電力系統(tǒng)自動化習題及答案

1、第一章 發(fā)電機的白動并列習題1 1、同步發(fā)電機并網(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)電機加勵磁，調節(jié)其參數(shù)使之參數(shù)符合并網(wǎng)條件，并入電網(wǎng)。自：不在待并電機加勵磁，當轉速接近同步轉速，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 2、同步發(fā)電機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？相角相等：a e=0 a G=a X相位差接近，誤差不大于 53 3、幅值和頻率分別不滿足準同期理想并

2、列條件時對系統(tǒng)和發(fā)電機分別有何影響？幅值差：合閘時產(chǎn)生沖擊電流，為無功性質，對發(fā)電機定子繞組產(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， 有功分量和轉子電流作用產(chǎn)生的力矩也時大時 小變化， 使發(fā)電機振動。頻率差大時，無法拉入同步。4 4、何為正弦脈動電壓？如何獲得？包含合閘需要的哪些信息？如何從波形上理想條件:實際條件待并發(fā)電機與系統(tǒng)幅值相等:UG=UX電壓差 Us 不能超過額定電壓的 5%-10%頻率相等:3 G=3 X頻率差不超過額定的 0.2%-0.5%獲

3、得？5 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 6、線性整步電壓形成電路由幾局部組成？各局部的作用是什么？根據(jù)電網(wǎng)電壓和發(fā)電機端電壓波形繪制出各局部對應的波形圖。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 的正弦波轉變成與其頻率和相位相同的一系歹 0 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跟隨器組成， 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 7、簡述合閘條件的計

4、算過程。Step 1 :計算 Usmin,如果 Usminv USy 轉 Step 2 ;否那么調整 G 來改變 UGStep 2 : 3 sy 的計算Step 3 :如果 3 s v 3 sy 繼續(xù) Step 4 ;否那么調整 G 來改變 3 G, 3 s= 3 G-w XStep 4 : a e 的計算：a e=tYJ?3 sStep5 : a e a ey 合閘；否那么調整 G 來改變 3 G,從而 a e8 8、 簡述同步發(fā)電機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)電機發(fā)出功率，那么發(fā)電機將被制動減速

5、， 當 Ug 落后 Ux,發(fā)電機吸收無功，那么發(fā)電機加速。2 、當發(fā)電機剛并入時處于 a 電，為超前情況，Ws 下降-到達 b 點，Wg=Wx &e 最大,W 下降，&e下降- 處于原點，Ug=Ux-&e=0 , Wg： Wx過原點后，&U 0,Wc|#總之。A-b-0-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 9、準同期并列為什么要在 5 5 =0=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？ 1010、恒定越前時間并列裝置如何檢測 3 3 s3s|tyj|時，即恒定超前相角電平檢測器失于

6、恒定越前時間電平檢測器動作時，才說明這是的 W&、于允許滑差的頻率 Wsy1111、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？1212、數(shù)字式白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)電機和母線電壓互感器二次側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)電機同步轉速調節(jié)的增速、減速信號，調節(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)電機勵磁白動控制系統(tǒng)1 1、同步發(fā)電機勵磁白動調節(jié)的作用是什么？(1)電力系統(tǒng)正常運行時，維持發(fā)電機或系統(tǒng)某點電壓水平；(2)在并列運行發(fā)電機之間，合理分配機組問的無功負荷；(3)

7、提高發(fā)電機靜穩(wěn)定極限。(4)提高系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定；(5)限制發(fā)電機突然卸載時電壓上升；(6)發(fā)電機故障時，對發(fā)電機實行快速滅磁。2 2、同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)有哪幾種？各有何特點？a：直流勵磁機：結構簡單，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)十擾，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)：結構簡單，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 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

8、，經(jīng)受微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突然遭受較大擾動后，能否過渡到一個新的穩(wěn)定運行狀態(tài)或恢復到原運行狀態(tài)的能力4 4、何謂強勵？強勵的根本作用是什么？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)電機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)KHSE；勵磁電壓響應比5 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)電機勵磁繞組的磁場

9、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子回路的快速滅磁6 6、勵磁調節(jié)器的根本組成有哪些？畫出白動勵磁控制系統(tǒng)方框圖。書上圖 2-24根本組成局部：測量比擬單元，綜合放大單元，移相觸發(fā)單元，自動手動的自動切 換。7 7、對勵磁調節(jié)器靜特性調整的根本要求是什么？a、保證并列運行發(fā)電機組問無功電流的合理分配，即改變調差系統(tǒng)。b、保證發(fā)電機能平穩(wěn)地投入和退出工作，平穩(wěn)地改變無功負荷，而不發(fā)

10、生無功功率的沖擊現(xiàn)象，即上下平移無功調節(jié)特性8 8、何謂同步發(fā)電機組的白然調差系數(shù)？對于電壓偏差進行比例調節(jié)的勵磁調節(jié)器，當調差單元退出工作時，發(fā)電機外特性 的調差系數(shù)，是不可調節(jié)的固定值當調差單元退出工作時，發(fā)電機外特性的調差系數(shù)，用Kadj。表示。其值一般小于1,且不可調，近似無差，因此不能滿足發(fā)電機的運行要求。9 9、在勵磁調節(jié)器中為要設置調差單元？如何進行正調差接線和負調差接線？對勵磁調節(jié)系統(tǒng)外特性有何影響？a、設置調差單元是為了進行發(fā)電機外特性的調差系數(shù)調整；b、 正接線：在發(fā)電機互感器的二次側，A,C 兩相分別接申入 Ra, Rc,在 Ra 中引入 Ic , Rc 中弓 I 入 R

