電力系統(tǒng)自動裝置原理復習資料完整

1、緒論1、葛洲壩水電廠，輸送容量達120萬科kW；大亞灣核電廠單機容量達90萬kW；上海外高橋火電廠裝機容量320萬kW，最大單機容量90萬kW。我國交流輸電最高電壓等級達500kV。2、電能在生產(chǎn)、傳輸和分配過程中遵循著功率平衡的原則。3、發(fā)電廠轉換生產(chǎn)電能，按一次能源的不同又分為火電廠，水電廠，核電廠3、自動控制裝置對送來的信息進行綜合分析，按控制要求發(fā)出控制信息即控制指令，以實現(xiàn)其預定的控制目標。3、電力系統(tǒng)自動監(jiān)視和控制，其主要任務是提高電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行水平。4、發(fā)電廠、變電所電氣主接線設備運行的控制與操作的自動裝置，是直接為電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟和保證電能質量服務的基礎自動化設備。

2、5、同步發(fā)電機是轉換產(chǎn)生電能的機械，它有兩個可控輸入量動力元素和勵磁電流。6、電氣設備的操作分正常操作和反事故操作。7、發(fā)電廠、變電所等電力系統(tǒng)運行操作的安全裝置，是為了保障電力系統(tǒng)運行人員的人身安全的監(jiān)護裝置。8、電壓和頻率是電能質量的兩個主要指標。9、同步發(fā)電機并網(wǎng)運行操作是電氣設備正常運行操作的重要內容。10、電力系統(tǒng)自動裝置有兩種類型：自動調節(jié)裝置和自動操作裝置11、計算機控制技術在電力系統(tǒng)自動裝置中已廣泛應用，有微機控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、以及分布式控制系統(tǒng)等。12、頻率是電能質量的重要指標。有功功率潮流是電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行和系統(tǒng)運行方式中的重要問題。13、電力系統(tǒng)自動低頻減載及其他安

3、全自動控制裝置：按頻率自動減載裝置是電力系統(tǒng)在事故情況下較為典型防止系統(tǒng)事故的安全自動裝置。第一章14、自動裝置的首要任務是將連續(xù)的模擬信號采集并轉換成離散的數(shù)字信號后進入計算機，即數(shù)據(jù)采集和模擬信號的數(shù)字化。15、自動裝置的結構形式主要有三種，微型計算機系統(tǒng)、工業(yè)控制計算機系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)。16、（簡答）微型計算機系統(tǒng)的主要部件 1） 傳感器 2）模擬多路開關 3）采樣/保持器 4）A/D轉換器 5）存儲器 6）通信單元 7）CPU16、傳感器的作用是把壓力、溫度、轉速等非電量或電壓、電流、功率等電量轉換為對應的電壓或電流的弱電信號。17、采樣/保持器一般由模擬開關、保持電容

4、器和緩沖放大器組成18、A/D轉化器是把模擬信號轉換為數(shù)字信號，影響數(shù)據(jù)采集速度和精度的主要因素之一。19、一般把運算器和控制器合稱中央處理單元（CPU）。/20、工業(yè)控制計算機系統(tǒng)一般由穩(wěn)壓電源、機箱和不同功能的總線模板，以及鍵盤等外設接口組成。21、定時器是STD總線的獨立外設，具有可編程邏輯電路、選通電路和輸出信號，可完成定時、計數(shù)以及實現(xiàn)“看門狗”功能等。22、鍵盤顯示板主要有鍵盤輸入、顯示輸出、打印機接口等部分。23、路由器的功能主要起到路由、中級、數(shù)據(jù)交換等功能。 24、采樣過程：對連續(xù)的模擬信號x（t），按一定的時間間隔，抽取相應的瞬時值。25、采樣周期Ts決定了采樣信號的質量和

