要求各發(fā)電機組這就要求在公共母線使特性曲線平移，可改行時，無功負荷分配與調(diào)差系數(shù)成反比無功增量也與調(diào)差系數(shù)成反比。間的無功負荷應(yīng)按機組容量分配， 無功負荷增量也應(yīng)按機組容量分配, 上并聯(lián)運行的發(fā)電機具有相同的調(diào)差系數(shù)， 運行中通過調(diào)整給定值， 變機組的無功，并調(diào)整母線電壓水平。9】何為三相全控橋式整流的逆變？實現(xiàn)逆變的條件是什么？答：三相全控橋式整流的逆變：將直流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣?。?dāng)三相全控整流橋的控制角a >90&#

14、176;時，將負載電感L中儲存的能且反饋給交流電源，使負載電感L中的磁場能量很快釋放掉。逆變的條件：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)；控制角 a 應(yīng)大于90°小于180°,三相全控橋的輸出電壓平均值為負值； 逆變時，交流側(cè)電源不能消失。10】何謂自然調(diào)差系數(shù)？有何特點？答：對于按電壓偏差進行比例調(diào)節(jié)的勵磁系統(tǒng)，當(dāng)調(diào)差單元退出工作時，其固有的無功調(diào)節(jié)特性也是下傾的，稱為自然調(diào)差系數(shù)特點：對于按電壓偏差進行比例調(diào)節(jié)的勵磁調(diào)節(jié)器， 當(dāng)調(diào)差單元退出工作時， 發(fā)電機外特性的調(diào)差系數(shù)；自然調(diào)差系數(shù)是不可調(diào)節(jié)的固定值，不能滿足發(fā)電機的運行要求。11

15、】勵磁調(diào)節(jié)器靜態(tài)特性調(diào)整的內(nèi)容有哪些？如何實現(xiàn)？答：勵磁調(diào)節(jié)器靜特性調(diào)整包括調(diào)差系數(shù)的調(diào)整和外特性的平移。利用勵磁調(diào)節(jié)器中的調(diào)差單元進行發(fā)電機外特性的調(diào)差系數(shù)的調(diào)整； 調(diào)整勵磁調(diào)節(jié)器中發(fā)電機基準電壓值的 大小，以平移發(fā)電機的外特性。第四章 勵磁控制系統(tǒng)的動態(tài)特性 1】勵磁自動控制系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的負面影響及改善措施是什么？ 答：在遠距離輸電系統(tǒng)中，勵磁控制系統(tǒng)會減弱系統(tǒng)的阻尼能力，引起低頻振蕩。振蕩的原因是： 1勵磁調(diào)節(jié)器按電壓偏差比例調(diào)節(jié)； 2勵磁控制系統(tǒng)具有慣性。改善措施：采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（ PSS）去產(chǎn)生正阻尼轉(zhuǎn)矩以抵消勵磁控制系統(tǒng)引起的負 阻尼轉(zhuǎn)矩。2】PSS環(huán)節(jié)基本原理，結(jié)構(gòu)，抑

16、制方法，各環(huán)節(jié)作用？ 答：1基本原理：增加系統(tǒng)阻尼，抑制同步發(fā)電機組轉(zhuǎn)子角振蕩。2結(jié)構(gòu)：信號采集、高頻濾波、超前滯后、放大及自動恢復(fù)、限幅。3各環(huán)節(jié)作用：a信號采集環(huán)節(jié)一為了檢測并將 P、n或f輸入信號變換為電壓信號。b. 高頻濾波環(huán)節(jié)濾掉信號采集環(huán)節(jié)輸出主信號中所夾雜的脈動、白噪聲以及頻率不小 于 4Hz 的機組軸系扭轉(zhuǎn)信號，防止產(chǎn)生破壞。c. 超前/滯后環(huán)節(jié)補償勵磁控制系統(tǒng)慣性時滯，使穩(wěn)定信號在整個規(guī)定的頻率范圍內(nèi)獲 得所需要的輸出輸出相位。d. 放大及自動復(fù)位環(huán)節(jié)一一放大環(huán)節(jié)提供可調(diào)增益，自動復(fù)位環(huán)節(jié)一組阻隔各類漂移信號 通過的隔“直”電路。e. 限幅環(huán)節(jié)一一在放大信號的同時對輸出信號進

17、行限幅。f. 輔助延時器監(jiān)視穩(wěn)定器的輸出。第五章 電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動調(diào)節(jié)1】電力系統(tǒng)一次調(diào)頻： 通過發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)，反映機組轉(zhuǎn)速變化而相應(yīng)調(diào)整原 動力門開度，完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率。2】電力系統(tǒng)二次調(diào)頻：通過調(diào)頻器實現(xiàn)，反映系統(tǒng)頻率變化而相應(yīng)調(diào)整原動力閥門開度，完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率。3】 互連的意義 /單獨運行時，頻率穩(wěn)定的區(qū)別？ 答：互連的意義：頻率穩(wěn)定，備用容量大，系統(tǒng)穩(wěn)定。 與單區(qū)域相比，互連的優(yōu)點：系統(tǒng)大，頻率變化小。當(dāng)負荷變化時，兩區(qū)域控制頻率系 統(tǒng)的頻率偏差比單一孤立系統(tǒng)時的頻率偏差減小一半，故更加穩(wěn)定了。4】 調(diào)頻方法有哪些？答： 1主導(dǎo)發(fā)電機法； 2同步時間法（積差調(diào)節(jié)）

18、； 3改進積差調(diào)頻法。5】電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中，自動發(fā)電控制（AGC軟件的主要任務(wù)有哪些？說明AGC的工作原理。答：任務(wù)： （1） 使全系統(tǒng)的發(fā)電機輸出功率和總負荷功率相等； （2） 將系統(tǒng)的頻率偏差調(diào) 整至零，保持系統(tǒng)頻率為額定值； （3） 聯(lián)絡(luò)線交換功率與計劃值相等，以實現(xiàn)各個系統(tǒng)的功 率平衡；（ 4）在區(qū)域各個電廠之間進行負荷經(jīng)濟分配。工作原理：AGC所需信息由各廠站側(cè)的遠動裝置送到調(diào)度中心形成實時數(shù)據(jù)庫。AGC軟件按預(yù)定數(shù)學(xué)模型和調(diào)節(jié)準則確定各調(diào)頻廠（或機組）的調(diào)節(jié)量， 通過遠動下行通道把指令送到各廠第六章 電力系統(tǒng)自動低頻減載及其他安全自動控制裝置1】 系統(tǒng)低頻運行時對系統(tǒng)的影響 ？答：1對汽輪機的影響：49Hz以下，葉片裂紋，45Hz以下，葉片因共振而斷裂。 2 發(fā)生頻率崩潰現(xiàn)象：47Hz 以下，電廠廠用機械功率下降，鍋爐出力下降，引起頻率出現(xiàn)血崩下降。 3 發(fā)生電壓崩潰現(xiàn)象：45Hz 以下，勵磁機輸出電壓下降，機組無功出力下降，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓崩潰。 4對用戶產(chǎn)生影響。2】頻率分級？答：第一級啟動頻率： 切機越早越好， 即啟動頻率越高越好。 需旋轉(zhuǎn)備用容量的時間延遲； 48.5-49HZ，水電廠調(diào)節(jié)較慢，取低值。末級啟動頻率：受系統(tǒng)