電力系統(tǒng)自動化習題及答案

第一章發(fā)機電的自動并列習題

1、同步發(fā)機電并網(wǎng)（列）方式有幾種？在操作程序上有何區(qū)別？并網(wǎng)效果

上有何特點？

分類:準同期，自同期

程序：準:在待并發(fā)機電加勵磁，調(diào)節(jié)其參數(shù)使之參數(shù)符合并網(wǎng)條件，并入電網(wǎng)。

自：不在待并機電加勵磁，當轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，并列斷路器合閘，之后加勵

磁，由系統(tǒng)拉入同步。

特點：準;沖擊電流小，合閘后機組能迅速同步運行，對系統(tǒng)影響最小

自：速度快，控制操作簡單，但沖擊電流大，從系統(tǒng)吸收無功，導致系統(tǒng)電壓

短時下降。

2、同步發(fā)機電準同期并列的理想條件是什么？實際條件的允許差各是多

少？

理想條件：實際條件（待并發(fā)機電與系統(tǒng)）

幅值相等:UG=UX電壓差Us不能超過額定電壓的5%—m

頻率相等：3G=3X頻率差不超過額定的0.2%-0.5%

相角相等：5e=0（5G=6X）相位差接近，誤差不大于5°

3、幅值和頻率分別不滿足準同期理想并列條件時對系統(tǒng)和發(fā)機電分別有何

影0向?

幅值差：合閘時產(chǎn)生沖擊電流，為無功性質(zhì)，對發(fā)機電定子繞組產(chǎn)生作用力。

頻率差:因為頻率不等產(chǎn)生電壓差，這個電壓差是變化的，變化值在0—2Um之間。

這種瞬時值的幅值有規(guī)律地時大時小變化的電壓成為拍振電壓。它產(chǎn)生的

拍振電流也時大時小變化，有功分量和轉(zhuǎn)子電流作用產(chǎn)生的力矩也時大時

小變化，使發(fā)機電振動。頻率差大時，無法拉入同步。

4、何為正弦脈動電壓？如何獲得？包含合閘需要的哪些信息?如何從波形上獲

得？

5、何為線形整步電壓？如何得到線形整步電壓？線性整步電壓的特點是什

么？

6、線性整步電壓形成電路由幾部份組成？各部份的作用是什么？根據(jù)電網(wǎng)電

壓和發(fā)機電端電壓波形繪制出各部份對應的波形圖O

書上第13頁，圖1—12

組成：由整形電路，相敏電路，濾波電路組成

作用:整形電路:是將Ug和Ux的正弦波轉(zhuǎn)變成與其頻率和相位相同的一系列方波，其幅值

與Ug和Ux無關。

相敏電路：是在兩個輸出信號電平相同時輸出高電平，兩者不同時輸出低電平。

濾波電路：有低通濾波器和射極尾隨器組成，為獲得線性整步電壓Us和&e的線性相

關，采用濾波器使波形平滑

7、簡述合閘條件的計算過程。

Step1:計算Usmin,如果UsminWUSy轉(zhuǎn)Step2;否則調(diào)整G來改變UG

Step2：3sy的計算

Step3：如果cosWasy繼續(xù)Step4;否則調(diào)整G來改變3G,3s=wG—wX

Step4：8e的計算：6e=tYJ>3s

Step5:6eW6ey合閘；否則調(diào)整G來改變3G,從而6e

8、簡述同步發(fā)機電并列后由不同步到同步的過程（要求畫圖配合說明）。

書上第7頁，圖1-4

說明：1、如果發(fā)電機電壓Ug超前電網(wǎng)電壓Ux,發(fā)機電發(fā)出功率，則發(fā)機電將被制動減速，

當Ug落后Ux,發(fā)機電吸收無功，則發(fā)機電加速.

