第二章《同步發(fā)電機的自動并列》練習參考答案

1、第二章 同步發(fā)電機的自動并列練習參考答案一、名詞解釋1并列操作答：將發(fā)電機并入電力系統(tǒng)參加并列運行的操作。2準同步并列答：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(cè)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。3自同步并列答：將未加勵磁、接近同步轉(zhuǎn)速的發(fā)電機投入系統(tǒng)，隨后給發(fā)電機加上勵磁，在原動轉(zhuǎn)矩、同步力矩作用下將發(fā)電機拉人同步，完成并列操作。4同步點答：可以進行并列操作的斷路器。5滑差、滑差頻率、滑差周期答：滑差：并列斷路器兩側(cè)發(fā)電機電壓電角速度與系統(tǒng)電壓電角速度之差，用表示，即；滑差頻率：并列斷路器兩側(cè)發(fā)電機電壓頻率與系統(tǒng)電壓頻率之

2、差，用fs表示，即；滑差周期：并列斷路器兩側(cè)發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓之間相角差變化3600所用的時間。6越前時間、恒定越前時間、恒定越前時間自動準同步裝置答：越前時間：相對于提前(越前)的時間；恒定越前時間：相對于提前(越前)的時間，且這一時間不隨頻差(或滑差)、壓差變化；恒定越前時間自動準同步裝置：由恒定越前時間脈沖發(fā)出合閘脈沖命令的自動準同步裝置。7越前相角、恒定越前相角、恒定越前相角式自動準同步裝置答：越前相角：相對于提前(越前)的相角；恒定越前相角：相對于提前(越前)的相角，且這一相角不隨頻差(或滑差)、壓差變化；恒定越前相角自動準同步裝置：由恒定越前相角脈沖發(fā)出合閘脈沖命令的自動準同步裝

3、置。8整步電壓、正弦整步電壓、線性整步電壓答：整步電壓：包含同步條件信息的電壓；正弦整步電壓：與時間具有正弦函數(shù)關(guān)系的整步電壓，表達式線性整步電壓：與時間具有線性函數(shù)關(guān)系的整步電壓，表達式 二、單項選擇題1準同步并列的方法是，發(fā)電機并列合閘前( C )，當( )時，將發(fā)電機斷路器合閘，完成并列操作。A未加勵磁，發(fā)電機電壓與并列點系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值、頻率、相位接近相等；B未加勵磁，發(fā)電機轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速；C已加勵磁，發(fā)電機電壓與并列點系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值、頻率、相位接近相等；D巳加勵磁，發(fā)電機轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速。2自同步并列操作的合閘條件是( B )。A發(fā)電機已加勵磁、接近同步轉(zhuǎn)速；B發(fā)電機未加勵磁、接

4、近同步轉(zhuǎn)速；C發(fā)電機已加勵磁、任意轉(zhuǎn)速；D發(fā)電機未加勵磁、任意轉(zhuǎn)速。3滑差是( B )之差。A發(fā)電機電壓頻率與系統(tǒng)電壓頻率；B發(fā)電機電壓角頻率與系統(tǒng)電壓角頻率；C發(fā)電機電壓周期與系統(tǒng)電壓周期；D發(fā)電機轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)等值轉(zhuǎn)速。4發(fā)電機并列合閘時，如果測到滑差周期是10s，說明此時( D )。A發(fā)電機與系統(tǒng)之間的滑差是10rad；B發(fā)電機與系統(tǒng)之間的頻差是10Hz；C發(fā)電機與系統(tǒng)之間的滑差是0.1rad；D發(fā)電機與系統(tǒng)之間的頻差是0.1Hz。5發(fā)電機準同步并列后立即帶上了無功負荷（向系統(tǒng)發(fā)出無功功率)，說明合閘瞬間發(fā)電機與系統(tǒng)之間存在( A )。A電壓幅值差，且發(fā)電機電壓高于系統(tǒng)電壓；B電壓幅值差，且