5、數(shù)量。26、香農(nóng)采樣定理指出采樣頻率必須大于原模擬信號頻譜中最高頻率的兩倍，則模擬信號可由采樣信號來唯一表示。27、量化就是把采樣信號的幅值與某個最小數(shù)量單位的一系列整數(shù)倍比較，以最接近于采樣信號幅值的最小數(shù)量單位倍數(shù)來表示該幅值。28、把量化信號的數(shù)值用二進制代碼表示，這里就稱為編碼。28、量化和編碼都是有A/D轉換完成的。29、計算機采集通常先用各種傳感器把這些模擬量轉換成相應的電流或電壓信號，再通過A/D轉換器變換成數(shù)字量后送入計算機。第二章30、電力系統(tǒng)運行中，任一母線電壓瞬時值可以表示為31（簡答）、同步發(fā)電機組并列時遵循的原則 （1）并列斷路器合閘時，沖擊電流應盡可能小，其瞬時最大

6、值一般不超過12倍的額定電流： （2）發(fā)電機組并入電網(wǎng)后，應能迅速進入同步運行狀態(tài)，其暫態(tài)過程要短，以減小對電力系統(tǒng)的擾動。32（簡答）、準同期并列的理想條件 （1） 或（即頻率相等） （2）（即電壓幅值相等） （3）（即相角差為零）33、發(fā)電機發(fā)出功率為“發(fā)電機狀態(tài)”；發(fā)電機吸收功率為“電動機狀態(tài)”。33、表明，在 的脈動電壓波形中載有準同期并列所需監(jiān)測的信息電壓幅值差、頻率差以及相角差隨時間變化的規(guī)律。（有圖的簡答）34、（簡答）準同期并列裝置的控制單元和作用 （1）頻率差控制單元。他的任務是檢測 與 間的滑差角頻率 ，切調節(jié)待并發(fā)電機組的轉速，是發(fā)電機電壓的頻率接近于電網(wǎng)頻率 （2）電壓

7、差控制單元。他的功能是檢測 與 間的電壓差，且調節(jié)發(fā)電機電壓 ，使他與 間的電壓差值小于規(guī)定允許值，促進并列條件的形成。 （3）合閘信號控制單元。檢查并列條件，當待并機組的頻率和電壓都滿足并列條件時，合閘控制單元就選擇合適的時間發(fā)出合閘信號，使并列斷路器QF的主觸頭接通時，相角差 接近于零或控制在允許范圍內。35、在準同期并列操作中，合閘信號控制單元是準同期并列裝置的核心部件，所以準同期并列裝置原理往往是指該控制單元的原理。35、恒定越前時間的準同期并列裝置中的合閘信號控制單元由滑差角頻率檢測、電壓差檢測和越前時間信號等環(huán)節(jié)組成。36、自動并列裝置檢測并列條件的電壓人們常稱為整步電壓。37、半

8、波線性整步電壓主要由三極管VT1和VT2等元件所構成的相敏、積分和雙T型濾波器等電路組成。38、（簡答）全波線性整步電壓由電壓變換、整形電路、相敏電路、低通濾波器和射極跟隨器組成。39、頻率差檢測是在恒定越前時間之前完成的檢測任務，用來判別是否符合并列條件。40（A）、頻率差調整的任務是將待并發(fā)電機的頻率調整到接近于電網(wǎng)頻率，使頻率差趨向并列條件允許的范圍，以促成并列的實現(xiàn)。40、（選擇）電壓差調整的任務是在并列操作過程中自動調節(jié)待并發(fā)電機的電壓值41、（選擇）用大規(guī)模集成電路中央處理單元（CPU）等器件構成的數(shù)字式并列裝置，由于硬件簡單、編程方便靈活、運行可靠、且技術上已經(jīng)成熟，成為當前自動

