電力系統(tǒng)自動裝置原理期末復(fù)習(xí)資料 (一)

《電力系統(tǒng)自動裝置原理》期末復(fù)習(xí)資料

一、填空題

I.將同步發(fā)電機并入電力系統(tǒng)參加并列運行的操作稱為座列

2.自動并列裝置檢測并列條件的電壓人們常稱為_整步電壓。

3.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。

4.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)o

5.并列斷路器合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能小，其瞬時最大值一般不超過」一2倍的額定電

流：

6.發(fā)電機組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進入同步運行狀態(tài),其暫態(tài)過程要短，以減小對電力系

統(tǒng)的擾動。

7.勵磁控制系統(tǒng)是由—發(fā)電機、勵磁功率單元及一勵磁調(diào)節(jié)器共同

組成的自動控制系統(tǒng)。

8.反饋型電壓調(diào)節(jié)器按被調(diào)量（發(fā)電機電壓）與給定量（設(shè)定值）之間的差值進行調(diào)節(jié),

屬于閉環(huán)反饋控制。

9.勵磁調(diào)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。

10.數(shù)字式勵磁調(diào)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

兀。

11.勵磁調(diào)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。

12.調(diào)速器通常分為機械液壓調(diào)速器和電氣液壓調(diào)速器兩類。

13.速增率_是指輸入耗量微增量與輸出功率微增量的比值。

14.當(dāng)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。

15.當(dāng)電力系統(tǒng)因事故而出現(xiàn)嚴(yán)重的有功功率缺額時，其頻率將隨之急劇下降°

16.低頻減載裝置采用了分級切除負荷的辦法,以適應(yīng)各種事故條件下系統(tǒng)功率缺額大小不

等的情況。

17.數(shù)字是調(diào)節(jié)器，按—比例—、—積分—和—微分—進行控制的PID調(diào)節(jié)器，是連

續(xù)系統(tǒng)控制中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的?種調(diào)節(jié)器。

18.恒定越前時間的準(zhǔn)同期并列裝置中的合閘信號控制單元由遣差角頻率檢測、電壓差檢測和

越前時間信號等環(huán)節(jié)組成。

19.自動并列裝置檢測并列條件的電壓人們常稱為整步電壓“

20.頻率差檢測是在恒定超前覽回之前完成的檢測任務(wù)，用來判別是否符合并列條件。

二、名詞解釋

1.恒定越前相角準(zhǔn)同期并列：在Ug和Ux兩個相量重合之前恒定角度發(fā)出合閘信號的叫恒定

越前相角并列裝置。

2.恒定越前時間準(zhǔn)同期并列：在Ug和Ux兩個相量重合之前恒定時間發(fā)出合閘信號的叫恒定

越前時間并列裝置。

3.同步發(fā)電機的進相運行：同步發(fā)電機欠勵磁運行時，由滯后功率因數(shù)變?yōu)槌肮β室驍?shù)，

發(fā)電機從系統(tǒng)吸收無功功率，這種運行方式稱為同步發(fā)電機的進相運行。

4.勵磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性：勵磁調(diào)節(jié)器輸出的勵磁電流（電壓）與發(fā)電機端電壓之間的

關(guān)系特性。

5.調(diào)差系數(shù)：表示無功負荷電流從零變至額定值時，發(fā)電機端電壓的相對變化。

6.負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)：系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時，總負荷吸收的有功功率也隨之變化的現(xiàn)象。

即當(dāng)頻率下降時，總負荷吸收的有功功率隨之下降；當(dāng)頻率上升時，總負荷吸收的有功功

率隨之上升。

7.發(fā)電機的功率-頻率特性：系統(tǒng)頻率變化，整個系統(tǒng)的有功負荷也要隨著改變，這種有功

負荷隨頻率而改變的特性。

8.電力系統(tǒng)一次調(diào)頻：通過發(fā)電機調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)，反映機組轉(zhuǎn)速變化而相應(yīng)調(diào)整原動力門開

度，完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率

9.電力系統(tǒng)二次調(diào)頻：為了使頻率偏差不超過允許范圍，通常要通過人工手動或調(diào)頻裝置自

動地改變變速機構(gòu)位置即改變調(diào)速淵的工作特性，使電力系統(tǒng)的總負荷與總出力在額定頻

率卜達到平衡。通過改變調(diào)速器工作特性而實現(xiàn)的調(diào)節(jié)過程，就是頻率的二次調(diào)整，是對

第二種負荷變動引起的頻率偏差進行的調(diào)整。

10.等微增率法則：運行的發(fā)電機組按微增率相等的原則來分配負荷，這樣就可使系統(tǒng)總的燃

料消耗為最小，從而是最經(jīng)濟的。

11.電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性：當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額造成系統(tǒng)頻率下降時，系統(tǒng)頻率隨時

