電力系統(tǒng)自動化復(fù)習提綱

復(fù)習提綱

1.并列操作，同期，準同期的概念。

發(fā)機電投入電力系統(tǒng)參加并列運行的操作稱為''并列操作〃

同步發(fā)機電的并列操作稱為''同期〃。

以近于同步運行條件進行的并列操作稱為''準同期"。

2.同步發(fā)機電并列需要遵循的兩個原則？

1、并列斷路器合閘時.，沖擊電流應(yīng)盡可能小，其瞬時最大值普通不超過1-2倍的額定電流。

2、發(fā)機電并入電網(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。

3.準同期并列和自同期并列方法、特點以及應(yīng)用的場合？準同期并列裝置的功能有哪些？

自同期并列就是將一臺未加勵磁電流的發(fā)機電組升速到接近于電網(wǎng)頻率，滑差角頻率不超過

允許值，而且，在機組的加速度小于某一給定值的條件卜，首先合.匕并列斷路器QF,接著立

刻合上勵磁開關(guān)，給轉(zhuǎn)子加之勵磁電流，在發(fā)電機電動勢逐漸增長的過程中，由電力系統(tǒng)將

并列發(fā)機電拉入同步狀態(tài)，特點是：優(yōu)點為控制操作非常簡單，不需要選擇合閘時刻；

缺點是為a.自同期并列方式不能用于兩個系統(tǒng)間的操作,

b.發(fā)機電以自同期方式投入電網(wǎng)。在投入瞬間，未加勵磁電流的發(fā)機電接入電網(wǎng)，相當于電

網(wǎng)經(jīng)過發(fā)機電次暫態(tài)電抗形成短路，于是不可避免浮現(xiàn)較大的沖擊電流。C.發(fā)機電母線電壓

瞬時下降對其他用電設(shè)備的正常工作產(chǎn)生影響，自同期并列方法也受到限制。

應(yīng)用場合：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障、頻率波動較大的情況下，應(yīng)用目同期并列可以迅速把備用

的水輪機組投入電網(wǎng)，因此，曾經(jīng)作為系統(tǒng)事故的重要措施之一。自同期并列方式很少采用

準同期并列在電力系統(tǒng)正常運行的情況下，普通采用準同期并列方法將發(fā)機電組投入運行。

惟獨當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，為了迅速投入水輪發(fā)機電組，過去曾經(jīng)采用自同期并列方法。

由于微機型數(shù)字式自動步列方法已經(jīng)趨于成熟，現(xiàn)在也用準同期并列方法投運水輪發(fā)機電

組。

4.電壓幅值差滿足什么要求？產(chǎn)生的沖擊電流主要是什么分量？有什么危害？

電壓差Us不允許超過額定電壓的5%-10%；

產(chǎn)生的沖擊電流主要是無功分量；

沖擊電流的電動力對發(fā)機電組的繞組產(chǎn)生影響，而定子繞組端部機械強度最弱，需特殊注意

對其造成的危害；

5.電壓頻率差產(chǎn)生的沖擊電流主要是什么分量？有什么危害？

主要是有功分量：若并列時頻率差較大，即使合閘相角差很小，滿足要求，也需要發(fā)機電經(jīng)