11、a。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+IaRc1010、 平移發(fā)電機的外特性有何作用？發(fā)電機投入或退出電網(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)電機的外特性。轉移無功1111、 白動勵磁調節(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)電機組進相運行滿足靜穩(wěn)定條件，限制發(fā)電機在允許進相容量曲線上，從而防止發(fā)電機定子端部過熱。b、瞬時電流限制：當勵磁機電壓到達發(fā)電機允許的勵磁頂值電壓數(shù)倍時，立即對勵磁機的勵磁電流加以限制，防止危及發(fā)電機的平安運行c、最大勵磁限制：防止發(fā)電機轉子繞組長時間過

12、勵d、伏/赫限制器：防止發(fā)電機的端電壓與頻率比過高1212、如何通過設置反響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)頻率和有功功率調節(jié)1 1、為什么說頻率調節(jié)與有功功率調節(jié)不可分割 ？當系統(tǒng)的負荷功率增加時，系統(tǒng)就出現(xiàn)了功率缺額。此時，機組的轉速下降，整個 系統(tǒng)的頻率降低?？梢姡到y(tǒng)頻率的變化是由于發(fā)電機的負荷功率與原動機輸入功 率之間失去平衡所致2 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

13、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 3、在某電力系統(tǒng)中，與頻率無關的負荷占28%28%與頻率一次方成比例的負荷占 41%41%與頻率二次方成比例的負荷占 11%11%與頻率三次方成比例的負 荷占 20%20%當系統(tǒng)頻率由 50Hz50Hz 下降到 48Hz48Hz 時，系統(tǒng)KL*值為多少？/ = = = 0.96/v 50+冬7?=0.28+0.4 lx 0.96+0.1 lx 0 96：+ 0.2 x 0.96:= 0.9519P,-P.v, = 0.9519-1 = -0.0481M兀* =0 96-1 = -0.

14、04A=-0 0411=I2025 0,044 4、電力系統(tǒng)頻率一次調節(jié)和二次調節(jié)有何區(qū)別？當系統(tǒng)負荷增加，頻率開始下降，調速器起作用，增加機組的輸入功率，經(jīng)過一段 時間后運行點穩(wěn)定在靠近50Hz,調整結束時頻率與額定值偏差較大一一調節(jié)結果是 有差。頻率的二次調整通過調頻器反響系統(tǒng)頻率變化，調節(jié)原動力閥門開度調節(jié)轉速，表 現(xiàn)為一條調節(jié)特性上、下平移，可以保證調整結束時頻率與額定值偏差很小或趨丁 零 調節(jié)結果是無差的。5 5、調速器的失靈區(qū)對頻率調整有何影響 ？導致并聯(lián)運行的發(fā)電機組之間有功功率分配產(chǎn)生誤差或頻率誤差。有功功率分配的最大誤差 與失靈度 成正比，而與調差系數(shù) 成反比。6 6、如何確

15、定電力系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定運行點？在穩(wěn)定頻率下，發(fā)電機組的功率-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 7、 電力系統(tǒng)調頻常用的主導發(fā)電機法、積差法、改良積差法，寫出各調頻方 程，分析各白的工作特點。8 8、 何謂分區(qū)控制誤差 ACAC 日如何判斷發(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 9、 何謂等微增率準那么？為什么根據(jù)該準那么能使電力系統(tǒng)運行最經(jīng)濟 ？運行的發(fā)電機組按微增率相等的原那么來分配負荷。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，頻率上升到額定值為止。最經(jīng)濟的分配方案：系統(tǒng)中調頻電

16、廠按下式運行：燈b2bn-=-=-=A1一11-21 -n舄系統(tǒng)微增率；dFi=bi各電廠電廠微增率；dRQi 各電廠的線損微增率，即 巧=弟/餐 R ;1010、AGCAGC 勺根本任務是什么？調整分配的負荷分配公式是什么？為什么說它是 一種比擬理想的分配方式。1111、什么是 ZPJHZPJH 為何要實行 ZPJHZPJH1212、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)電壓和無功功率調節(jié)1 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)電機即是無功電源，也是有功電源；旋轉兀件同步調相機即可輸出無功功率，也可吸收無功功率；旋轉元件并聯(lián)電容

17、器輸出感性無功功率，只能提局補償點電壓；靜止元件靜止無功補償器輸出感性或谷性無功，提局或降低補償點電壓靜止元件2 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：#%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%3 3、某變壓器銘牌參數(shù)為：$ $ =31.5MVA,=31.5MVA, 1101102X2X 2.5%/6.3kV2.5%/6.3kV , ,歸算到高壓側的線路阻抗為ZT=2.5+j40=2.5+j40。線路末端最大負荷功率為 30+j15MVA30+j15MVA

18、最小負荷功率為 12+j7MVA12+j7MVA 變壓器高壓側最大負荷時的電壓為110kV,110kV,最小負荷時的電壓為 114kV114kV。相應負荷母線允許電壓范圍為 66.6kV66.6kV。試 選擇變壓器分接頭。-4.572分RmaxRQ1maxX15 30 12 150=120-= 101.25kV120P1niinR QminX10 30 8 150-=120 -= 107.5kV1205=生丑生丑 2也也11 = 112.62kVU2min10.5取U1t= 107.25的分接頭,那么k =107.25= 10.25 11U2cmaxfU2max、210.5 f 101.252QcrnaUmax女2=10.5- 10.254.57X、kJ 150、10.25 J4 4、電力系統(tǒng)常用的電壓控制措施有哪些，控制的原理是什么？5 5、 如下列圖所示，變壓器變比為 110110 史短.5%.5% /11kV,/11kV,勵磁支路和線路對地電容 均被忽略。送端電壓為 120120 kVkV 且保持不變，受端電壓要求保持為 10.