電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置課后習(xí)題答案

當(dāng)有多個(gè)模擬量需要測(cè)量時(shí),微機(jī)監(jiān)測(cè)輸入環(huán)節(jié)應(yīng)怎樣組成?由(1)CPU、(2)存儲(chǔ)器、(3)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、(4)監(jiān)視器、(5)變送器或傳感器、(6)A/D轉(zhuǎn)換器、(7)采樣/保持器(S/H)、(8)模擬多路開(kāi)關(guān)(Multiplexer,MUX)組成。當(dāng)有多個(gè)開(kāi)關(guān)量需要輸入到微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí),其接口電路應(yīng)怎樣構(gòu)成?為何模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)要遵循采樣定理?在采樣過(guò)程中,只當(dāng)所取采樣周期Ts符合采樣定理時(shí),離散的x(nT)才不會(huì)丟失x(t)的信息,即x(nT)恢復(fù)成模擬信號(hào)時(shí)不失真。所以模擬信號(hào)經(jīng)采樣變換成數(shù)字信號(hào)必須遵循采樣定理。A/D采樣過(guò)程為何要求有采樣/保持器?因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間,在此時(shí)間內(nèi),應(yīng)保持被轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)為不變值,以確保模擬量轉(zhuǎn)換的數(shù)字量為單值對(duì)應(yīng)關(guān)系。采樣/保持器電路能達(dá)到這一要求。D/A輸出為何要有保持器及平滑濾波器?D/A轉(zhuǎn)換是模擬量輸出通道的核心部件，D/A轉(zhuǎn)換經(jīng)保持器保持,實(shí)現(xiàn)數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的過(guò)程，保持器的作用在于將時(shí)間離散的模擬量轉(zhuǎn)換成連續(xù)模擬量。經(jīng)過(guò)保持器輸出的模擬量x'(t)都是非平滑信號(hào)，即其中含有大量諧波成分，故實(shí)際上在保持器之后，均加上一低通濾波器平滑輸出信號(hào)。濾波器的通帶截止頻率應(yīng)根據(jù)實(shí)際信號(hào)類(lèi)別來(lái)確定。開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口為何要加電隔離門(mén)?現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)量所處的是電壓較高的環(huán)境，而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是低壓系統(tǒng)，故應(yīng)加電隔離，以免高壓串入計(jì)算機(jī)而使之受損。加電隔離還可限制地回路電流因地線(xiàn)可能的錯(cuò)接而帶來(lái)的干擾。在每個(gè)回路都加隔離還可避開(kāi)多個(gè)輸入電路的影響。當(dāng)今的電隔離方法有繼電器隔離與光電隔離兩種。為何微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)要加設(shè)數(shù)字濾波軟件?微機(jī)監(jiān)控裝置即使采取硬件濾波或其他方法減小干擾，但仍有若干干擾包含在信號(hào)源中，這往往要用數(shù)字濾波方式來(lái)濾除，所以要加設(shè)數(shù)字濾波軟件。有哪些常用的數(shù)字濾波方法?常用的數(shù)字濾波方法有遞推平均濾波、中位值法和慣性濾波。何謂數(shù)據(jù)預(yù)處理?有哪些內(nèi)容?一個(gè)被檢測(cè)的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波后，還須經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理，才能送入中間寄存器供實(shí)際應(yīng)用。通常，數(shù)據(jù)預(yù)處理指標(biāo)度變換(乘系數(shù))、極性變換等運(yùn)算。也有將數(shù)字濾波環(huán)節(jié)納入預(yù)處理的。1.10設(shè)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果用10位二進(jìn)制數(shù)表示?，F(xiàn)有電壓互感器變比為35/0.1。設(shè)被測(cè)量為34kV,問(wèn):(1)標(biāo)度變換系數(shù)為多少?(2)34kV對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為多少?標(biāo)度變換系數(shù)（2）34kV對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為2.1什么是電力系統(tǒng)的自動(dòng)并列?電力系統(tǒng)中采用的并列方式有哪幾種?各有什么不同之處?各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?發(fā)電機(jī)組投入或退出電網(wǎng)的操作將隨系統(tǒng)運(yùn)行情況的變化需要而時(shí)有發(fā)生，這既是經(jīng)常性的，又是十分重要的操作。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，隨著負(fù)荷的增加，要求備用發(fā)電機(jī)組迅速投入電力系統(tǒng)，以滿(mǎn)足用戶(hù)需要；在系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，會(huì)失去部分電源，要求備用機(jī)組快速投入電力系統(tǒng)以制止頻率下降，或者電力系統(tǒng)解列成兩部分后要恢復(fù)并列，這一切都要進(jìn)行并列操作，或稱(chēng)同步操作。操作的目的在于將發(fā)電機(jī)組或系統(tǒng)的一部分安全可靠并準(zhǔn)確快速地投入系統(tǒng)，參加并列運(yùn)行。并列的方式有準(zhǔn)同期并列和自同期并列。采用準(zhǔn)同期并列的優(yōu)點(diǎn)是：在正常情況下，并列時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流比較小，對(duì)系統(tǒng)和待并發(fā)電機(jī)均不會(huì)產(chǎn)生什么危害，因而在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。準(zhǔn)同期并列的缺點(diǎn)是：因同期時(shí)需調(diào)整待并發(fā)電機(jī)的電壓和頻率,使之與系統(tǒng)電壓、頻率接近。這就要花費(fèi)一定時(shí)間,使并列時(shí)間加長(zhǎng)，不利于系統(tǒng)發(fā)生事故出現(xiàn)功率缺額時(shí)及時(shí)、快速地投入備用容量。自同期最大的優(yōu)點(diǎn)是投入迅速,操作簡(jiǎn)單。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)要求備用機(jī)組迅速投入時(shí),采用這種并列方式比較有效。它的缺點(diǎn)是并列過(guò)程出現(xiàn)較大的沖擊電流，對(duì)發(fā)電機(jī)不利。此外，自同期初期，待并發(fā)電機(jī)不加勵(lì)磁，它將從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率，從而導(dǎo)致系統(tǒng)電壓突然降低，影響供電質(zhì)量。因此，對(duì)自同期的應(yīng)用規(guī)定了較為嚴(yán)格的限制條件。2.2準(zhǔn)同期并列為什么要滿(mǎn)足同期并列的3個(gè)條件?什么是準(zhǔn)同期并列的理想條件和實(shí)際條件?當(dāng)電壓、相位角、頻率不滿(mǎn)足要求時(shí)，必然產(chǎn)生沖擊電流，可能達(dá)到不允許值，頻差過(guò)大還可能使并列不成功。準(zhǔn)同期并列的理想條件為:①待并發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)相序相同;②待并發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)頻率相同;③待并發(fā)電機(jī)電壓和并列點(diǎn)的系統(tǒng)側(cè)電壓相等;④待并發(fā)電機(jī)電壓和并列點(diǎn)的系統(tǒng)側(cè)電壓相位角相等。