歷一段時間的加速或者減速過程，才干實現(xiàn)同步。加速或者減速力矩會對機組造成沖擊，嚴

重時甚至會導(dǎo)致失步。普通限制滑差周期在10s-l6s

合閘相角差主要產(chǎn)生有功電流分量；在有相角差的情況下合閘后，發(fā)機電與電網(wǎng)間立刻進行

有功功率的交換，使得發(fā)機電組的聯(lián)軸受到?jīng)_擊，這對于發(fā)機電組和電網(wǎng)均產(chǎn)生不利影響，

為了保證機組安全，普通將有功沖擊電流限制在較小的范圍內(nèi)。最大允許并列誤差角為5.7

3°

6.什么是恒定越前時間？什么是恒定越前相角？

考慮到斷路器操動機構(gòu)和合閘回路控制電器的固有時間，必須在發(fā)電機電壓和電網(wǎng)電壓相量

重合之前發(fā)出合閘信號，即需要有一個提前量，這一段時間稱為''恒定越前時間”，對應(yīng)恒定

越前時間的相角差稱為怛定越前相角。

7.滑差與滑差頻率？

滑差就是角頻率之差

滑差頻率就是發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓頻率的差。

8.合閘誤差角的影響因素有哪些？

裝置的越前時間信號、出口繼電器的動作時間、斷路滯的合閘時間

9.整步電壓分類？半波或者全波線性整步電壓與那些因素有關(guān)？與那些因素無關(guān)？

整步電壓分為正弦型整步電壓、半波線性整步電壓、全波線性整步電壓

半波線性整步電壓僅與發(fā)機電與并列系統(tǒng)間的相角差有關(guān)，與電壓幅值無關(guān)

10.同步發(fā)機電勵磁控制系統(tǒng)基本構(gòu)成以及主要任務(wù)？

基本構(gòu)成：勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元、同步發(fā)機電

主要任務(wù)：電壓控制、控制無功功率、提高同步發(fā)機電并列運行的穩(wěn)定性、改善電力系統(tǒng)運

行的條件(改善異步電動機自啟動條件、為發(fā)機電異步運行創(chuàng)造條件、提高繼電保護裝置動

作的正確性)、水輪機施加強行減磁；

11.如何實現(xiàn)多機之間無功功率的分配？

并聯(lián)發(fā)機電組無功功率分配取決于各發(fā)機電的外特性，曲線越平整的機組其無功電流的增量

越大。通常希翼發(fā)機電組間的無功功率分配按照機組容量大小比例分配。單純把并聯(lián)所有機

組的外特性做成相同是不可能的。調(diào)節(jié)勵磁可以任意改變外特性曲線的斜率以達到合理分配

無功的目的。

12.同步發(fā)機電勵磁系統(tǒng)分類以及特點？

同步發(fā)機電勵磁系統(tǒng)分為直流勵磁機勵磁系統(tǒng)、交流勵磁機勵磁系統(tǒng)、靜止勵磁系統(tǒng)；

(1)自勵式直流勵磁機：由勵磁調(diào)節(jié)器的輸出和直流勵磁機勵磁電流共同調(diào)節(jié)直流腦磁機

的勵磁繞組；

(2)它勵式直流勵磁機：與自勵式相比，多了一臺副勵磁機，時間常數(shù)小，提高了勵磁調(diào)

節(jié)系統(tǒng)的電壓增長速率；

總體來說直流勵磁機有電刷、整流器件等旋轉(zhuǎn)部件，維護復(fù)雜，可靠性低。

(3)他勵式交流勵磁機靜止整流器勵磁系統(tǒng)：交流勵磁機、副勵磁機、同步發(fā)機電同軸，

獨立電源，可靠性高，交流勵磁機時間常數(shù)大，采用永磁發(fā)機電作為副勵磁機，可以簡化設(shè)

備，提高可靠性；

(4)他勵式交流勵磁機旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)：無碳刷和滑環(huán)，運行維護不變、轉(zhuǎn)子叵路電

