东北大学电力系统自动化作业

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资源描述

问题二:结合电力系统的工作特点,回答下面问题。(1)详细回顾和规划作为人的微型电力系统的过去轨迹和未来计划安排。①发电机的励磁系统方面分析发电机的励磁系统的组成为励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流;而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势,也促使励磁技术不断发展。同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器(装置)两大部分组成。其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分,而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。励磁系统是发电机的重要组成部份,它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。励磁系统的主要作用有:1)根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流,以维持机端电压为给定值;2)控制并列运行各发电机间无功功率分配;3)提高发电机并列运行的静态稳定性;4)提高发电机并列运行的暂态稳定性;5)在发电机内部出现故障时,进行灭磁,以减小故障损失程度;6)根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。如果把人看做一个微型电力系统,那么,发电机的励磁系统相当于人的自身调节系统。人在长时间的工作、学习后,身体将无法负荷,那么此时身体的系统将不能稳定的正常的运行。那么人身体里的励磁系统将产生作用,人将会自动的选择休息自动补充能量(吃饭喝水),以保证身体的健康,我们工作学习的正常进行。从生物学的角度来说,励磁系统与我们身体内的免疫系统十分相似。当身体受到外来的细菌或病毒的侵扰时,免疫细胞将自动的杀死病毒或细菌。但是不管是励磁系统还是认得自身调节系统,它们的调节能力都是有一定限度的。如果发电机的负荷变化超出了所能够调节的范围,那么发电机的运行必将崩溃。同理,如果我们过度的工作学习,使自己的身体超负荷运做,那么即使人拥有最智能的调节系统我们的身体也会崩溃,造成不可挽回的伤害。因此我们要学会做人做事适可而止,做什么事儿都不要太极端,这样才能给自己留下调整和发展的空间。②发电机的有功功率和无功功率方面分析发电机在运行时需要无功和有功。在具有电感或电容的电路中,电感或电容在半周期的时间里又将贮存的磁场(或电场)能量送给电源,与电源进行能量交换,并未真正消耗能量,我们把与电源交换能量速率的振幅称为无功功率。无功作用:建立磁场,维持设备运行的功,输送有功的。比如:产生磁场等,这部分是不做功的,所以我们叫他无功。有功作用:实际生产产品所需要的功,这部分是消耗了电能用来生产产品的,所以我们叫有功。电能用于做功被消耗,它们转化为热能、光能、机械能或化学能等,称为有功功率;又叫平均功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值,功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,它是指在电路中电阻部分所消耗的功率,以字母P表示,单位瓦特。人作为一个微型电力系统,有功功率就相当于人们用于工作、学习等创造价值和财富的时间,而无功功率就相当于人们娱乐游玩放松自己以及碌碌无为浪费的时间。但是从无功功率的定义以及作用,我们知道,无功功率并非“无功”,设备的正常稳定运行,有功功率的输送都与无功功率有着密不可分的关系。那么我们从中是不是也受到了启发呢。我们平时用来娱乐游玩的时间并不是浪费,适当的解压放松自己是必不可缺的。经调查白领每周加班逾三日,有人曾捱足十八天才休假,大部分在放工后、休假时亦要接听工作电话或接收电邮,更因工作压力大出现“断片”、工作甩漏等情况。有注册营养师指市民如长期受压,会增加破坏脑细胞的游离基。没有人可以一直不停歇的工作,那样不仅自己的身体受不了,而且这样工作的效率极低,这样是很没有意义的。学会适当的休息调节自己,不仅可以调节人的心情,还可以使人保持良好的状态,这样才能提高工作学习的的效率和质量。那么我们如何放松自己呢,我觉得首先要保持好的睡眠现在有些人为了工作赶进度工作到很晚,可是他们第二天会十分难受工作效率很低,这是不可取的。当然良好的饮食习惯也十分重要,民以食为天嘛。运动方面也要好的习惯,也要参加一些有趣味的活动,增添生活的丰富多采保持好的精神状态!相信,不管是工作,还是生活,都不会觉得累。③电力系统的输电和用电负荷的无功损耗方面分析无功负荷是指在电力负载中不作功的部分,只在感性负载中才消耗无功功率,即定子线圈为产生磁场所需要消耗的无功功率。如:变压器、电动机、空调、冰箱等。所以在发电机输出有功功率的同时,还需要提供无功功率。无功功率不能满足电网时,系统的电压将会下降,为了满足用户的需求,所以在变电所里要安装无功补偿器,来保持无功功率的平衡,这样才能维持电压水平。电力系统中的元件有很大一部分是根据电磁感应原理工作的,成为电力系统的无功负荷。主要有用电设备吸收的无功功率,变压器的无功损耗,输电线的无功损耗,并联电抗器(感性无功补偿设备)所吸收的无功功率及晶闸管换流设备所吸收的无功功率等。