2、當發(fā)機電剛并入時處于a電，為超前情況，Ws下降一到達b點,Wg=Wx,&e最大，

W下降，&e下降一處于原點，Ug=Ux-------&e=0,Wg<Wx----過原點后，

&e<0,——Wg上升

總之。A-b-O-c,c-0-a,由于阻尼等因素影響，擺動幅度逐漸減小到同步角

9、準同期并列為什么要在8=0之前提前發(fā)合閘脈沖？提前時間取決于什么？

恒定越前時間并列裝置的恒定越前時間如何設定？

10、恒定越前時間并列裝置如何檢測3s〈3?

當|ta|>|tyj|時，即恒定超前相角電平檢測器失于恒定越前時間電平檢測器動作時，

才說明這是的Ws小于允許滑差的頻率Wsy

11、恒定越前時間并列裝置如何檢測發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的超前滯后？

12、數(shù)字式自動準同期裝置主要輸入信號和輸出信號有哪些？

輸入信號：指發(fā)機電和母線電壓互感器二次側(cè)交流電壓信號中提取交流電壓幅值信號，頻

率測量信號

輸出信號：發(fā)機電同步轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的增速、減速信號，調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓的升降壓，降壓信號，

并列斷路器合閘脈沖控制信號

第二章同步發(fā)機電勵磁自動控制系統(tǒng)

1、同步發(fā)機電勵磁自動調(diào)節(jié)的作用是什么？

(1)電力系統(tǒng)正常運行時，維持發(fā)機電或者系統(tǒng)某點電壓水平；

(2)在并列運行發(fā)機電之間，合理分配機組間的無功負荷；

(3)提高發(fā)機電靜穩(wěn)定極限。

(4)提高系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定；

(5)限制發(fā)機電驀地卸載時電壓上升；

(6)發(fā)機電故障時，對發(fā)機電實行快速滅磁.

2、同步發(fā)機電的勵磁系統(tǒng)有哪幾種？各有何特點？

a：直流勵磁機：結(jié)構(gòu)簡單，靠機械整流+換向，維護量大，造價高,勵磁系統(tǒng)容量受限制

b：交流勵磁系統(tǒng)：勵磁系統(tǒng)容量不受限制，不受電網(wǎng)干擾，可靠性高，維護量小，絕

緣壽命長；但無法對勵磁回路直接進行測量，無法對整流元件工作進行檢測，對整

流元件可靠性要求高。

c；靜止勵磁系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高;不需要通州勵磁機，縮短主軸長度，可獲得很

快的勵磁電壓響應速度

3、何謂靜態(tài)穩(wěn)定？何為暫態(tài)穩(wěn)定？

靜態(tài)穩(wěn)定：指電力系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下,經(jīng)受弱小擾動后恢復原運行狀態(tài)的能力

暫態(tài)穩(wěn)定：指電力系統(tǒng)在某一正常運行方式下驀地遭受較大擾動后，能否過渡到一個新的

穩(wěn)定運行狀態(tài)或者恢復到原運行狀態(tài)的能力

4、何謂強勵？強勵的基本作用是什么？衡量強勵性能的指標有哪兩方面？具

體指標是什么？如何定義？

概念:當系統(tǒng)電壓大大降低時，發(fā)機電的勵磁電源會自動迅速增加勵磁電流，這種作用

叫做強勵。

作用：(1)作用：有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；

有助于繼電保護的正確動作；

有助于縮短短路故障切除后母線電壓的恢復時間;

有助于電動機的自啟動過程；

指標：強勵倍數(shù)《st；勵磁電壓響應比

5、何謂滅磁？常見的三種滅磁方法是什么？如何實現(xiàn)？

(1)滅磁：使發(fā)機電勵磁繞組的磁場盡快地減弱到最低程度。

(2)滅磁方法：

勵磁繞組對恒定電阻放電滅磁；將轉(zhuǎn)子勵磁繞組自動接到放電電阻滅

勵磁繞組對非線性電阻放電滅磁；在這整個滅磁過程中始終保持轉(zhuǎn)子繞組的端

電壓為最大值不變，直至勵磁回路斷開位置

全控整流橋逆變滅磁;應用晶閘管的有緣特性來進行轉(zhuǎn)子回路的快速滅磁

6、勵磁調(diào)節(jié)器的基本組成有哪些?畫出自動勵磁控制系統(tǒng)方框圖。

書上圖2-24

基本組成部份:測量比較單元，綜合放大單元，移相觸發(fā)單元，自動手動的自動切換。

7、對勵磁調(diào)節(jié)器靜特性調(diào)整的基本要求是什么？

a、保證并列運行發(fā)機電組間無功電流的合理分配，即改變調(diào)差系統(tǒng).

