《電力系統(tǒng)自動化》考試復習題及答案

《電力系統(tǒng)自動化》課程考試復習內(nèi)容—答案整理：史躍鵬2011。7.172011學年第二學期《電力系統(tǒng)分析》，要求平均分大于75分才能獲得學位。請簡述電力系統(tǒng)的主要特點和運行的基本要求。參考書1答:特點：1、與國民經(jīng)濟、人民日常生活聯(lián)系緊密。2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大復雜3、各種暫態(tài)過程非常短促4、電能不能大量儲存基本要求：1、保證供電的可靠性2、保證良好的電能質(zhì)量3、保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。參考書1章“”答：1、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化2、電廠動力機械自動化3、變電站自動化4、電力系統(tǒng)自動裝置準同期并列的三要素是什么？并列開關(guān)兩側(cè)的電壓相等，并列開關(guān)兩側(cè)電源的頻率相同,并列開關(guān)兩側(cè)電壓的相位角相同。參考書21二、準同期并列并列開關(guān)兩側(cè)的電壓相等，并列開關(guān)兩側(cè)電源的頻率相同,并列開關(guān)兩側(cè)電壓的相位角相同。并列操作瞬間如果存在相位差，請分析準同期并列操作對系統(tǒng)的影響.參考書2章第1”180200—180并列操作瞬間如果存在頻率差，請分析準同期并列操作對系統(tǒng)的影響。2章第1二、準同期并列”答：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.并列操作瞬間如果存在電壓幅值差，請分析準同期并列操作對系統(tǒng)的影響.2章第1合”答：合閘時產(chǎn)生沖擊電流，為無功性質(zhì)，對發(fā)電機定子繞組產(chǎn)生作用力。5%,0。1Ts9s11s時,列操作的壓差和頻差條件.Ts2πtTs2πt1正弦整步電壓波形參考書：第2章第2節(jié)“一、脈動電壓”答案:當時，壓差和頻差條件均滿足。圖2所示兩種頻差情況的U (恒定越前時間脈沖）與U （恒定越前相角脈t.ad δ.ad沖）關(guān)系波形圖，通過比較Ut.ad與Uδ.ad順序檢查頻差大小,請問哪種頻差情況滿足并列操作的要求，為什么?Ts

Ts

Tsut.ad

t2π (δ)t

ut.ad

t2π (δ)t

ut.ad

t2π (δ)tuδ.ad

2π2π(a)

(δ)t(δ)

2πuδ.ad2π

(b)

(δ)t(δ)

uδ.ad

2π2π(c)