實(shí)際并列條件為：電壓差頻率差相角差δ=φg-φ=ωgt-ωxt=±10°2.3脈動(dòng)電壓有何特點(diǎn)?如何用它反映同期并列的3個(gè)條件?脈動(dòng)電壓脈動(dòng)電壓的幅值它是頻率為的波形振幅的包絡(luò)線(xiàn)。1)電壓差條件脈動(dòng)電壓Us的幅值能反映電壓差ΔU。從脈動(dòng)電壓的公式可看出，當(dāng)Ugm=Um時(shí)，在δ=0(或2π)時(shí)，Us=0(即ΔU=0)；當(dāng)Ugm≠Um時(shí)，在δ=0(或2π)時(shí)，Us盡管不為0，但值最小。容易看出，Us的最小值即為兩個(gè)電壓的差值。在δ=0時(shí)檢測(cè)Us的大小,若它的值足夠小，說(shuō)明電壓差條件滿(mǎn)足，反之，電壓差不滿(mǎn)足要求。2)頻率差條件因脈動(dòng)電壓Us的滑差角頻率ωs=ωg-ωx就是頻率差，因此，通過(guò)對(duì)ωs的檢測(cè),就能判別頻率差條件是否滿(mǎn)足。脈動(dòng)電壓變化的周期，由于Ts與ωs成反比，因此通過(guò)檢測(cè)Ts的大小，同樣能說(shuō)明頻率差條件是否滿(mǎn)足。3)相位條件因δ=ωst=(ωg-ωs)t=ωgt-ωx=φg-φ，它本身就反應(yīng)了發(fā)電機(jī)電壓相位φg與系統(tǒng)電壓相位φ的相位差。因此，若并列斷路器主觸頭能于兩電壓相位差角δ=0的時(shí)刻閉合，則說(shuō)明滿(mǎn)足相位條件。2.4有一臺(tái)發(fā)電機(jī)采用自動(dòng)準(zhǔn)同期方式與系統(tǒng)并列,系統(tǒng)參數(shù)已歸算到以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值。一次系統(tǒng)參數(shù)為X″q=0.1,XL=0.1,斷路器合閘時(shí)間為0.7s,它的最大可能誤差時(shí)間為±15%,自動(dòng)并列裝置的動(dòng)作時(shí)間偏差為±0.05s,并列時(shí)電壓超過(guò)額定電壓5%,允許沖擊電流幅值取為i″s·m=2In。試求E″d最大允許合閘誤差角δa·e,允許滑差頻率ωsm和相應(yīng)的脈動(dòng)電壓周期Ts。解：（1）允許誤差角允許滑差角頻率斷路器合閘動(dòng)作時(shí)間偏差為自動(dòng)同期裝置動(dòng)作時(shí)間偏差為允許滑差頻率脈動(dòng)電壓周期2.5了解模擬式自動(dòng)準(zhǔn)同期全波線(xiàn)性整步電壓工作原理。見(jiàn)教材2.6了解邏輯判別頻率差法的工作原理。見(jiàn)教材2.7模擬式自動(dòng)準(zhǔn)同期有哪些缺點(diǎn)?為何有這些缺點(diǎn)?當(dāng)今的模擬式準(zhǔn)同期裝置均按恒定越前時(shí)間原理進(jìn)行并列。它存在以下問(wèn)題:①理論上,在δe=0之前tyq脈沖發(fā)出后,能實(shí)現(xiàn)在δe=0時(shí)合上并聯(lián)斷路器。但實(shí)際上,合閘瞬間δe并不為零。原因在于給出tyq時(shí),認(rèn)為ωs已不變。實(shí)際上,在發(fā)出tyq信號(hào)后,合閘過(guò)程中,ωs常常是變化的,這就不能保證合閘瞬間δe=0。最嚴(yán)重時(shí),是給出合閘脈沖后,ωs變?yōu)?,則δe不會(huì)變小,將在大的δe角度下合閘,對(duì)發(fā)電機(jī)造成危害。②調(diào)頻、調(diào)壓速度慢。不論調(diào)頻脈沖或調(diào)壓脈沖,均是間歇性脈沖,且一個(gè)脈動(dòng)周期才發(fā)一次?？刂扑俣嚷?不僅不能及時(shí)將發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行,還帶來(lái)空轉(zhuǎn)能耗浪費(fèi)。而且,模擬式同期裝置不能成為發(fā)電廠(chǎng)的DCS系統(tǒng)的子系統(tǒng),同期操作不能實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制。2.8數(shù)字式自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置為何能自動(dòng)跟蹤同期條件?應(yīng)用微機(jī)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同期并列時(shí)，對(duì)于ug，u這樣的工頻信號(hào)，微機(jī)有足夠充裕的時(shí)間進(jìn)行各種計(jì)算，因而可以檢測(cè)ωs的變化率，能跟蹤同期，選擇最佳的越前時(shí)間發(fā)合閘信號(hào)。這些均由相應(yīng)的程序來(lái)完成其功能，所以能自動(dòng)跟蹤同期條件。2.9數(shù)字式自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置工作過(guò)程中為何不允許出現(xiàn)同頻現(xiàn)象?在并列操作時(shí),不希望發(fā)電機(jī)頻率fg與系統(tǒng)頻率f相等或十分接近。因?yàn)槿绻谖窗l(fā)出合閘命令前出現(xiàn)fg=f，此時(shí)，如果發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓間有δe≠0，而此時(shí)ωs=0，于是δe保持不變，而此時(shí)頻差控制又不起作用，顯然不能并列；如果此時(shí)因?yàn)橛笑膃=0，則同期裝置會(huì)發(fā)出合閘命令，即是在合閘過(guò)程中因δe出現(xiàn)，則會(huì)造成沖擊。因此，在并列操作中如果出現(xiàn)同頻狀態(tài)，應(yīng)破壞這一現(xiàn)象，一般采取的方法是使待并機(jī)加速。在fg>f的條件下并列時(shí)，可避免出現(xiàn)系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)倒送有功功率。2.10了解數(shù)字式自動(dòng)準(zhǔn)同期定時(shí)中斷子程序流程工作過(guò)程。見(jiàn)教材3.1自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)由哪幾部分組成?它在電力系統(tǒng)中的主要作用是什么?同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)就是指為發(fā)電機(jī)提供可調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流裝置的全部組合。其中包括產(chǎn)生可調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的勵(lì)磁功率單元(如勵(lì)磁機(jī),以下或稱(chēng)功率單元)與控制勵(lì)磁功率單元的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)主要組成部分，以及相關(guān)的測(cè)量?jī)x表、輔助設(shè)備等。功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子輸入可調(diào)節(jié)的直流勵(lì)磁電流，在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組上建立起一個(gè)可控的磁場(chǎng)，從而在發(fā)電機(jī)定子上感生電勢(shì)。因此，同步發(fā)電機(jī)的空載電勢(shì)Eq是勵(lì)磁電流的函數(shù)，而同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性直接與Eq有關(guān)。由此可知，對(duì)勵(lì)磁電流控制，是對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)控制的一項(xiàng)重要內(nèi)容。自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的主要作用有：(1)系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下維持發(fā)電機(jī)端或系統(tǒng)某點(diǎn)電壓在給定水平(2)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率的合理分配(3)提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性(4)勵(lì)磁系統(tǒng)能改善電力系統(tǒng)運(yùn)行條件(5)對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)要求能強(qiáng)行減磁3.2對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求是什么?