b、保證發(fā)機電能平穩(wěn)地投入和退出工作，平穩(wěn)地改變無功負荷，而不發(fā)生無功功

率的沖擊現(xiàn)象，即上下平移無功調(diào)節(jié)特性

8、何謂同步發(fā)機電組的自然調(diào)差系數(shù)？

對于電壓偏差進行比例調(diào)節(jié)的勵磁調(diào)節(jié)器，當調(diào)差單元退出工作時，發(fā)機電外特性

的調(diào)差系數(shù)，是不可調(diào)節(jié)的固定值

當調(diào)差單元退出工作時,發(fā)機電外特性的調(diào)差系數(shù)，用K^。表示。其值普通小于1,且

不可調(diào)，近似無差，因此不能滿足發(fā)機電的運行要求。

9、在勵磁調(diào)節(jié)器中為要設置調(diào)差單元？如何進行正調(diào)差接線和負調(diào)差接線?

對勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)外特性有何影響？

a、設置調(diào)差單元是為了進行發(fā)機電外特性的調(diào)差系數(shù)調(diào)整；

b、正接線：在發(fā)機電互感器的二次側(cè),A,C兩相分別接串入Ra,Rc,在Ra中引

入Ic,Rc中引入Rao極性為Va+IcRa和Vc-IaRc

負接線：與正接線類似，只是極性改為Va-IcRa和Qc+IaRc

10、平移發(fā)機電的外特性有何作用？

發(fā)機電投入或者退出電網(wǎng)運行時，要能平移負荷，不引起對電網(wǎng)的沖擊，這就需要

依靠平移發(fā)機電的外特性。（轉(zhuǎn)移無功）

11、自動勵磁調(diào)節(jié)器的限制控制信號有哪些，各起什么作用？

a、最小磁限制：以便發(fā)機電組進相運行滿足靜穩(wěn)定條件，限制發(fā)機電在允許

進相容量曲線上,從而防止發(fā)機電定子端部過熱。

b、瞬時電流限制：當勵磁機電壓達到發(fā)機電允許的勵磁頂值電壓數(shù)倍時，即將對

勵磁機的勵磁電流加以限制，防止危及發(fā)機電的安全運行

c、最大勵磁限制：防止發(fā)機電轉(zhuǎn)子繞組長期過勵

d、伏/赫限制器：防止發(fā)機電的端電壓與頻率比過高

12、如何通過設置反饋回路增加勵磁控制系統(tǒng)穩(wěn)定性?畫出系統(tǒng)組成框圖和對

應的傳遞函數(shù)框圖。

第三章電力系統(tǒng)頻率和有功功率調(diào)節(jié)

1、為什么說頻率調(diào)節(jié)與有功功率調(diào)節(jié)不可分割？

當系統(tǒng)的負荷功率增加時，系統(tǒng)就浮現(xiàn)了功率缺額。此時，機組的轉(zhuǎn)速下降，整個系

統(tǒng)的頻率降低.可見,系統(tǒng)頻率的變化是由于發(fā)機電的負荷功率與原動機輸入功率之

間失去平衡所致

2、為什么說負荷的頻率效應起到減輕系統(tǒng)能量不平衡的作用？

當系統(tǒng)頻率變化時，整個系統(tǒng)的有功負荷也要隨著改變，這種有功負荷隨著頻率而

改變的特性叫做負荷的功率——頻率特性,是負荷的靜態(tài)頻率特性，也稱作負荷的調(diào)