5、發(fā)電機電壓低于系統(tǒng)電壓；C電壓相位差且發(fā)電機電壓超前系統(tǒng)電壓；D電壓相位差，且發(fā)電機電壓滯后系統(tǒng)電壓。6發(fā)電機并列后立即從系統(tǒng)吸收有功功率，說明合閘瞬間發(fā)電機與系統(tǒng)之間存在( D )。A電壓幅值差，且發(fā)電機電壓高于系統(tǒng)電壓；B電壓幅值差，且發(fā)電機電壓低于系統(tǒng)電壓；C電壓相位差，且發(fā)電機電壓超前系統(tǒng)電壓；D電壓相位差，且發(fā)電機電壓滯后系統(tǒng)電壓。7發(fā)電機準同步并列后，經(jīng)過了一定時間的振蕩后才進入同步狀態(tài)運行，這是由于合閘瞬間( B )造成的。A發(fā)電機與系統(tǒng)之間存在電壓幅值差；B發(fā)電機與系統(tǒng)之間存在頻率差；C發(fā)電機與系統(tǒng)之間存在電壓相位差；D發(fā)電機的沖擊電流超過了允許值。8正弦整步電壓( D )。A

6、含有頻率差和相位差信息，但不含有電壓差信息；B含有電壓差和頻率差信息，但不含有相位差信息；C合有電壓差和相位差信息，但不含有頻率差信息D含有電壓差和頻率差信息，且含有相位差信息。9線性整步電壓( A )。A含有頻率差和相位差信息，但不含有電壓差信息；B含有電壓差和頻率差信息，但不含有相位差信息；C含有電壓差和相位差信息，但不含有頻率差信息；D含有電壓差和頻率差信息，且含有相位差信息。10線性整步電壓的斜率與發(fā)電機和系統(tǒng)之間的頻率差( C )A無關(guān)；B有時無關(guān)：C成正比關(guān)系；D成反比關(guān)系。11線性整步電壓的周期與發(fā)電機和系統(tǒng)之間的頻率差( D )A無關(guān)；B有時無關(guān)；C成正比關(guān)系；D成反比關(guān)系。1

7、2線性整步電壓的最大值對應發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的相位差（ D ）A為0°；B為180°；C為360°；D由接入的發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓的極性決定。13線性整步電壓的最大值由( D )決定。A線性整步電壓產(chǎn)生電路的輸入發(fā)電機電壓幅值；B線性整步電壓產(chǎn)生電路的輸人系統(tǒng)電壓幅值；C線性整步電壓產(chǎn)生電路的輸入發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓幅值差；D線性整步電壓產(chǎn)生電路的電源。14因為線性整步電壓( A )，所以，可以通過直接比較發(fā)電機電壓和系統(tǒng)側(cè)電壓( )A不含有電壓差的信息；幅值完成壓差檢查；B含有電壓差的信息；幅值完成壓差檢查；C不含有頻率差的信息；頻率完成頻率差檢查；D含有頻率

8、差的信息；頻率完成頻率差檢查。三、填空題1將發(fā)電機并入電力系統(tǒng)參加并列運行的操作稱為并列操作”2實現(xiàn)發(fā)電機并列操作的方法通常有準同步并列操作(也稱準同期并列操作)和自同步并列操作(也稱自同期并列操作)。3準同步并列方法，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(cè)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。4自同步并列方法，將未加勵磁、接近同步轉(zhuǎn)速的發(fā)電機投入系統(tǒng)，隨后給發(fā)電機加上勵磁，在原動轉(zhuǎn)矩、同步力矩的作用下將發(fā)電機拉入同步，完成并列操作。5滑差是發(fā)電機電壓角頻率與系統(tǒng)電壓角頻率之差；滑差頻率是發(fā)電機電壓頻率與系統(tǒng)電壓頻率之差。6