9、并列裝置的主流。42、數(shù)字式并列裝置由硬件和軟件組成，兩者協(xié)調配合完成同步發(fā)電機組的并列控制任務。43、為了實現(xiàn)發(fā)電機自動并列操作，須將電網(wǎng)和待并發(fā)電機的電壓、頻率等物理量按要求送到接口電路進入主機。44（簡答）、自動并列裝置的輸出控制信號有 （1）調節(jié)發(fā)電機轉速的增速、減速信號 （2）調節(jié)發(fā)電機電壓的升壓、降壓信號 （3）并列斷路器合閘脈沖控制信號45（簡答）、人機聯(lián)系常用的設備 （1）鍵盤 （2）CRT顯示器 （3）數(shù)碼和發(fā)光二極管LED顯示指示 （4）操作設備第三章46、電力系統(tǒng)在正常運行時，發(fā)電機勵磁電流的變化主要影響電網(wǎng)的電壓水平和并聯(lián)運行機組間無功功率的分配。47（簡答）、同步發(fā)電

10、機勵磁控制系統(tǒng)的任務 （1）電壓控制 （2）控制無功功率的分配 （3）提高同步發(fā)電機并聯(lián)運行的穩(wěn)定性 （4）改善電力系統(tǒng)的運行條件 （5）水輪發(fā)電機組要求實行強行減磁48（簡答）、水輪機發(fā)電機組為什么要強行減磁答： 當水輪機發(fā)電機組發(fā)生故障突然跳閘時，由于它的調速系統(tǒng)具有較大的慣性，不能迅速關閉導水葉，因而會使轉速急劇上升。如果不采取措施迅速降低發(fā)電機的勵磁電流，則發(fā)電機電壓有可能升高到危及定子絕緣的程度。49（簡答）、續(xù)流二極管的作用答：為了防止失控現(xiàn)象的發(fā)生，在電感性負載兩端并接一反向續(xù)流二極管V1，在晶閘管電壓過零關斷時，電感兩端的反電動勢經(jīng)續(xù)流二極管形成電流回路，由于續(xù)流二極管兩端電壓

11、甚低，接近于零，從而保證晶閘管能可靠關斷，顯然續(xù)流二極管選擇正向壓降小的，以確定保晶閘管的可靠關斷。50、勵磁控制系統(tǒng)是由同步發(fā)電機、勵磁功率單元及勵磁調節(jié)器共同組成的自動控制系統(tǒng)。51、幾臺發(fā)電機在同一母線上并聯(lián)運行時，改變任何一臺機組的勵磁電流不僅影響該機組的無功電流，而且還影響同一母線上并聯(lián)運行機組的無功電流。52、反饋型電壓調節(jié)器按被調量（發(fā)電機電壓）與給定量（設定值）之間的差值進行調節(jié)，屬于閉環(huán)反饋控制。數(shù)字式勵磁調節(jié)器的組成：主控制單元，信息采集單元，控制輸出，人機接口單元53、光隔離器是以光為媒介傳輸電信號的器件，實現(xiàn)了輸入、輸出間電氣完全隔離，抗干擾能力強，廣泛應用于微機接口電

12、路。54、數(shù)字是調節(jié)器，按偏差的比例、積分和微分進行控制的PID調節(jié)器，是連續(xù)系統(tǒng)控制中技術成熟、應用最為廣泛的一種調節(jié)器。55.（簡答）發(fā)電機在異步運行下，在向系統(tǒng)送出有功的同時，還從系統(tǒng)吸收無功功率，對系統(tǒng)和發(fā)電機本身產(chǎn)生如下不良影響：1）發(fā)電機失步，在轉子和勵磁回路中產(chǎn)生差頻電流，使轉子鐵芯，轉子繞組及其他勵磁回路產(chǎn)生附加損耗，引起過熱。2.）正常運行時，發(fā)電機要向系統(tǒng)輸出無功功率；失磁后，要從系統(tǒng)吸收無功功率。如果系統(tǒng)無功儲備不足，將引起系統(tǒng)電壓下降，甚至造成因電壓崩潰而使系統(tǒng)瓦解。3.）其他發(fā)電機力圖補償上述無功差額，容易造成過電流。第四章56.電力系統(tǒng)的頻率和有功功率調節(jié)系統(tǒng)，主要