流電壓不能用常規(guī)儀表測量、不能接入滅磁設(shè)備、無法實現(xiàn)直接滅磁；發(fā)機電勵磁控制是通

過調(diào)節(jié)交流勵磁機勵磁實現(xiàn)的，響應(yīng)速度慢。

(5)自勵式交流勵磁機：勵磁調(diào)節(jié)器輸出直接控制勵磁繞組電流的調(diào)節(jié)速度快但容量較大，

間接控制的調(diào)節(jié)速度較慢。

(6)靜止勵磁系統(tǒng)：簡便，無旋轉(zhuǎn)部份，可靠性高；直接用晶閘管控制轉(zhuǎn)子電壓，獲得較

快的勵磁電壓響應(yīng)速度；由發(fā)機電提供勵磁能量，機組甩負荷時電壓過低。

13.交流勵磁機的逆變滅磁？如何實現(xiàn)發(fā)機電轉(zhuǎn)子回路滅磁？

采用晶閘管整流橋向轉(zhuǎn)了?提供勵磁電流時，可以利用晶閘管的有源逆變特性實行快速滅磁，

在轉(zhuǎn)子主回路中不添加設(shè)備就可以實現(xiàn)滅磁：

逆變過程中逆變角取40度，以保證逆變成功；逆變過程中交流電源不能消失，否則不能實

行有源逆變；包含兩個過程：(1)、當逆變進行到發(fā)機電勵磁繞組中剩余磁場能量不足以

維持逆變時，逆變結(jié)束；(2)、剩余能量向并聯(lián)電組放電，直至轉(zhuǎn)子勵磁電流衰減為零，

此時滅磁電阻可選擇容量小、阻值大的電阻。

14.強行勵磁的兩個指標以及強勵應(yīng)用場合？電壓響應(yīng)比？

強行勵磁的兩個指標是強勵頂值及響應(yīng)比；

電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，母線電壓極度降低，電力系統(tǒng)無功缺額很大，需在很短的時間內(nèi)補足

無功缺額以使系統(tǒng)恢復(fù)正常

電壓響應(yīng)比是有機電創(chuàng)造L提供的表明發(fā)機電轉(zhuǎn)子磁場建立過程的參數(shù)，反應(yīng)了勵磁機磁場

建立速度的快慢，通常將勵磁電壓在最初的0.5s內(nèi)上升的平均速率定義為電壓響應(yīng)比。

15.勵磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性及調(diào)整？

(課件上)

16.對勵磁系統(tǒng)的基本要求？

對勵磁調(diào)節(jié)器的要求：(1)具有較小的時間常數(shù)，能夠迅速響應(yīng)輸入信息的變化：

(2)、系統(tǒng)正常運行時，勵磁調(diào)節(jié)器能反應(yīng)發(fā)電機電壓的高低以維持發(fā)電機電壓在給定的

水平；

(3)、能夠合理分配機組的無功功率；

(4)、對遠距離發(fā)電的機組，要求沒有失靈區(qū)，以使其在穩(wěn)定去運行；

(5)、迅速反應(yīng)系統(tǒng)故障，具備期行勵磁的功能，提高智態(tài)穩(wěn)定性和改善系統(tǒng)運行條件

5、與頻率的高次方成正匕的負荷：靜水頭阻力很大的循環(huán)水泵

22.AGC的作用？

1、維持系統(tǒng)頻率為額定值

2、控制地區(qū)電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計劃值相等，使有功功率就地平衡。

3、在安全運行的前提下，在所管轄的范圍內(nèi)，機組間負荷實現(xiàn)經(jīng)濟分配。

23.頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制TBC?

頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制TBC(Tie-lineloadfrequencyBiasControl)—既按照頻率偏差

又按照聯(lián)絡(luò)線交換功率進行調(diào)節(jié)，維持各地區(qū)電力系統(tǒng)負荷波動的就地平衡。

合用于大型電力系統(tǒng)或者聯(lián)合電力系統(tǒng)(常用方法)

24.為何進行低頻減載？自動低頻減載的工作原理？

當電力系統(tǒng)發(fā)生嚴重的功率缺額時，低頻減載裝置的任務(wù)就是迅速斷開相應(yīng)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，達到有功功率平衡，以確保電力系統(tǒng)安全運

行，防止事故進一步擴大。這是防止電力系統(tǒng)發(fā)生頻率崩潰的系統(tǒng)性的保護裝置。

1、最大功率缺額的確定

2、自動低頻減載裝置的動作順序

3、頻率級差的選擇

4、每段切除功率的限制

5、自動減載裝置的延時與防止誤動作

25.自動低頻減載裝置應(yīng)用場合以及作用？

當電力系統(tǒng)發(fā)生嚴重的功率缺額時，低頻減載裝置的任務(wù)就是迅速斷開相應(yīng)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，達到有功功率平衡，以確保電力系統(tǒng)安全運