9、滑差周期的大小反映發(fā)電機與系統(tǒng)之間頻率差(或滑差)的大小，滑差周期大表示頻率差(或滑差)小；滑差周期小表示頻率差(或滑差)大。7發(fā)電機并列操作應遵循的原則：并列瞬間，發(fā)電機的沖擊電流應盡可能小，不超過允許值；并列后，發(fā)電機應能迅速進入同步運行，暫態(tài)過程要短。8如果發(fā)電機并列時滿足理想并列條件，即合閘瞬間，發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓幅值相等；頻率相等；相位相同；則不會產(chǎn)生沖擊電流。9自動準同步裝置主要由合閘部分、調(diào)頻部分、調(diào)壓部分和電源部分組成。10自動準同步裝置的合閘部分，當待并發(fā)電機與系統(tǒng)之間的電壓差和頻率差都滿足準同步條件時，在恒定導前時間發(fā)出合閘脈沖；當待并發(fā)電機與系統(tǒng)之間的電壓差或頻率差不滿

10、足準同步條件時，閉鎖合閘。11為實現(xiàn)合閘部分的功能，合閘部分包括導前時間脈沖形成、頻差檢查、壓差檢查和合閘邏輯等部分。12為實現(xiàn)調(diào)頻部分的功能，調(diào)頻部分包括頻差方向鑒別和調(diào)速脈沖形成等部分。13調(diào)壓部分包括壓差方向鑒別和調(diào)壓脈沖形成等部分。14正弦整步電壓與時間具有正弦函數(shù)，含有準同步需要檢查的電壓差信息、頻率差信息和相位差關(guān)系信息。15線性整步電壓與時間具有線性關(guān)系，自動準同步裝置中采用的線性整步電壓通常為三角形，含有準同步需要檢查的頻率差信息和相位差信息。16線性整步電壓可以通過半波線性整步電壓獲得電路得到，也可以通過全波線性整步電壓獲得電路得到。17線性整步電壓的周期即為滑差周期；線性整

11、步電壓的斜率與頻率差成正比。18恒定導前時間是導前00的時間，此時間與壓差和頻率差大小無關(guān)。19通過檢測線性整步電壓的斜率可以檢查頻差是否滿足要求。20一般的自動準同步裝置，壓差檢查結(jié)果可以由調(diào)壓部分直接給出。21微機應用于發(fā)電機自動準同步并列，可以通過直接比較發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓的周期鑒別頻差方向。四、問答題1電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機并列操作應滿足什么要求？為什么？答：并列操作要求：(1)并列瞬間，發(fā)電機的沖擊電流應盡可能小，不應超過允許值；(2)并列后，發(fā)電機應能迅速進入同步運行，暫態(tài)過程要短。原因：(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，

12、沖擊電流通過其他電氣設備，還合使其他電氣設備受損；(2)并列后，當發(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，可能導致失步，并列不成功。2電力系統(tǒng)中，同步發(fā)電機并列操作可以采用什么方法?答：同步發(fā)電機并列操作方法：準同步并列操作(也稱準同期并列操作)、自同步并列操作(也稱自同期并列操作)。3什么是同步發(fā)電機自動準同步并列？有什么特點？適用什么場合？為什么？答：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(cè)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。特點：并列時沖擊電流小，不會引

13、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雜，故不適用緊急情況的發(fā)電機并列。4為什么準同步并列產(chǎn)生的沖擊電流小?答：準同步并列需要滿足一定條件，在合閘瞬間，待并發(fā)電機與系統(tǒng)電壓幅值接近相等、頻率接近相等、相位接近相等，即待并發(fā)電機與系統(tǒng)電壓相量接近相等，因此由公式可見，沖擊電流很小。5什么是同步發(fā)電機自同步并列？有什么特點？適用什么場合？為什么？答：自同步并列：將未加勵磁、接近同步轉(zhuǎn)速的發(fā)電機投入系統(tǒng)，隨后給

14、發(fā)電機加上勵磁，在原動轉(zhuǎn)矩、同步力矩作用下將發(fā)電機拉入同步，完成并列操作。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。6為什么自同步產(chǎn)生很大的沖擊電流？答：自同步并列，在發(fā)電機斷路器合閘前，發(fā)電機未加勵磁，因此合閘瞬間相當于系統(tǒng)電壓經(jīng)發(fā)電