間由額定值變化到穩(wěn)定頻率的過程，稱為電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性。

三、簡答題

1.準(zhǔn)同期并列的理想條件有哪些？

（1）'%=叫或幾=人（即頻率相等）

（2）%=力（即電壓幅值相等）

（3）4=°（即相角差為零）

2.簡述同步發(fā)電機的兩種并列操作方法的過程？

答：準(zhǔn)同步并列的方法是：發(fā)柳I在并列合閘前因儂，當(dāng)發(fā)也I電國怫值、蟒、

相位分別與并列點系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值、頻率、相位接近相劄寸，將發(fā)電機斷路器合何，

完成并列操作。自同步并列的方法是：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，在原動機轉(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。

3.為什么準(zhǔn)同期并列產(chǎn)生的沖擊電流??？

答：當(dāng)電網(wǎng)參數(shù)一定時，沖擊電流決定于相量差Us,由于準(zhǔn)同期并列操作是并列斷路器

QF在滿足頻率相等幅值相等相角差為零的理想條件下合閘的，雖然不能達到理想的條件，

但是實際合閘時相量差Us的值很小，因此計算出的沖擊電流很小。

4.電力系統(tǒng)低頻運行有哪些危害？

答：（1）系統(tǒng)頻率下降使汽輪機葉片受損：（2）頻率下降使廠用電異步電動機的生產(chǎn)率下

降，使發(fā)電機出力下降，嚴(yán)重時造成電力系統(tǒng)頻率崩潰；（3）頻率下降使某些勵磁系統(tǒng)的

勵磁電壓下降，影響系統(tǒng)的電壓水平，嚴(yán)重時造成電力系統(tǒng)頻率崩潰。

5.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，決定看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(dǎo)致發(fā)

電機失步，造成并列失敗。

6.水輪機發(fā)電機組為什么要強行減磁？

答：當(dāng)水輪機發(fā)電機組發(fā)生故障突然跳閘時，由于它的調(diào)速系統(tǒng)具有較大的慣性，不能

迅速關(guān)閉導(dǎo)水葉，因而會使轉(zhuǎn)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,

與間的電壓差，且調(diào)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(dāng)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(nèi)。

四、計算題

1.某系統(tǒng)負荷總?cè)萘繛?6000MW,負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)K=2,若不考慮調(diào)速器的作用，計算當(dāng)

頻率下降到47Hz時，系統(tǒng)有功缺額是多少？系統(tǒng)總的發(fā)電功率是多少？

解：

—K上更

PL￡fN

缺額為：

P"Kx/'―卜XP/v=2x47—5°x16000=-1920(MW)(MW)

fa50

發(fā)電功率為：P=16000-1920=14080(MW)

2.某電力系統(tǒng)中，與頻宓無關(guān)的負荷占30%,與頻率一次方成比例的負荷占40%,與頻率

二次方成比例的負荷占10%,其余為與頻率三次方成比例的負荷。求系統(tǒng)頻率由50Hz下

降到47Hz時，負荷功率變化的百分數(shù)及其相應(yīng)的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)K/,值。

解當(dāng)fu47Hz時./.=興=0.94

由式(5-4)可以求出當(dāng)頻率下降到47Hz時系統(tǒng)的負荷為

21

H?=%+aj.4-a2f.-Faj/.

=0.34-0.4X0.94+0.1X0.942+0.2X0,945

=0.34-0.376+O.088+0.166=0.930

則

4%=(1-0.930)X100=7

于是=守=不=1.17

五、分析題

1.同步發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)并聯(lián)運行，且保持輸出有功恒定，當(dāng)改變勵磁電流時，對發(fā)電機

輸出無功功率的影響是什么？其依據(jù)(方程、表達式)是什么？

答：由于發(fā)電機發(fā)出的有功功率只受調(diào)速器的控制，與勵磁電流大小無關(guān)，故無論勵磁電

流如何變化，發(fā)電機的有功功率P均為常數(shù)，即

P=UGIGcos6=常數(shù)

nEGUG.e

P=-----sinb

=常數(shù)

由于UG=常數(shù)，故IGcos4>=常數(shù)，EGsin6=常數(shù)

所以勵磁電流改變時，改變了發(fā)電機發(fā)出的無功功率和功率角6的大小。

2.試畫出電力系統(tǒng)負荷靜態(tài)頻率特性曲線，并說明負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)的意義。為何負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)

系數(shù)K會因季節(jié)變化而變化？

答：電力系統(tǒng)負荷靜態(tài)頻率特性曲線為：

3.

負荷吸收的有功功率隨頻率變化的現(xiàn)象稱為負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)，頻率降低時，總負荷吸收

的有功功率隨之下降：當(dāng)頻率上升時，總負荷吸收的有功功率隨之上升。