行，防止事故進一步擴大。這是防止電力系統(tǒng)發(fā)生頻率崩潰的系統(tǒng)性的保護裝置

26.低頻減載計算方法？

計算題

27.特殊輪的作用？

自動低頻減負荷裝置分為兩組：基本輪和特殊輪。

基本輪為快速動作，用以抑制頻率下降。

特殊輪則為在基本輪動作后，用以恢復(fù)系統(tǒng)頻率到可以操作的較高數(shù)值。

28.配電自動化中饋線自動化的功能？

饋線自動化一在正常情況下，實時監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)和饋線電流、目壓，

實現(xiàn)路線開關(guān)的遠方或者就地分、合閘操作。在故障情況下，獲得故障記錄，自動判斷和隔

離饋線故障區(qū)段，迅速對非故障區(qū)域恢復(fù)供電。

29.數(shù)字化變電站與常規(guī)變電站有何不同？

數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)特征：

分層分布式機構(gòu)（三層式）

IEC61850通信協(xié)議，標準化建模

智能化一次設(shè)備一電子式CP/PT、智能開關(guān)

網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備

集成化的應(yīng)用信息資源，提高運行管理自動化水平

傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)特征：

分層分布式機構(gòu)（兩層式）

站控層與間隔層以太網(wǎng)通信，IEC60870-5-104（103）通信協(xié)議

間隔層與一次設(shè)備采用電纜連接硬連線數(shù)據(jù)采集

電磁式CT、電容（電磁）式PT

非智能開關(guān)

30.電力系統(tǒng)運行狀態(tài)及其特征？如何轉(zhuǎn)換？

正常運行狀態(tài)，警戒狀態(tài)，緊急狀態(tài)，系統(tǒng)崩潰，恢復(fù)狀態(tài)

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31.四遙功能?

1遙測：遠程測量。采集并傳送運行參數(shù)，包括各種電氣量和負荷潮流等。

2遙信：遠程信號。采集并傳送各種保護和開關(guān)量信息

3遙控：遠程控制。接受并執(zhí)行遙控命令，主要是分合閘

4遙調(diào)：遠程調(diào)節(jié)。接受并執(zhí)行遙調(diào)命令，調(diào)節(jié)發(fā)機電輸出功率

32.重合器、分段器和饋線FTU?重合器與分段器之間的配合情況？

1、自動重合器一一種能夠檢測故障電流、在給定時間內(nèi)斷開故障電流并能夠進行給定

次數(shù)重合的具有''自具〃能力的控制開關(guān)?，F(xiàn)有的重合器通?？梢灾睾先剿拇?。

?所謂''自具〃一就是本身具有故障電流檢測和操作順序控制與執(zhí)行的能力，無需附加繼電

保護裝置和此外的操作電源，也不需要與外界通信。

2、分段器——一種與電源側(cè)前級開關(guān)配合，在失壓或者無電流的情況下自動分閘的開關(guān)

設(shè)備。它不能斷開短路故障電流。分段器的關(guān)鍵部件是故障檢測繼電器。

3、饋線FTU—安裝于配電室或者饋線上的智能終端設(shè)備。

可以與遠方的配電站通信，將配電設(shè)備的運行數(shù)據(jù)發(fā)送到配電站，還接收配電站的控制命令，

對配電設(shè)備進行控制和調(diào)節(jié)。

33.什么是電力系統(tǒng)狀態(tài)估計？電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的必要性？與潮流計算的區(qū)別？