對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)有以下基本要求:1)勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)能保證發(fā)電機(jī)在各種運(yùn)行工況下要求的勵(lì)磁容量,并適當(dāng)留有裕度2)應(yīng)有高的強(qiáng)勵(lì)頂值電壓與勵(lì)磁電壓上升速度3)應(yīng)有足夠的強(qiáng)勵(lì)持續(xù)時(shí)間4)應(yīng)有足夠的電壓調(diào)節(jié)精度與電壓調(diào)節(jié)范圍5)勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)在工作范圍內(nèi)無(wú)失靈區(qū)6)勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)有快速滅磁性能7)勵(lì)磁系統(tǒng)本身應(yīng)簡(jiǎn)單可靠,調(diào)節(jié)過(guò)程穩(wěn)定3.3同步發(fā)電機(jī)有哪些勵(lì)磁方式?按功率單元的不同，可分成直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)、交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)及半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)。3.4三相半控橋與全控橋的整流波形在相同的控制角下有什么區(qū)別?(作出α為30°,60°,90°的波形比較。)三相半控橋整流的平均電壓為三相全控橋整流的平均電壓為波形比較見(jiàn)教材3.5在三相可控整流時(shí),對(duì)觸發(fā)脈沖有何要求?半控橋在一個(gè)工頻周期中的觸發(fā)脈沖數(shù)為3個(gè)，各脈沖相距為120°。全控橋在一個(gè)工頻周期中的觸發(fā)脈沖數(shù)為2×3=6個(gè)，各脈沖相距為60°。3.6何謂逆變?逆變的作用與條件是什么?全控橋在α>90°后轉(zhuǎn)成逆變狀態(tài)，即直流變?yōu)榻涣鬏敵?。?lì)磁系統(tǒng)中，利用逆變狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)快速滅磁。逆變的條件：當(dāng)全控橋電路處于90°<α<180°工況時(shí)，為逆變狀態(tài)。3.7試說(shuō)明圖3.27檢測(cè)電路的工作原理。圖3.27(a)為檢測(cè)電路，電位器W用于調(diào)整電壓定值；兩個(gè)穩(wěn)壓值相同的穩(wěn)壓管WY1，WY2與兩個(gè)阻值相等的電阻R1，R2組成對(duì)稱(chēng)比較電路，又稱(chēng)檢測(cè)橋，m,n為電路的輸出端，輸出電壓偏差信號(hào)ΔU。3.8說(shuō)明調(diào)差環(huán)節(jié)的作用與特性的獲得。與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī),為滿(mǎn)足運(yùn)行上的要求，要對(duì)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性進(jìn)行必要的調(diào)整。調(diào)差環(huán)節(jié)的作用是：①保證并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)組間實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率合理分配；②保證發(fā)電機(jī)在投入和退出運(yùn)行時(shí),平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移無(wú)功負(fù)荷,而不發(fā)生無(wú)功功率沖擊。圖3.42正調(diào)差系數(shù)的形成不同的調(diào)差特性運(yùn)用在不同的電網(wǎng)運(yùn)行條件下，通過(guò)調(diào)差環(huán)節(jié)的調(diào)整,能得到不同的調(diào)差系數(shù)。通常,ZTL的調(diào)差系數(shù)接線(xiàn)可將調(diào)差系數(shù)調(diào)整在±10%以?xún)?nèi)。當(dāng)無(wú)調(diào)差環(huán)節(jié)時(shí)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁穩(wěn)態(tài)時(shí),有ΔU=0,UG=Us,即機(jī)端電壓為給定值(實(shí)際上稍有下傾)。當(dāng)有調(diào)差環(huán)節(jié)時(shí)，測(cè)量比較環(huán)節(jié)接受的輸入電壓,即調(diào)差環(huán)節(jié)的輸出電壓為U'G=UG+RIr式中R——調(diào)差環(huán)節(jié)中的可調(diào)電阻,稱(chēng)為調(diào)差電阻。因此,測(cè)量環(huán)節(jié)的輸出成為ΔU=K1(U'G-Us)=K1(UG+RIr-Us)調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)時(shí),有ΔU=0UG+RIr-Us=0即UG=Us-RIr可見(jiàn),端電壓隨無(wú)功電流增大而下降,此時(shí)為δ>0。若調(diào)差環(huán)節(jié)給出的是U'G=UG-RIr,則可得到負(fù)調(diào)差系數(shù)。改變R大小,可改變RIr之值,從而改變?chǔ)牡拇笮?實(shí)現(xiàn)了特性δ的調(diào)整。3.9綜合說(shuō)明半導(dǎo)體自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的工作原理。半導(dǎo)體自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的工作過(guò)程簡(jiǎn)述如下：當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓UG變動(dòng)，例如電壓升高時(shí)，經(jīng)調(diào)差、測(cè)量比較環(huán)節(jié)得到正比于端電壓變化量的ΔU,經(jīng)綜合放大得到控制電壓Uk，Uk作用于移相觸發(fā)環(huán)節(jié)，輸出觸發(fā)脈沖Uα，此時(shí)α角加大，達(dá)到減小可控橋輸出的目的，從而使電壓恢復(fù)到正常。反之，UG下降，ZTL輸出的Uα對(duì)應(yīng)α角減小，增大勵(lì)磁使UG回升至正常。3.10說(shuō)明同步與移相電路的作用及原理。同步信號(hào)電路在于向移相觸發(fā)電路提供一個(gè)明確的計(jì)算α角開(kāi)始工作的信號(hào)。移相電路的作用是實(shí)現(xiàn)相位受Uk控制移相的目的。工作原理具體見(jiàn)教材。3.11并聯(lián)機(jī)組運(yùn)行時(shí),對(duì)調(diào)差系數(shù)有何要求?哪些外特性不適合并聯(lián)運(yùn)行?當(dāng)發(fā)電機(jī)在公共母線(xiàn)上并聯(lián)運(yùn)行時(shí),若系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷波動(dòng),機(jī)組的無(wú)功電流增量與電壓偏差成正比,與該機(jī)組的調(diào)差系數(shù)成反比。要使并聯(lián)機(jī)組的無(wú)功電流增量按機(jī)組容量分配,則要求各機(jī)組具有相同的調(diào)差系數(shù),即兩機(jī)的外特性相同。如果δ不相同,則δ小的機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功電流增量大。為了使無(wú)功電流分配穩(wěn)定,調(diào)差系數(shù)不宜過(guò)小。無(wú)差和負(fù)差特性機(jī)組不適合并列運(yùn)行。3.12調(diào)差環(huán)節(jié)的引入是否會(huì)使機(jī)組維持電壓水平的能力變差?為什么?不會(huì)。因?yàn)樽詣?dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)會(huì)及時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以維持電壓水平。