15、機次暫態(tài)電抗短路，必然產(chǎn)生很大的沖擊電流，此沖擊電流隨著發(fā)電機加上勵磁，在發(fā)電機電壓建立以后消失。7在發(fā)電廠，哪些斷路器可以作為同步點？答：發(fā)電機斷路器、母線聯(lián)絡斷路器、繞組變壓器的三側(cè)斷路器。8滑差、滑差頻率、滑差周期有什么關(guān)系?答：9同步發(fā)電機準同步并列的理想條件是什么？實際條件是什么？答：理想條件：并列斷路器兩側(cè)的發(fā)電機電壓與系統(tǒng)側(cè)電壓幅值相等、頻率相等、相位相同。實際條件：待并發(fā)電機與系統(tǒng)電壓接近相等，電壓差不應超過額定電壓的510；待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的頻率接近相等，頻率差不應超過額定頻率的0.20.5；在斷路器合閘瞬間，待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的相位差應接近零，誤差不應大于5&

16、#176;。10同步發(fā)電機準同步并列時，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，嚴重時導致發(fā)電機失步，造成并列不成功。11說明同步發(fā)電機采用自動準同步方式并列時，產(chǎn)生沖擊電流的原因，為

17、什么要檢查并列合閘時的滑差？答：產(chǎn)生沖擊電流的原因：并列瞬間存在電壓差、頻率差、相位差，即。檢查滑差的原因：如果發(fā)電機在滑差不為0的情況下并入系統(tǒng)，立即周期性地帶上正的、負的有功功率，對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動、加速的力矩，使發(fā)電機產(chǎn)生振動，遭受振蕩沖擊。如果滑差較大，則振蕩周期較短，振蕩強烈，嚴重時導致發(fā)電機失步，造成并列不成功。同時，如果斷路器合閘存在動作時間誤差，較大的滑差還會造成較大的合閘相角誤差，相應產(chǎn)生沖擊電流。12為什么存在頻率差影響發(fā)電機進入同步運行的過程?答：如果發(fā)電機在只存在頻率差的情況下合閘，那么并列合閘后在一定時間內(nèi)、發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓相量的相位關(guān)系將發(fā)生變化，如圖326。由圖可

18、見，將出現(xiàn)出0到最大、再到。周期性變化的電壓差，因此產(chǎn)生具有振蕩性質(zhì)的沖擊電流，影響發(fā)電機進入同步運行的過程。13為什么頻率差過大時發(fā)電機可能并列不成功?答：發(fā)電機并列合閘時存在頻率差，將產(chǎn)生振蕩的沖擊電流，振蕩周期就是滑差周期，即頻率差的大小，決定著沖擊電流的振蕩周期。如果頻率差較小，滑差周期長，則經(jīng)過一定的振蕩過程，發(fā)電機進入同步運行，并列成功；如果頻差過大，滑差周期短，可能導致發(fā)電機失步，造成并列失敗。14合閘脈沖為什么需要導前時間?答： 發(fā)電機準同步并列要求，并列合閘瞬間發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓之間的相位差應等于零，考慮到并列斷路器都有一個合閘時間，所以自動準同步裝置發(fā)出合閘脈沖命令，應該

19、相對于=00有一個提前量，即合閘脈沖需要導前時間。15斷路器合閘脈沖的導前時間應怎么考慮？為什么是恒定導前時間?答：斷路器合閘脈沖的導前時間是為了使斷路器主觸頭閉合瞬間，發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓之間的相位差=00。所以合閘脈沖的導前時間應等于從發(fā)出合閘脈沖命令起到合閘斷路器主觸頭閉合止，中間所有元件動作時間之和，其中主要為斷路器的合閘時間。由于斷路器的合閘時間是本身固有的、固定不變的，所以導前時間也不應隨頻差、壓差變化，應也是一個固定值，即恒定導前時間。16利用正弦整步電壓如何檢測發(fā)電機是否滿足準同步并列條件?答：正弦整步電壓含有電壓差、頻率差、相位差的信息。正弦整步電壓的最小值是電壓差；正弦整步

