电力系统自动化---习题及答案

第一、二章1.并列的方法有哪两种？如何定义？各有何特点？同步发电机并列操作分为：准同期并列和自同期并列。准同期并列的方法是发电机并列合闸前已加励磁，当发电机电压与并列点系列侧电压的幅值，频率，相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。准同期并列投入并联的优点是合闸时没有冲击电流，缺点是操作复杂且较费时间。自同期并列方法是未加励磁，接近同期转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁在原动机转矩同步转矩的作用下将发电机拉入同步完成并列操作；自同期并列的优点是操作简单迅速，不需增添复杂设备，缺点是合闸及接入励磁时有电流冲击。2.准同期并列的理想条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果？①发电机的频率和电网频率相同；②发电机和电网的的电压波形相同；③发电机的电网的电压大小、相位相同；④发电机和电网的相序相同，相角差为零。如果ΔU很大，则定子电流过大时，将会引起发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力的作用下受损。因此，一般要求电压差不应超过额定电压的5%~10%；如果δ很大，定子电流很大，其有功分量电流在发电机轴上产生冲击力矩，严重时损坏发电机，通常准同步并列操作允许的合闸相位差不应超过去5°；发电机在频差较大的情况下并入系统，立即带上较多正的（或负的）有功功率，对转子产生制动（或加速）的力矩，使发电机产生振动，严重时导致发电机失步，造成并列不成功。一般准同步并列时的允许频率差范围为额定频率的0.2%~0.5%。对工频额定频率50Hz，允许频率差为0.1~0.25Hz。3.为什么要在δ=0之前提前发合闸脉冲？在压差、频差满足要求的情况下，并列断路器主触头闭合时，应使δ等于0°。由于断路器的合闸过程有一定的时间，作为自动准同步装置，必须在δ=0°导前一个时间t发出合闸脉冲。4.自动准同步装置的任务是什么？（1）频差控制单元。检测与间的滑差角速度，调节转速，使发电机电压的频率接近于系统频率。（2）电压控制单元。检测与间的电压差，且调节电压使它与的差值小于允许值，促使并列条件的形成。（3）合闸信号控制单元。检查并列条件，当频率和电压都满足并列条件，选择合适的时机，即在相角差等于零的时刻，提前一个“恒定越前时间”发出合闸信号。一．如何利用线性整步电压来实现对频差大小的检查？并说明其工作原理。线性整部电压与时间具有线性关系，自动准同期装置中采用的线性整步电压通常为三角波整步电压，含有相差和频率差信息。利用比较恒定越前时间电平检测器和恒定越前相角电平检测器的动作次序来实现滑差检查，如果将按允许滑差下恒定越前时间的相角差进行整定，当时SSYYJAtt当SYS时YJAtt当SYS时YJAtt当SYS时YJAtt只有当YJAtt，即恒定越前相角电平检测器先于越前时间动作时，才说明这时的小于允许滑差的频率，从而作出频率差符合并列条件的判断。二．如何检出两正弦波形电压的同相点和反相点？画出波形图并说明工作原理。将GU和XU的正弦波换成与主频率和相位相同的一系列方波，方波的幅值与GU、XU的幅值无关。在两个输入信号的电平相同时输出为高电平“1”，两者不同时则输出为低电平“0”。三.何谓滑差、滑差周期？与发电机Ug和系统Us的相角差δ有什么关系？频差fs：fffxGs电角速度之差称为滑差角速度，简称滑差，用s表示：ttteGuxuGuxuGuxuoooosLusLmUtabcde2otoooxGs,滑差周期为sssfT12它们都是描述两电压矢量相对运动快慢的一组数据。tS四.简述交、直流励磁机励磁系统的基本构成、特点及使用范围。直流励磁机励磁系统靠机械整流子换向整流，是过去常用的一种励磁方式。但励磁电流过大时，换向很困难。优点：控制方便,点：有滑环、电刷易产生火花，可靠性不高结构复杂，不易维护.交流励磁机系统的核心设备是交流励磁机，要求其响应速度很快。所以大型机组交流励磁机采用他励方式.他励交流励磁机励磁系统优点：响应速度快（相对DC）；容量较大（相对DC）缺点：有滑环、电刷易产生火花，可靠性不高结构复杂，不易维护.无刷励磁系统优点：维护工作量少；可靠性高无接触磨损，电机绝缘寿命长缺点：响应速度慢不能直接灭磁对机械性能要求高.五.何谓同步发电机励磁控制系统静态工作特性？何谓发电机端电压调差率？同步发电机励磁控制系统的静态工作特性是指在没有人工参与调节的情况下，发电机机端电压与发电机电流的无功分量之间的静态特性。此特性通常称为发电机外特性或电压调节特性，也称为电压调差特性。发电机机端电压调差率指磁调节器的调差单元投入、电压给定值固定、发电机功率因数为零的情况下，发电机无功负荷从零变化到额定值时，用发电机额定电压的百分数表示的发电机机端电压变化率。第三章（1）.我国规定频率的额定值是多少？允许偏移值是多少？系统低频运行有什么危害？（2）.某电力系统有两台额定功率为200MW的发电机，每台发电机的调速器的调差系数为0.04，额定频率为50Hz，系统总负荷为320MW，负荷的频率调节效应系数KL=20MW/Hz，在额定频率运行时，若系统增加负荷60MW，试计算下列两种情况下系统频率的变化值。(1)两台机组原来平均承担负荷；(2)原来一台机组满载，另一台带120MW的负荷。说明两种情况下频率变化的不同原因。（3）.电力系统中电压调整与频率调整有哪些区别？（4）.一台50MW的发电机，升压变压器型号为SFL7—63000/110，额定电压比为(121±2×2.5%)kV/10.5kV，归算到高压侧的变压器阻抗为(3.15+j63.5)Ω。已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为(50.4+j37.8)MVA和(25+j20)MVA，变压器高压侧要求的电压分别为120kV和115kV。发电机的电压在10kV～11kV范围内变化时，试选择变压器的分接头电压。