3.13分析勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的目的是什么?動(dòng)態(tài)特性包含什么內(nèi)容?對(duì)于一個(gè)反饋控制系統(tǒng)還應(yīng)了解其動(dòng)態(tài)性能，即在任何原因引起被控制量UG變動(dòng)后,勵(lì)磁系統(tǒng)是否穩(wěn)定；動(dòng)態(tài)特性的內(nèi)容包括調(diào)節(jié)過(guò)程中的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間及振蕩次數(shù)等是否滿(mǎn)足要求。其中穩(wěn)定性是首要問(wèn)題。3.14怎樣建立勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型?建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型時(shí),應(yīng)根據(jù)建模的目的及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作條件作一些合理的假設(shè),使得到的數(shù)學(xué)模型的物理概念清晰,而數(shù)學(xué)式簡(jiǎn)化,并能滿(mǎn)足分析問(wèn)題的需要。因此,同一動(dòng)態(tài)系統(tǒng)作不同的研究分析時(shí),得出的數(shù)學(xué)模型可能是不完全相同的。作為分析勵(lì)磁控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能為目的的數(shù)學(xué)模型,相對(duì)于其他目的,其簡(jiǎn)化較少,以使由此模型推論的結(jié)果較精確。3.15如何判別勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性?為何以發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)來(lái)作為勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的對(duì)象?已知一線(xiàn)性自動(dòng)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)后,可根據(jù)其特征方程式，利用穩(wěn)定判據(jù)來(lái)確定其穩(wěn)定性。對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的分析，是以發(fā)電機(jī)為空載狀態(tài)來(lái)討論的,因?yàn)榇藭r(shí)的穩(wěn)定裕量低。3.16試說(shuō)明自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。勵(lì)磁系統(tǒng)能提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。良好的勵(lì)磁控制系統(tǒng)能提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性。合適而良好的勵(lì)磁控制系統(tǒng)能提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,這是勵(lì)磁系統(tǒng)作用于同步發(fā)電機(jī),影響動(dòng)態(tài)特性來(lái)達(dá)到的。3.17說(shuō)明復(fù)勵(lì)與相復(fù)勵(lì)原理及其區(qū)別。哪類(lèi)勵(lì)磁系統(tǒng)具有復(fù)勵(lì)性能?哪類(lèi)勵(lì)磁系統(tǒng)具有相復(fù)勵(lì)性能?直流側(cè)并聯(lián)型自復(fù)勵(lì)方式。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí),勵(lì)磁電流由兩部分組成:一部分由勵(lì)磁變壓器TC經(jīng)可控整流器KZ整流后提供,另一部分則由勵(lì)磁變流器GTA經(jīng)整流器Z整流后提供,這是一個(gè)正比于發(fā)電機(jī)定子電流的恒流源,即所提供的勵(lì)磁電流只隨發(fā)電機(jī)負(fù)載的變化而變化,而不受其他因素的影響。這種加上與負(fù)載電流成比例的勵(lì)磁稱(chēng)為復(fù)勵(lì)作用。直流側(cè)并聯(lián)型自復(fù)勵(lì)系統(tǒng)具有復(fù)勵(lì)性能。交流側(cè)串聯(lián)型自復(fù)勵(lì)方式。這種系統(tǒng)整流輸出不僅能反映電壓變化,還可反映功率因數(shù)的變化及負(fù)荷電流的變化,且這一變化與發(fā)電機(jī)因電樞反應(yīng)改變對(duì)勵(lì)磁電流變化的要求是一致的。這種能反映定子電流、端電壓及相角的勵(lì)磁方式稱(chēng)為相復(fù)勵(lì)。交流側(cè)串聯(lián)型自復(fù)勵(lì)系統(tǒng)具有相復(fù)勵(lì)性能。3.18在勵(lì)磁控制系統(tǒng)中,有哪些輔助控制勵(lì)磁功能?為什么它們是一些重要功能?主要的輔助控制有:瞬時(shí)勵(lì)磁電流限制、最大勵(lì)磁限制、最小勵(lì)磁限制等。大容量發(fā)電機(jī)要求高起始響應(yīng)特性。如前所述,要求勵(lì)磁系統(tǒng)能在0.1s時(shí)間內(nèi)達(dá)到額定勵(lì)磁電壓Uf·e的0.95倍值。這可以大大改善勵(lì)磁響應(yīng)速度,但隨之而來(lái)的是過(guò)大的勵(lì)磁電流。長(zhǎng)時(shí)間的大勵(lì)磁電流將危及勵(lì)磁系統(tǒng)安全,為此,設(shè)置瞬時(shí)電流限制。因外部故障使發(fā)電機(jī)端電壓下降到80%~85%時(shí),發(fā)電機(jī)將強(qiáng)行勵(lì)磁,勵(lì)磁電流迅速增大。一般可達(dá)1.6~2倍額定勵(lì)磁電流,并持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。但受機(jī)組轉(zhuǎn)子發(fā)熱限制,不允許強(qiáng)勵(lì)時(shí)間超過(guò)規(guī)定值。因此,應(yīng)設(shè)強(qiáng)勵(lì)限制。在超高壓系統(tǒng)中,低有功負(fù)荷時(shí),由于電容電流引起的無(wú)功功率可能導(dǎo)致機(jī)組電壓過(guò)高和進(jìn)相運(yùn)行,減小勵(lì)磁電流將使機(jī)組吸收的無(wú)功功率增加,則定子端部合成磁通增大,形成端部發(fā)熱。同時(shí),進(jìn)相運(yùn)行是在欠勵(lì)磁條件下,受靜穩(wěn)定極限的限制,勵(lì)磁電流不能小于一定限值。即發(fā)電機(jī)原來(lái)在靜穩(wěn)定域內(nèi)運(yùn)行。若減小勵(lì)磁,機(jī)組會(huì)由靜穩(wěn)定滑向不穩(wěn)定區(qū)。因此,要設(shè)定最小勵(lì)磁限制。3.19“強(qiáng)勵(lì)”與“限勵(lì)”二者有無(wú)矛盾?實(shí)現(xiàn)原理上有何區(qū)別?“強(qiáng)勵(lì)”與“限勵(lì)”二者無(wú)矛盾勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)入強(qiáng)勵(lì)的同時(shí),設(shè)置限制標(biāo)志,并給出容許延時(shí)ty。t>ty后,清除標(biāo)志,并使勵(lì)磁電流小于強(qiáng)勵(lì)電流值。3.20欠勵(lì)磁限制與失磁監(jiān)控兩者有何區(qū)別?從原理上作出解釋。在超高壓系統(tǒng)中,低有功負(fù)荷時(shí),由于電容電流引起的無(wú)功功率可能導(dǎo)致機(jī)組電壓過(guò)高和進(jìn)相運(yùn)行,減小勵(lì)磁電流將使機(jī)組吸收的無(wú)功功率增加,則定子端部合成磁通增大,形成端部發(fā)熱。同時(shí),進(jìn)相運(yùn)行是在欠勵(lì)磁條件下,受靜穩(wěn)定極限的限制,勵(lì)磁電流不能小于一定限值。即發(fā)電機(jī)原來(lái)在靜穩(wěn)定域內(nèi)運(yùn)行。若減小勵(lì)磁,機(jī)組會(huì)由靜穩(wěn)定滑向不穩(wěn)定區(qū)。因此,要設(shè)定最小勵(lì)磁限制。運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)全部或部分失去勵(lì)磁電流,使機(jī)組磁場(chǎng)減弱或消失,這是發(fā)電機(jī)的失磁故障運(yùn)行狀態(tài)。引起失磁的原因可能是整流回路與勵(lì)磁繞組之間的勵(lì)磁開(kāi)關(guān)誤跳,勵(lì)磁回路元件損壞、自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤動(dòng)等。