13、是由調速器，發(fā)電機組（發(fā)電機與原動機）和電網(wǎng)環(huán)節(jié)組成。58.勵磁調節(jié)器主要由電壓測量比較，綜合放大及功率放大等單元組成。第五章59.電力系統(tǒng)頻率的變化，對生產(chǎn)率以及發(fā)電廠間的負荷分配有直接影60.調速器通常分為機械液壓調速器和電氣液壓調速器兩類。59.（簡答）對同步發(fā)電機動態(tài)響應的技術指標的規(guī)定：1）同步發(fā)電機在空載額定電壓情況下，當電壓給定階躍響應為+-10%時發(fā)電機電壓超調量應吧大于階躍兩的50%，擺動次數(shù)不超過3次，調節(jié)時間不超過10%。2）當同步發(fā)電機突然零起升壓時，自動電壓調節(jié)器應保證其端電壓超調量吧得超過額定值得15%，調節(jié)時間應吧大于10S，電壓擺動次數(shù)不大于3次。60.霍爾效應

14、是半導體基本電磁效應之一?；魻栐膬?yōu)點有方便而準確地實現(xiàn)乘法運算，輸出信號的信噪比大；頻率范圍廣，最高可達1012 HZ；體積小，重量輕可靠性高，穩(wěn)定性好，壽命長。61.數(shù)字式電液調速器與模擬式電液調速器的主要區(qū)別是控制電路部分的功能用微機來實現(xiàn)。61、傳遞函數(shù)是分析調節(jié)系統(tǒng)的重要工具，電力系統(tǒng)的頻率和有功功率，主要是由調速器，發(fā)電機組和電網(wǎng)等環(huán)節(jié)組成。61.調速器一般由測量，積分放大，執(zhí)行等環(huán)節(jié)組成。62.多區(qū)域系統(tǒng)特性：系統(tǒng)越大，它所儲備的動能越多，能供給的功率也越多。另一方面系統(tǒng)容量越大，備用容量可相對節(jié)省，因為各子系統(tǒng)的備用容量可以相互支援。63.微增率是指輸入耗量微增量與輸出功率微

15、增量的比值。64.對于一臺發(fā)電機組，它包括了鍋爐，汽輪機和發(fā)電機三個單元第六章1.當電廠發(fā)出的有功功率不滿足用戶要求出現(xiàn)缺額時，系統(tǒng)頻率就會下降。2.當電力系統(tǒng)因事故而出現(xiàn)嚴重的有功功率缺額時，其頻率將隨之急劇下降。3.運行經(jīng)驗表明，某些汽輪機在長時期低于頻率4949.5Hz以下運行時，葉片容易產(chǎn)生裂紋，當頻率低到45Hz附近時，個別級的葉片可能發(fā)生共振人引起斷裂事故。4.當頻率下降到4748Hz時，火電廠的廠用機械（如給水泵等）的出力將顯著降低，使鍋爐出力減少，導致發(fā)電廠輸出功率進一步減少，致使功率缺額更為嚴重。于是系統(tǒng)頻率進一步下降，這樣惡性循環(huán)將使發(fā)電廠運行受到破壞，從而造成所謂“頻率崩潰”現(xiàn)象。5.自動低頻減載的工作原理：當系統(tǒng)發(fā)生嚴重功率缺額時，自動低頻減載裝置的任務是迅速斷開相應數(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，達到有功功率的平衡，以確保電力系統(tǒng)安全運行，防止事故的擴大。一次是防止電力系統(tǒng)發(fā)生頻率崩潰的系統(tǒng)性事故的保護裝置。6.對于高溫高壓的火電廠，頻率低于4646.5H