20、電壓的周期是滑差周期，能夠反映頻差的大小，正弦整步電壓隨時間變化過程對應相位差的變化過程。所以，利用正弦整步電壓的最小值檢測是否滿足電壓差條件，利用正弦整步電壓的周期檢測是否滿足頻率差的條件，利用正弦整步電壓隨時間變化過程確定合閘時刻，使相位差滿足條件。17利用線性整步電壓如何檢測發(fā)電機是否滿足準同步并列條件?答：線性整步電壓含有頻率差、相位差的信息，但不合有電壓差的信息。線性整步電壓的周期是滑差周期，能夠反映頻差的大小；線性整步電壓隨時間變化過程對應相位差的變化過程。所以，利用線性整步電壓的周期檢測是否滿足頻率差的條件，利用線性整步電壓隨時間變化過程確定合閘時刻，使相位差滿足條件。但需利用其

21、他方法檢查電壓差是否滿足并列條件。18比較半波線性整步電壓和全波線性整步電壓的特點？答：共同特點：(1)線性整步電壓的最大值、最小值(為0)不隨發(fā)電機電壓、系統(tǒng)電壓以及頻率變化，是恒定的數(shù)值；(2)線件整步電壓的周期即為滑差周期；(3)線性整步電壓產(chǎn)生電路的輸入電壓為-uG和uX時，整步電壓最大值與對應；輸入電壓為uG和uX時，整步電壓最大值與對應；(4)線性整步電壓的斜率與頻差成正比。不同點：在相同條件下，全波線性整步電壓最大值是半波線性整步電壓最大值的2倍，并且具有更好的線性度。19線性整步電壓的最小值不為零，對導前時間有影響嗎？為什么？答：線性整步電壓的最小值不為零，對恒定導前時間有影響

22、，將使恒定導前時間增大。原因：由于恒定導前時間獲得采用比例微分電路，如果線性整步電壓的最小值不為零，相當于比例電路形成的電流或電壓上疊加了一個直流分量，而微分電路形成的電流或電壓不受影響(求微分時消除了直流分量的影響)，從而造成產(chǎn)生的恒定導前時間出現(xiàn)誤差。20自動準同步裝置一般由哪幾部分組成？各部分的主要作用是什么？答：自動準同步裝置組成；合閘部分、調(diào)頻部分、調(diào)壓部分、電源部分。各部分主要作用：合閘部分：檢查并列條件，當待并發(fā)電機與系統(tǒng)之間的電壓差和頻率差都滿足準同步條件時，選擇合適時間發(fā)出合閘脈沖，使并列斷路器主觸頭接通時相位差等于零或在允許范圍內(nèi)；當待并發(fā)電機與系統(tǒng)之間的電壓差或頻率差不滿足準同步條件時，閉鎖合閘。調(diào)頻部分：鑒別待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓之間頻率差的方向，當發(fā)電機頻率高于系統(tǒng)頻率時，發(fā)減速命令；當發(fā)電機頻率低于系統(tǒng)頻率時，發(fā)加速命令。使發(fā)電機頻率趨于系統(tǒng)頻率。調(diào)壓部分：鑒別待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓之間電壓差的方向，當發(fā)電機電壓高于系統(tǒng)電壓時，發(fā)降壓命令；當發(fā)電機電壓低于系統(tǒng)電壓時，發(fā)升壓命令。使發(fā)電機電壓趨于系統(tǒng)電壓。電源部分：為準同步裝置提供直流工作電源。五、綜合分析題1用相量圖分析不滿足理想準同步條件時沖擊電流的性質(zhì)和產(chǎn)生的后果?答：分三種情況分析不滿足理想準同步條件時沖擊電流的性質(zhì)和