發(fā)電機(jī)失磁后,轉(zhuǎn)速將加大,功角δ加大,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)入異步發(fā)電機(jī)方式在電力系統(tǒng)中運(yùn)行。此時(shí),發(fā)電機(jī)雖仍向系統(tǒng)送出有功功率,但要向系統(tǒng)吸取無(wú)功功率。3.21電壓/頻率限制為何又稱(chēng)磁通限制?電壓與頻率比值限制也稱(chēng)為磁通限制。由電壓與磁通的關(guān)系式U=kfΦm可得。在正常運(yùn)行狀態(tài)下,U/f維持在一定范圍內(nèi),即最大磁通Φm在一定范圍內(nèi)。若U/f增大到超過(guò)一定限值,表明Φm過(guò)大,會(huì)使發(fā)電機(jī)鐵芯飽和過(guò)熱,勵(lì)磁電流過(guò)大,甚至燒壞勵(lì)磁繞組,或者定子電壓上升過(guò)高。當(dāng)電壓過(guò)高,頻率過(guò)低時(shí),與發(fā)電機(jī)連接的主變壓器同樣引起鐵芯磁通飽和發(fā)熱。所以電壓/頻率限制又稱(chēng)磁通限制。3.22分析電力系統(tǒng)產(chǎn)生低頻振蕩的原因。在遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)路重負(fù)荷時(shí),采用通常的按電壓偏差進(jìn)行比例調(diào)節(jié)的ZTL,由于勵(lì)磁控制系統(tǒng)存在慣性,這種調(diào)節(jié)方式提供的勵(lì)磁電流具有時(shí)滯,其滯后相位使本應(yīng)衰減的振蕩角度反而加大,即出現(xiàn)負(fù)阻尼。當(dāng)這一負(fù)阻尼足夠大,就形成持續(xù)的低頻振蕩。3.23試說(shuō)明電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的工作原理。PSS實(shí)際是勵(lì)磁控制系統(tǒng)中的一個(gè)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。其輸入信號(hào)為Δω。設(shè)PSS的傳遞函數(shù)為Gp(s),通過(guò)這一網(wǎng)絡(luò),使勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)期望的附加電磁轉(zhuǎn)矩。3.24從產(chǎn)生低頻振蕩的原因看,你認(rèn)為除了PSS可以消除低頻振蕩外,還可能有哪些原理上可行的方法?(1)采用直流小信號(hào)調(diào)制。在交、直流并聯(lián)運(yùn)行的系統(tǒng)中，可以采用直流小信號(hào)調(diào)制的方法，增加抑制系統(tǒng)低頻振蕩的阻尼。直流小信號(hào)調(diào)制器輸入量可選取多種信號(hào)，包括:整流側(cè)或者逆變側(cè)頻率、兩側(cè)頻率偏差、線(xiàn)路電流偏差和線(xiàn)路功率偏差。已有研究提出調(diào)制信號(hào)采用并聯(lián)交流聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的功率變化速度，不但可以消除長(zhǎng)距離通訊通道可能存在不穩(wěn)定性，而且可以有效迅速地抑制區(qū)域間的低頻振蕩模式。直流小信號(hào)調(diào)制的缺點(diǎn)在于應(yīng)用范圍受限，且應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足。(2)采用柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)裝置是抑制低頻振蕩最有發(fā)展和前景的措施。所謂柔性交流輸電系統(tǒng)，是基于電力電子技術(shù)的控制設(shè)備，通過(guò)串并聯(lián)混合方式或單獨(dú)串聯(lián)、并聯(lián)接入輸電網(wǎng)系統(tǒng)，用來(lái)增大電力傳輸能力和增強(qiáng)可控性的交流輸電系統(tǒng)。在上世紀(jì)末期，柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)從最初的第一代、第二代很快發(fā)展到現(xiàn)在的第三代技術(shù)。柔性交流輸電系統(tǒng)裝置主要設(shè)備包括動(dòng)態(tài)穩(wěn)定器(SVC)、靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)、靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器(SSSC)等。柔性交流輸電系統(tǒng)裝置的特點(diǎn)是調(diào)節(jié)迅速靈活，能夠良好的改善系統(tǒng)穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)低頻振蕩的阻尼。例如靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)可以快速調(diào)節(jié)電壓，通過(guò)平滑、快速地調(diào)節(jié)感性和容性無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。當(dāng)大容量的互聯(lián)電力系統(tǒng)受到較大擾動(dòng)，發(fā)生低頻功率振蕩或電壓振蕩時(shí)，迅速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的潮流從而提高系統(tǒng)內(nèi)振蕩阻尼，起到抑制、阻尼的作用，提高了輸電系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和輸電能力。3.25試分析數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器三相數(shù)字移相硬件電路的工作原理。數(shù)字移相電路接受移相控制信號(hào),并將它轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的α變化量。利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的移相原理如下:在已知受控晶閘管交流電源的周期T的條件下,觸發(fā)晶閘管門(mén)極的脈沖控制角α可用延時(shí)tα表示為tα=α360經(jīng)由調(diào)節(jié)和控制算法對(duì)當(dāng)前測(cè)量的輸入量進(jìn)行計(jì)算后,給出移相控制量Uk。對(duì)應(yīng)于Uk的數(shù)字量設(shè)為D,經(jīng)總線(xiàn)送入定時(shí)/計(jì)數(shù)器。用頻率為fc的計(jì)數(shù)脈沖在同步信號(hào)送入后,讀取D,顯然要求有D=tαfc=α360Tf即同步信號(hào)給出后,在tα?xí)r間內(nèi)以頻率為fc的速度計(jì)數(shù)完D,于是有α=360Tf這是以減法形式計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)到零時(shí),8253芯片輸出端輸出低電平,對(duì)應(yīng)的角度即為α。由于每隔60°發(fā)出一個(gè)門(mén)控命令,故相應(yīng)地,移相觸發(fā)環(huán)節(jié)也依次間隔60°發(fā)送一個(gè)控制角為α的脈沖。3.26數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的主程序流程包含哪些內(nèi)容?為何通常都以中斷申請(qǐng)方式接入應(yīng)用程序?主程序流程包括系統(tǒng)初始化、開(kāi)機(jī)條件判別與設(shè)置、中斷服務(wù)、故障檢測(cè)等環(huán)節(jié)。勵(lì)磁調(diào)控及限制控制均由申請(qǐng)中斷來(lái)進(jìn)行,故完成開(kāi)機(jī)程序后,就開(kāi)中斷,等待中斷申請(qǐng)。當(dāng)某個(gè)中斷服務(wù)程序申請(qǐng)(有一中斷信號(hào)出現(xiàn)),CPU中斷主程序的執(zhí)行,轉(zhuǎn)去執(zhí)行該中斷服務(wù)程序,中斷程序執(zhí)行完畢,返回繼續(xù)執(zhí)行主程序。3.27數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器有哪些重要的、最基本的應(yīng)用程序?數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)用程序包括主程序和勵(lì)磁調(diào)控算法、輔助勵(lì)磁控制程序等。3.28滅磁的作用是什么?