(δ)t(δ)圖2兩種頻差情況的Ut.ad

與Uδ.ad

關(guān)系波形圖參考書：第2章第3”答案：圖（a)所示，u

有效電平出現(xiàn)時間先于u

，表示

,即實際頻差小于δ.ad

t.ad

s sY

有效電平出現(xiàn)時間先于u

δ。ad

,表示 s

，即實際頻差大于頻差設(shè)定值；圖（c)所示，u

δ。ad

有效電平出現(xiàn)時間等于ut。ad

表示 s

，即sY實際頻差等于允許頻差;顯然圖(a)、圖（c)所示情況滿足并列操作要求。同步發(fā)電機勵磁自動調(diào)節(jié)的主要作用有哪些？參考書:第3章第1節(jié)“一、同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的主要任務”答：1、控制電壓2、合理分配并聯(lián)發(fā)電機間的無功功率3、提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性4、提高帶時限繼電保護動作的可靠性）5、水輪發(fā)電機組要求強行減磁10。簡述同步發(fā)電機自并勵勵磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其工作原理和特點?畫出其示意圖.參考書：第3章第3節(jié)“同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)"中的“三、靜止勵磁系統(tǒng)”答（如下圖）經(jīng)過勵磁變壓器TV降壓，可控硅整流器VS制角進行控制。特點：1、結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高，造價低，維護量小。2、沒有勵磁機，縮短了機組主軸的長度,可減少電廠土建造價。3、直接用可控硅控制轉(zhuǎn)子電壓，可獲得很快的勵磁電壓響應速度，可以近似地認為具有階躍函數(shù)那樣的響應速度。示意圖：圖。參考書：第3章第3節(jié)“同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)”中的“二、交流勵磁機勵磁系統(tǒng)”個自勵恒壓調(diào)節(jié)器維持其端電壓為恒定值,供給發(fā)電機.特點：1、取消了直流勵磁機,不存在換向問題，而交流勵磁機的容量可以做的很大,所以容量不受限制2、交流主勵和副勵與發(fā)電機同軸，自成體系,勵磁系統(tǒng)不受電網(wǎng)的干擾,可靠性高3、由于晶閘管的控制角變化很快，勵磁電流可以很快變化，所以為快速勵磁系統(tǒng)。4、交流勵磁機的時間常數(shù)大，控制環(huán)節(jié)多，增加了勵磁系統(tǒng)的時間常數(shù)。為解決此問題，勵磁機轉(zhuǎn)子采用疊片式結(jié)構(gòu)，也使得輸出的直流波紋減小。、有轉(zhuǎn)子滑環(huán)和碳刷。、加長了主機軸長度。同步發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)器由哪幾個單元電路構(gòu)成？各單元的主要功能要34自動勵磁調(diào)節(jié)器基本原理答:構(gòu)成2、移相觸發(fā)單元對個單元的要求:一、 測量比較單元1、測量電路應該有足夠高的靈敏度，基準電壓穩(wěn)定,電壓給定電路的調(diào)整范圍必須滿足運行要求2、測量電路應該具有優(yōu)良的動態(tài)性能3、測量電路的輸出電壓應該平穩(wěn)，波紋要二、 綜合放大單元1、要求能線性無關(guān)地綜合、放大各個輸入信號。2、有足夠的運算精度和放大系數(shù)，放大系數(shù)可調(diào)整3、響應速度要快，時間常數(shù)要小4、工作穩(wěn)定、輸出阻抗低。5、輸出電壓范圍滿足移相觸發(fā)單元的要三、 移相觸發(fā)單元1、晶閘管的觸發(fā)脈沖應該與奸詐管陽極電壓同步。2、觸發(fā)脈沖移相范圍要符合相應可控整流電路的要求3、觸發(fā)脈沖應有足夠的功率以保證可控硅元件可靠地導通。4、觸發(fā)脈沖的上升前沿要陡.5、觸發(fā)脈沖有足夠的寬度。6、觸發(fā)脈沖與主電路應相互隔望7、保證各相可控硅元件的控制角一致.8、對三相全控橋式整流電路，還要求觸發(fā)脈沖寬度大于60度或者采用雙脈沖觸發(fā).什么叫發(fā)電機“滅磁”（知識）答:發(fā)電機滅磁是將發(fā)電機勵磁電源切除再通過一定的方式來消除殘余的磁場從滅磁（目前用得比較多）、非線性滅磁、碳化硅滅磁。2答:發(fā)電機滅磁是將發(fā)電機勵磁電源切除再通過一定的方式來消除殘余的磁場從滅磁（目前用得比較多）、非線性滅磁、碳化硅滅磁。3給出了同步發(fā)電機感應電動勢和勵磁電流關(guān)系請推導發(fā)電機感應根據(jù)推導結(jié)論畫出發(fā)電機的G無功調(diào)節(jié)特性（3）減小時,發(fā)電機機端電壓的變化過程.若要維持發(fā)電機端電壓不變，則發(fā)電機的勵磁電流應該如何調(diào)節(jié)？為什么？qδqδψUjI xG dGGIPIQIG圖3.同步發(fā)電機感應電動勢和勵磁電流關(guān)系參考答案：由矢量圖可知：E Uq G