節(jié)效應，當頻率上升時，負荷需求功率隨之增加，阻頻率的上升，頻率下降時。負

荷需求功率跟著下降抑制頻率的下降

3、在某電力系統(tǒng)中,與頻率無關的負荷占28%,與頻率一次方成比例的負

荷占41%,與頻率二次方成比例的負荷占11%,與頻率三次方成比例的

負荷占20%。當系統(tǒng)頻率由50Hz下降到48Hz時，系統(tǒng)KJ值為多少？

4、電力系統(tǒng)頻率一次調(diào)節(jié)和二次調(diào)節(jié)有何區(qū)別？

當系統(tǒng)負荷增加，頻率開始下降，調(diào)速器起作用，增加機組的輸入功率,經(jīng)過一段時間

后運行點穩(wěn)定在挨近50Hz,調(diào)整結(jié)束時頻率與額定值偏差較大一調(diào)節(jié)結(jié)果是有差.

頻率的二次調(diào)整通過調(diào)頻器反應系統(tǒng)頻率變化，調(diào)節(jié)原動力閥門開度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，表

現(xiàn)為一條調(diào)節(jié)特性上、下平移，可以保證調(diào)整結(jié)束時頻率與額定值偏差很小或者趨

于零——調(diào)節(jié)結(jié)果是無差的。

5、調(diào)速器的失靈區(qū)對頻率調(diào)整有何影響？

導致并聯(lián)運行的發(fā)機電組之間有功功率分配產(chǎn)生誤差或者頻率誤差。有功功率分配的最

大誤差與失靈度成正比，而與調(diào)差系數(shù)成反比。

6、如何確定電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定運行點？

在穩(wěn)定頻率下，發(fā)機電組的功率-頻率時性與負荷的功率-頻率特性曲線的交點，就是電力

系統(tǒng)的穩(wěn)定運行點

7、電力系統(tǒng)調(diào)頻常用的主導發(fā)機電法、積差法、改進積差法，寫出各調(diào)頻方

程，分析各自的工作特點。

8、何謂分區(qū)控制誤差ACE?如何判斷發(fā)生負荷變動的區(qū)域？如何實現(xiàn)聯(lián)絡線

上無功率流？

9、何謂等微增率準則?為什么根據(jù)該準則能使電力系統(tǒng)運行最經(jīng)濟？

運行的發(fā)機電組按微增率相等的原則來分配負荷。

當系統(tǒng)微增率入增加時，各電廠的微增率bi也相應增加，各電廠發(fā)出的功率也將相應增

大，直至系統(tǒng)功率平衡，頻率回升到額定值為止。

最經(jīng)濟的分配方案：系統(tǒng)中調(diào)頻電廠按下式運行：

—系統(tǒng)微增率；

——各電廠電廠微增率；

—各電廠的線損微增率，即；

10、AGC的基本任務是什么？調(diào)整分配的負荷分配公式是什么？為什么說它是

一種比較理想的分配方式。

n、什么是ZPJH?為何要實行ZPJH?

12、低頻減載時為什么切除的負荷可以小于有功缺額？

第四章電力系統(tǒng)電壓和無功功率調(diào)節(jié)

1、電力系統(tǒng)常用的無功功率電源有哪些？各有何特點？

電源類型輸出特性元件特性

同步發(fā)機電即是無功電源，也是有功電源；旋轉(zhuǎn)元件

同步調(diào)相機即可輸出元功功率，也可吸收無功功率；旋轉(zhuǎn)元件

并聯(lián)電容器輸出感性無功功率，只能提高補償點電壓；靜止元件

靜止無功補償器輸出感性或者容性無功，提高或者降低補償點電靜止元件

2、我國規(guī)定的各類用戶允許電壓偏移是多少？

35kV及以上電壓供電的負荷：±5%

10kV及以下電壓供電的負荷：±7%

低壓照明負荷：+5%,—10%

農(nóng)村電網(wǎng)（正常）：+7.5%,—10%

農(nóng)村電網(wǎng)（事故）：+10%,-15%