可用哪些方法實(shí)現(xiàn)?滅磁的作用：當(dāng)同步發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生故障時(shí),雖然繼電保護(hù)能快速地把發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)斷開(kāi),但故障點(diǎn)仍存在。發(fā)電機(jī)還在旋轉(zhuǎn)時(shí),勵(lì)磁電流產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)仍繼續(xù)持故障電流,這將可能導(dǎo)致導(dǎo)線(xiàn)熔化和絕緣損壞。如果對(duì)地故障電流足夠大,還會(huì)燒壞鐵芯。因此,當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障,在繼電保護(hù)動(dòng)作使發(fā)電機(jī)跳閘的同時(shí),應(yīng)快速滅磁。滅磁方法種類(lèi)較多,如單獨(dú)勵(lì)磁機(jī)滅磁、對(duì)線(xiàn)性電阻放電滅磁、對(duì)非線(xiàn)性電阻放電滅磁、采用滅弧柵滅磁。當(dāng)采用全控橋的半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí),還可利用全控橋逆變滅磁。4.1試將頻率調(diào)節(jié)與電壓調(diào)節(jié)在要求與方法的異同方面作出對(duì)比與說(shuō)明。電力系統(tǒng)中,正常運(yùn)行時(shí),對(duì)頻率的要求遠(yuǎn)比對(duì)電壓的要求嚴(yán)格。系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)電壓可允許偏離額定值±5%,但頻率的偏差不能超過(guò)±0.2Hz,即0.4%,甚至要求不超過(guò)±0.1Hz(即±0.2%)。4.2何謂一次調(diào)頻、二次調(diào)頻?當(dāng)電力系統(tǒng)因負(fù)荷與機(jī)組間有功功率失去平衡后,系統(tǒng)頻率改變。發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器通過(guò)改變動(dòng)力因素方式,直接進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),以調(diào)整發(fā)電機(jī)送出的有功功率。這稱(chēng)為一次調(diào)頻。系統(tǒng)調(diào)度中心接收到系統(tǒng)功率信號(hào)與頻率變化信號(hào)后,向各發(fā)電廠(chǎng)站送出發(fā)電控制信號(hào),各廠(chǎng)站接收信號(hào)后合理送出功率分配信號(hào)至各機(jī)組,通過(guò)自動(dòng)調(diào)頻器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)頻控制和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配控制。這一過(guò)程稱(chēng)為頻率的二次調(diào)整。二次調(diào)整是自動(dòng)調(diào)頻器通過(guò)改變調(diào)速器特性來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。4.3調(diào)速器的靜態(tài)特性是指什么?怎樣利用其特性進(jìn)行調(diào)頻?，即為發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性。當(dāng)系統(tǒng)在額定頻率fn下運(yùn)行時(shí),發(fā)電機(jī)輸出功率為Pn,當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加,使頻率下降到f1時(shí),相應(yīng)發(fā)電機(jī)調(diào)速器作用后,發(fā)電機(jī)的輸出功率增加到P1,顯然,這是有差調(diào)節(jié)特性。4.4了解數(shù)字式電液調(diào)速器的原理。見(jiàn)教材4.5負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性是什么?在電力系統(tǒng)運(yùn)行中,這一特性起什么作用?負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性是當(dāng)系統(tǒng)頻率升高,用戶(hù)消耗的有功功率增加,頻率降低,消耗的功率減少。可見(jiàn),當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)組的輸出功率P與負(fù)荷功率PL失去平衡后,系統(tǒng)頻率變化,而PL隨之變化,其變化趨勢(shì)有利于系統(tǒng)的有功功率在新的一個(gè)頻率值下達(dá)到平衡。4.6何謂等值機(jī)組特性?試說(shuō)明其意義。系統(tǒng)中所有機(jī)組的靜態(tài)頻率特性可用一等值機(jī)組的等效靜態(tài)頻率特性來(lái)表示。這是為了方便分析系統(tǒng)的頻率特性。4.7說(shuō)明電力系統(tǒng)靜態(tài)頻率特性的定義、作用。電力系統(tǒng)靜態(tài)頻率特性表示為電力系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性確定了系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,且頻率為f時(shí),機(jī)組有功功率與負(fù)荷吸取的有功功率平衡狀態(tài)。4.8為什么在討論調(diào)頻問(wèn)題時(shí),要先分析各主設(shè)備單元的頻率特性?電力系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性確定了系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,且頻率為f時(shí),機(jī)組有功功率與負(fù)荷吸取的有功功率平衡狀態(tài)。顯然,系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性取決于負(fù)荷與機(jī)組的靜態(tài)頻率特性。因?yàn)榻?jīng)過(guò)折合與等效,系統(tǒng)就是由機(jī)組與負(fù)荷組成,進(jìn)一步用等值機(jī)組代替全部機(jī)組,可討論系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性。系統(tǒng)的靜態(tài)頻率特性也可用負(fù)荷特性曲線(xiàn)與等值機(jī)組特性曲線(xiàn)交點(diǎn)表示,等值機(jī)組的靜態(tài)頻率特性取決于系統(tǒng)中所有機(jī)組的靜態(tài)頻率特性，所以在討論調(diào)頻問(wèn)題時(shí)要先分析各主設(shè)備單元的頻率特性。4.9調(diào)速器的失靈區(qū)對(duì)調(diào)頻的影響是什么?失靈區(qū)的存在雖導(dǎo)致功率分配誤差與頻率誤差,但若ε=0,則又會(huì)使得頻率微小波動(dòng)時(shí),調(diào)速器都在頻繁調(diào)節(jié),反而不利于頻率的穩(wěn)定。因此,在現(xiàn)在常用的很靈敏的電液調(diào)速器中,例如數(shù)字式電調(diào),由于固有失靈區(qū)過(guò)小,還要人為設(shè)置失靈區(qū)。4.10試說(shuō)明并列發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí),有功功率分配與無(wú)功功率分配對(duì)調(diào)差系數(shù)及特性的要求有何異同。并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組，要求正調(diào)差特性的機(jī)組才能并聯(lián)運(yùn)行。并列運(yùn)行機(jī)組中，無(wú)功功率的分配與調(diào)差系數(shù)成反比，調(diào)差系數(shù)小的機(jī)組多分擔(dān)無(wú)功功率的增量；并列運(yùn)行機(jī)組的有功功率的分配也與調(diào)差系數(shù)成反比。4.11電力系統(tǒng)有哪些調(diào)頻方法?如何實(shí)現(xiàn)?(1)虛有差法：由一個(gè)調(diào)頻廠(chǎng)的幾臺(tái)機(jī)組實(shí)現(xiàn)虛有差法調(diào)頻時(shí),調(diào)頻系數(shù)需要有一個(gè)功率分配器,它先將各調(diào)頻機(jī)組實(shí)發(fā)功率加起來(lái),再按一定比例分配給各機(jī)組。