jI XG d感應電動勢E 和機端電壓U 的代數(shù)關(guān)系為：q GEcosq G

U I XG Q

E Uq

I XQ

(cosG

1)由上式可知IQ－UG無功調(diào)節(jié)特性為：UG UG或：衡，由圖可知當無功電流減小，機端電壓升高,由上式可知，如要維持機端電壓，必須減小勵磁電流，即通過減小發(fā)電機的感應電動勢維持機端電壓的不變。參考書：第3章“第1節(jié)“同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的主要任務”中的（一）控制電壓”簡述電力系統(tǒng)的典型調(diào)頻方法及其調(diào)頻方程式。4PLPL1曲線為PG1點為少△PL，請簡述系統(tǒng)的頻率調(diào)整過程。f P =f(f)L1f b f1

P=f(f)LN c PP d G

=f(f)△L△PL1d

P =f(f)G1△PL2PL2

△PL1bP P PL1 L圖4.電力系統(tǒng)的功率-頻率關(guān)系及頻率特性參考書第4章第1節(jié)“(三）電力系統(tǒng)的功率－頻率特性”參考答案:頻率變化過程：a→b→c，發(fā)電機輸出功率變化過程：PL→PL1→PL2，答案中包括一次調(diào)頻和二次調(diào)頻..答：參考課本P90.?答：五種:1、正常運行狀態(tài)。電力系統(tǒng)總有功和總無功滿足需求，母線電壓頻率在正常范圍內(nèi)，電源設(shè)備和輸變電設(shè)備又均在規(guī)定的限額內(nèi)運行。2、警戒狀態(tài)。電能指標，各個參量雖然在允許的限值之內(nèi)，但是系統(tǒng)的安全系數(shù)已經(jīng)下降.3、緊急狀態(tài)。在正常運行狀態(tài)或者警戒狀態(tài)的情況下，發(fā)生短路故障或者切除大容量機組等狀況時的狀態(tài)。4、系統(tǒng)崩潰。緊急狀態(tài)下，如果處理不當，有可能使初始的干擾及其產(chǎn)生的連鎖反應身份嚴重,使系統(tǒng)失去穩(wěn)定的狀態(tài)。5、恢復狀態(tài)。系統(tǒng)崩潰后，借助繼電保護和自動裝置將故障隔離，使事故停止擴大。什么是電力系統(tǒng)分層調(diào)度控制？現(xiàn)代電力大系統(tǒng)為什么實行分層調(diào)度控制原因：1、集中調(diào)度控制有明顯的缺點。2、分層調(diào)度的優(yōu)點：2。12.22。32。4靈活性增強2.5提高投資效率EMS，EMSSCADA什么關(guān)聯(lián)？SCADA員仿真培訓系統(tǒng)等，由此形成了新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)——能量管理系統(tǒng)EMS。EMS包括了SCADA。,10100101進行調(diào)制的波形。答：參見課本P115。22．簡述電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)（包括警戒狀態(tài)）的安全控制主要內(nèi)容.答：1、滿足用戶供電需要，包括供電數(shù)量和質(zhì)量.2、系統(tǒng)安全性，保證連續(xù)的系統(tǒng)功能345、節(jié)約燃料和其他資源什么是電力系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)安全分析，其目的是什么？答：目的：提高系統(tǒng)安全性。為維持電力系統(tǒng)的無功功率平衡，可以從哪些方面采取措施?答:;（止調(diào)相機;人的無功功率。5UB的表達式，并根據(jù)UB的控制方式有那些,UGUG1:KK:1U12B～ R+jX圖5.電力系統(tǒng)電壓控制原理圖U KB G

U)/K2

(UKG

PRQXU 2N

（U UK）N G 1U簡述配電網(wǎng)饋線自動化的主要功能。它有哪兩種實現(xiàn)方式？答:主要功能：1、配電線路負荷監(jiān)測23實現(xiàn)方式：1、當?shù)乜刂品绞?、遠方控制方式2用于恢復狀態(tài)的安全穩(wěn)定控制簡述電力系統(tǒng)自動解列裝置及其作用。自動裝置。作用：當電力系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定性破壞,如