電力系統(tǒng)狀態(tài)估計定義：系統(tǒng)中能夠表征系統(tǒng)特性所需的最小數(shù)目的變量稱為狀態(tài)變帚。

狀態(tài)估計是利用實時量測系統(tǒng)的冗余度來提高精度和自動排除隨機干擾所引起的錯誤數(shù)據(jù)，

估計出系統(tǒng)運行狀態(tài)。

必要性：1數(shù)據(jù)不齊全

為使數(shù)據(jù)齊全必須所有廠站均安裝RTU,這將使RTU數(shù)量、遠動通道、變送器的數(shù)量大大

增加，設(shè)備投資相當昂貴，目前不齊全。

2數(shù)據(jù)不精確

數(shù)據(jù)采集和傳送的每一個環(huán)節(jié)如CT、PT、變送器、A/D轉(zhuǎn)換都會產(chǎn)生誤差，這些誤差會使

相關(guān)數(shù)據(jù)變的相互矛盾，不便取舍。

3受干擾會浮現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)

干擾總是存在的，盡管采取了濾波和抗干擾的方法等措施，但個別錯誤仍再所難免，這里所

說的錯誤不是誤差，而是沏底不合理的數(shù)據(jù)。

電力系統(tǒng)狀態(tài)估計的作用：

提供母線上電壓幅值、相角和功率的估計值，完成網(wǎng)絡(luò)拓撲分析，完成不良數(shù)據(jù)的檢測去除，

完成遙測和遙信功能的檢測，量測系統(tǒng)的可觀測性，母線負荷預(yù)測模型的維護等.

狀態(tài)估計與潮流計算的區(qū)別：

1、狀態(tài)估計在剔除不良數(shù)據(jù)后進行，相當于多次潮流計算。

2、潮流計算建立在狀態(tài)估計上，狀態(tài)估計比潮流計算更準確。

3、潮流計.算星狀態(tài)估計的特例，當原始數(shù)據(jù)少到與未知數(shù)據(jù)相同時，二者相同。

34.如何利用最小二乘法進行電力系統(tǒng)的狀態(tài)估計？

課件上計算題

35.如何利用補償電容器和有載調(diào)壓變壓器進行VQC控制？

第一區(qū)域：優(yōu)先投入補償電容器，如電壓仍低于下限，則再調(diào)節(jié)變壓器分接頭。

第二區(qū)域：優(yōu)先調(diào)節(jié)變壓器分接頭，如分接頭已無法調(diào)解時，則強投補償電容器。

笫三區(qū)域：優(yōu)先調(diào)節(jié)變壓器分接頭，如功率因數(shù)仍高于上限，則切補償電容器。

笫四區(qū)域：投補償電容器.

笫五區(qū)域：切補償電容器.

第六區(qū)域：優(yōu)先調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓，如功率因數(shù)仍低于上限，則投入補償電容器；

第七區(qū)域：電壓高于上限，但功率因數(shù)正常。優(yōu)先調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓，如分接頭已調(diào)到

限值，而電壓仍高于上限，則強切補償電容器；

第八區(qū)域：先切補償電容器，如電壓仍高于上限，則調(diào)節(jié)變壓器分接頭降壓。

36.外網(wǎng)等值作用？

等值網(wǎng)絡(luò)法保留待研究系統(tǒng)的全部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而對外部系統(tǒng)則進行盡可能的簡化。

☆外部系統(tǒng)的節(jié)點數(shù)與路線數(shù)目都比待研究系統(tǒng)大不少，因此等值網(wǎng)絡(luò)法可以大大降低安全

分析中導(dǎo)納矩陣的階數(shù)與狀態(tài)變量的維數(shù)。

☆有利于減少計算機的容量和提高每次分析運算速度。

37.直流潮流法應(yīng)用前提？

DC潮流要滿足假設(shè)條件

(l)rij?xij

(2)相鄰母線的相角差很接近

(3)各母線的電壓在額定值附近

(4)支路對地電容很小

38.簡述預(yù)想事故分析的概念以及主要功能。

預(yù)想事故分析是針對預(yù)先設(shè)定的