虛有差法也可以在幾個(gè)調(diào)頻廠(chǎng)中實(shí)現(xiàn)。此時(shí)需要有遠(yuǎn)動(dòng)通道將各廠(chǎng)的實(shí)發(fā)功率信號(hào)送到中央功率分配器相加,然后,中央功率分配器按一定比例將功率分配信號(hào)經(jīng)遠(yuǎn)動(dòng)通道送到各調(diào)頻廠(chǎng)的功率分配器,各廠(chǎng)的功率分配器再按比例將功率分配到各調(diào)頻機(jī)。(2)積差調(diào)節(jié)法：積差調(diào)節(jié)法是指調(diào)頻系統(tǒng)按照頻率偏差的時(shí)間積分值進(jìn)行調(diào)頻。由于頻率偏差的積分反映了在一段時(shí)間內(nèi)同步時(shí)間對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的偏差,因而積差調(diào)節(jié)法又稱(chēng)為同步時(shí)間法。4.12自動(dòng)發(fā)電控制怎樣實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)頻?電力系統(tǒng)的自動(dòng)發(fā)電控制過(guò)程為:AGC通過(guò)SCADA搜集系統(tǒng)的機(jī)組出力、頻率等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),根據(jù)計(jì)劃要求,計(jì)算出各發(fā)電廠(chǎng)(或機(jī)組)的控制指令;再通過(guò)SCADA將指令送到各廠(chǎng)(或機(jī)組)控制器,各機(jī)組執(zhí)行并完成AGC應(yīng)達(dá)到的目的。4.13何謂AGC/EDC?具有經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC）功能的自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）可稱(chēng)為AGC/EDC。4.14AGC有哪幾種控制方式?幾種AGC控制方式。1)恒定頻率控制(FlatFrequencyControl,FFC)此時(shí),ACEi=BiΔf。在這一控制模式下,AGC控制機(jī)組增減出力,使Δf=0,而對(duì)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的交換功率不加控制。各機(jī)組只有對(duì)應(yīng)頻率為給定值的計(jì)劃值。這種方式只適用于電廠(chǎng)之間聯(lián)系緊密的小型電力系統(tǒng)。2)恒定聯(lián)絡(luò)線(xiàn)交換功率控制(FlatTie-LineControl,FTC)此時(shí),ACEi=BiΔPi,即控制區(qū)域間的交換功率調(diào)節(jié)最終維持聯(lián)絡(luò)線(xiàn)交換功率為計(jì)劃值。而系統(tǒng)頻率是由兩分支系統(tǒng)同時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)的功率來(lái)維持。這種方式適用于互聯(lián)系統(tǒng)中,大小不等的小系統(tǒng)常用。兩系統(tǒng)間按協(xié)議交換功率,故調(diào)節(jié)結(jié)束,聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率為計(jì)劃值。3)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率偏差控制,(Tie-LineBiasControl,TBC)是一種多系統(tǒng)調(diào)頻方式。此時(shí),ACEi按式計(jì)算,實(shí)現(xiàn)完整的LFC控制。這種方式適合互聯(lián)系統(tǒng)間大小均相近的系統(tǒng)及大型電力系統(tǒng)。調(diào)節(jié)最終,各區(qū)域負(fù)荷的波動(dòng)是就地平衡,頻率恢復(fù)額定。4.15何謂等微增率原理?為什么按等微增率分配負(fù)荷可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的?等微增原理：按等微增率分配負(fù)荷可以使并列運(yùn)行的機(jī)組能耗最小，所以可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。4.16聯(lián)合電力系統(tǒng)如何進(jìn)行調(diào)頻?對(duì)于實(shí)際的聯(lián)合電力系統(tǒng),由于各區(qū)域內(nèi)機(jī)組特性不同(例如,有的區(qū)域水電多,有的區(qū)域水電少,等等)、負(fù)荷特性不同、大小不同等原因,聯(lián)合電力系統(tǒng)中可能會(huì)有一些區(qū)域采用TBC方式,另一些區(qū)域采用恒定聯(lián)絡(luò)線(xiàn)交換功率控制(FTC)方式,而個(gè)別區(qū)域還可能采用恒定頻率控制(FFC)方式。若采取聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率偏差控制(TBC)方式調(diào)頻,則聯(lián)合系統(tǒng)內(nèi)各區(qū)域的有功功率盡可能平衡,只借助聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上交換功率來(lái)相互支持,以達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行,且調(diào)度方便。5.1試評(píng)述電力系統(tǒng)裝設(shè)按頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置的意義。對(duì)于有功功率缺額,當(dāng)其缺額量超出了正常熱備用的可調(diào)節(jié)能力時(shí),系統(tǒng)頻率將按其動(dòng)態(tài)特性規(guī)律迅速下降,此時(shí),必須迅速切除一定負(fù)荷,使頻率回升或不致下降到危險(xiǎn)值以下而危及整個(gè)系統(tǒng)安全。這一措施是借助于按頻率自動(dòng)減負(fù)荷裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。5.2某系統(tǒng)用戶(hù)總功率為PL=2800MW,系統(tǒng)最大的功率缺額ΔPh·max=900MW,負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL*=2,自動(dòng)減負(fù)荷動(dòng)作后,希望恢復(fù)頻率值為fr=49Hz,求接入減負(fù)荷裝置的負(fù)荷總功率ΔPLmax。5.3某系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的出力保持不變,負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL值不變,投入相當(dāng)于30%負(fù)荷、切除相當(dāng)于30%負(fù)荷的發(fā)電功率,這兩種情況下,系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率是否相等?試說(shuō)明。如果系統(tǒng)中再投入相當(dāng)于30%的負(fù)荷功率切除相當(dāng)于30%負(fù)荷的發(fā)電功率所以，再投入相當(dāng)于30%的負(fù)荷頻率的穩(wěn)定頻率大于切除30%的發(fā)電頻率的穩(wěn)定頻率。5.4系統(tǒng)發(fā)生功率缺額后,為恢復(fù)發(fā)生功率缺額前的頻率值,應(yīng)切除多少負(fù)荷功率(假設(shè)發(fā)電機(jī)組出力不變)?系統(tǒng)發(fā)生功率缺額后其頻率為fr，若要恢復(fù)發(fā)生功率缺額前的頻率值，即fN=fr，由可知，。根據(jù)得，即切除的負(fù)荷功率等于系統(tǒng)最大的缺額功率。5.5為何要設(shè)置AFL的附加級(jí)?為了防止第i級(jí)啟動(dòng)切除負(fù)荷后，系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定在既低于我們希望的頻率回復(fù)極限值，但又不足以使下一級(jí)動(dòng)作的頻率值上。為消除這種現(xiàn)象，要設(shè)置附加級(jí)，經(jīng)延時(shí)后切除部分負(fù)荷功率，以使頻率能恢復(fù)到允許的限制以上。5.6試述微機(jī)AFL的工作原理。見(jiàn)教材5.7AFL裝置在什么情況下會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作?如何防止?1.系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)備用起作用前AFL可能誤動(dòng)作，采取的措施：1）AFL每級(jí)間的頻率差不能過(guò)小，每級(jí)動(dòng)作時(shí)限不能過(guò)短；2）可增加第一級(jí)和第二級(jí)的動(dòng)作時(shí)限；3）可在頻率恢復(fù)到額定值時(shí)進(jìn)行自動(dòng)重合閘。2.供電電源中斷負(fù)荷反饋引起AFL誤動(dòng)作，采取的措施：1）縮短供電中斷時(shí)間；2）采用低電流閉鎖；3）采用低電壓閉鎖；4）采用按頻率自動(dòng)重合閘補(bǔ)救。5.8電力系統(tǒng)常用的安全自動(dòng)控制裝置除了AFL,還有哪幾種常用裝置?(1)低頻、低壓解列裝置(2)振蕩(失步)解列裝置(3)切負(fù)荷裝置(4)自動(dòng)低頻、低壓減負(fù)荷裝置(5)大小電流聯(lián)切裝置(6)切機(jī)裝置5.9試按圖5.7原則設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯電路實(shí)現(xiàn)解列功能。略5.10水輪發(fā)電機(jī)組的低頻率自動(dòng)啟動(dòng)如何與自同期裝置配合工作?水輪發(fā)電機(jī)組低頻率自動(dòng)啟動(dòng)裝置可用頻率繼電器作啟動(dòng)元件,當(dāng)系統(tǒng)頻率降低到繼電器動(dòng)作值后,繼電器啟動(dòng)水輪機(jī)自動(dòng)控制回路,當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速接近系統(tǒng)頻率時(shí),按準(zhǔn)同期或自同期方式將機(jī)組并入電網(wǎng)。將頻率繼電器接入自動(dòng)自同期裝置的啟動(dòng)回路,并將自同期裝置的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速控制在低特性下啟動(dòng)。調(diào)整轉(zhuǎn)速繼電器的動(dòng)作位置與頻率繼電器整定值相配合后,該裝置就可作為事故下水輪機(jī)組的低頻率自啟動(dòng)裝置。5.11根據(jù)電力系統(tǒng)事故狀態(tài),設(shè)想應(yīng)有哪些安全自動(dòng)控制裝置?有快速勵(lì)磁、快關(guān)汽門(mén)、電氣制動(dòng)、切除部分發(fā)電機(jī)組、切除部分負(fù)荷和自動(dòng)失步解列等安全自動(dòng)裝置。5.12電力系統(tǒng)頻率異常的計(jì)算機(jī)控制的概念是什么?計(jì)算機(jī)頻率控制的智能化自動(dòng)控制系統(tǒng)，是一種能夠根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行異常頻率控制,具有自適應(yīng)識(shí)別事故及快速啟動(dòng)的自動(dòng)化系統(tǒng)。實(shí)際就是當(dāng)今具有能量管理功能的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng),即能量管理系統(tǒng)(EMS)中的系統(tǒng)靜態(tài)安全分析功能的體現(xiàn)。系統(tǒng)定時(shí)向全系統(tǒng)采集廠(chǎng)、網(wǎng)數(shù)據(jù),根據(jù)所采集數(shù)據(jù)計(jì)算出實(shí)時(shí)潮流,確定系統(tǒng)當(dāng)前安全狀態(tài),并給出符合當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的假想事故集,作出分析及可行的預(yù)防性措施,這其中就包含可能的頻率事故性下降及AFL的應(yīng)有對(duì)策。因而可以更好地消除安全隱患。6.1調(diào)度自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中起什么作用?它包含哪些功能?調(diào)度自動(dòng)化確保電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)有以下功能：監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集功能、狀態(tài)估計(jì)功能、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龉δ堋⒇?fù)荷預(yù)測(cè)功能、自動(dòng)電壓控制功能、自動(dòng)發(fā)電控制功能、自動(dòng)穩(wěn)定控制、安全分析功能、潮流優(yōu)化功能、經(jīng)濟(jì)調(diào)度功能、調(diào)度員仿真培訓(xùn)功能。6.2電力系統(tǒng)為何要采用分層控制?因?yàn)榉謱诱{(diào)度控制可以克服集中控制在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的缺點(diǎn)，分層控制便于協(xié)調(diào)調(diào)度控制、可以提高系統(tǒng)可靠性和改善系統(tǒng)響應(yīng)，所以電力系統(tǒng)要采用分層控制。6.3遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包含哪些功能?該系統(tǒng)由哪幾部分組成?遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)有何區(qū)別?遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)功能。由遠(yuǎn)方終端、主站端和通道組成。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)是SCADA系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、屏幕顯示、打印及人機(jī)對(duì)話(huà)等功能，則還要將微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)與各種微型計(jì)算機(jī)相結(jié)合，完成對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、制表記錄及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能，就構(gòu)成了電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）。6.4遙遠(yuǎn)信息傳送有何特點(diǎn)?電力系統(tǒng)中常用的遠(yuǎn)方信息傳送方法有哪幾種?只能將已采集的電氣量或其他物理量、狀態(tài)量再轉(zhuǎn)換成適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男盘?hào),運(yùn)用通信技術(shù)傳送信息。接收端收到信號(hào)經(jīng)還原后,再進(jìn)行儲(chǔ)存并顯示。電力系統(tǒng)中常用的遠(yuǎn)方信息傳送方法有循環(huán)式和問(wèn)答式。6.5比較問(wèn)答式與循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)傳送信息的特點(diǎn)。循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)是以RTU為主動(dòng)端,RTU實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),并且周期性地以循環(huán)方式將采集的數(shù)據(jù)向MS端傳送。循環(huán)式傳送信號(hào)時(shí),RTU傳送的數(shù)字信號(hào)嚴(yán)格按時(shí)間劃分成一定規(guī)格化形式,MS則在同一時(shí)間內(nèi)按同一規(guī)格化約定來(lái)接收信號(hào)。問(wèn)答式遠(yuǎn)動(dòng)以MS端為主動(dòng)端。由MS端發(fā)出查詢(xún)命令,對(duì)應(yīng)RTU端按發(fā)來(lái)的命令工作,即發(fā)送被監(jiān)測(cè)的YC信號(hào)、YX信號(hào)。這種系統(tǒng)可以進(jìn)行異步通信,對(duì)通道的要求不像CDT那樣嚴(yán)格,但RTU不能主動(dòng)上報(bào)信息是其缺點(diǎn)。6.6RTU如何搜集和傳送信息?RTU對(duì)需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)的各物理量及狀態(tài)量進(jìn)行采集。由于信息傳輸距離遠(yuǎn),RTU將采集后的信息進(jìn)行抗干擾加工(稱(chēng)為抗干擾編碼),然后再變換