这些元件除了从电力系统中吸取(传输)有功功率外,还要吸取无功功率。从发电厂到用户要经过升压、降压多个环节,无功消耗相当可观,约为用户无功负荷的75%,输电线上的无功损耗约为用户无功负荷的25%,因此,电力系统要供应两倍的用户无功负荷,一般是用户有功功率的1.0~1.5倍。虽然无功负荷本身不作功,只与电源交换能量,但其占用电力系统发电、供电设备容量,造成电力系统设备过载和出力不足,增加电力网在电力专输过程中的电压损失和有功功率、无功功率损耗,在严重的情况下可能导致设备损坏、系统解列。老舍先生曾经所过;“一直劳累会危害身心健康,一直逸着不劳累,他也回危害身体,劳逸结合有益身心健康。”虽然“无功功率”很重要,但是我们要知道“有功功率”才是人们真正想要的。过量的无功负荷会增加电力网在电力专输过程中的电压损失和有功功率、无功功率损耗,在严重的情况下可能导致设备损坏、系统解列。我们不能“舍本逐末”,然而生活中我们身边的朋友、同学、家人甚至我们自己都常常忘了这一点。我们有时候总是把大量的时间用在上网、逛街、聊天等事情上,没有充分的利用大学这个庞大的资源来充实自己提升自己。如今我们以步入大三,经常会感叹惋惜自己浪费的宝贵时间。我们都是二十岁的轻狂少年,总是在最后的时候才意识到自己挥霍了大把的时间。但是,总要的是我们总算是认识到了这一点,还算为时不晚。在我们在大学期间剩余的时间里,我们要努力把握好每一个机会,珍惜每一分钟学习的机会,尽量提升我们的“有功功率”。④配电网和用电的运营方面分析智能配电就是指电网在供电成本率低或发电能源消耗率及网损率最小的条件下运行电网经济运行就是一项实用性很强的节能技术。合理调节配网运方使电力系统经济运行。电力系统的经济运行主要是确定机组的最佳组合和经济地分配负荷。电网要考虑的是全系统的经济性,是在保证区域电网(110kV以上)和地区电网(110kV以下的城区网、农网和企业网)的安全运行和保证供电质量的基础上,充分利用电网中现有输(配)变电设备,在系统有功负荷经济分配的前提下,做到配电网及其设备的经济运行是降低线损的有效措施。(1)合理调整配电线路的联络方式。配电线路应该采取最佳运行方式使其损耗达到最小,如通过互为备用线路、手接手线路、环网线路、并联线路、双回线路等是可以达到的。(2)环形供电网络,按经济功率的分布选择网络的断开点。对于环形的供电网络,正常需要运行断开,应根据两侧压降基本相等的原则,找到一个经济功率的断开点,使线路的电能损耗最小。(3)推广带电作业,减少线路停电时间。对双回线路供电的网络,双回线路并列是最经济的,如因检修工作,其中一条线路停电,则由于负荷电流全部通过另一条运行的线路,会使线损大增加,因此要尽量利用带电作业,减少双回线的停电次数与时间。人作为一个微型电力系统,正如合理配电一样,我们也应该合理的规划我们的人生路线以及合理分配我们的时间。合理的人生路线可以让我们的生活学习方向性更明确,更加有动力。方向定错了,则南辕而北辙,距离目标会越来越远,还要重新走回头路,付出较大的代价。因此,制定人生路线,决不能犯“方向性错误”,要合理规划。另一方面我们一定要学会合理分配时间,成功的人一定是即努力又懂得合理分配时间的人。能够敏锐的分析到事情的轻重缓急,并且合理做出规划。在实际工作学习中,浪费时间的症状主要表现为办事拖拉、不速之客闯入、电话干扰、穷于应付突发事件、漫谈、聊天、交待不清,事情做错、不考虑事情过于复杂、完美主义办事、不考虑轻重缓急、凭记忆办事等。为此,我们应注意以下几点:(1)对工作学习实现计划;(2)现在就做;(3)学会说‘不’;(4)要有时间价值观念;(5)积极休息,放松身心;(6)集腋成裘,利用零碎时间;(7)懂得搁置哲学,不要固执浪费时间。良好的习惯是一种个人最大的竞争优势。⑤分布式发电以及智能电网的概念方面分析分布式发电,通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。主要包括:以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电、风力发电、生物质能发电等。分布式发电的优势在于可以充分开发利用各种可用的分散存在的能源,包括本地可方便获取的化石类燃料和可再生能源,并提高能源的利用效率。智能电网就是电网的智能化,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。与现有电网相比,智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点。人作为微型的电力系统,通过分布式发电以及智能电网的特点我们应该要全面的多方面发展。胡适先生说“理想中的学者,既能博大,又能精深。精深的方面,是他的专门学问。博大的方面,是他的旁搜览博。博大要几乎无所不知,精深要几乎推他独尊,无人能及。他用他的专门学问做中心,次及于直接相关的各种学问,次及于间接相关的各种学问,次及于不很相关的各种学问,以次及于毫不相关的各种泛览。”我们的伟大领袖毛主席就是古今中外最全才的伟人。他是坚定不移的革命家、极具魄力的政治家、最有智慧的战略家、不断革命的理论家、战无不胜的军事家、为人民服务的思想家、辩证唯物主义的哲学家、博闻强识的史学家、极有远见的经济学家、博古通今的文学家、凤舞龙翔的书法家、气吞山河的浪漫诗人。以我自己为例,我虽然是一个工科生,就读的是电气工程及其自动化专业,当然我最重要的任务就是学好专业知识,做好本专业领域的研究,但是我也应该加强自己的文化艺术修养。作为一名工科生,有技术,有铁饭碗,但未必有财富,我们需要的完善自身的思想素质以及文化艺术修养成为一名全能的人,寻找发挥自己技术特长、自己的技术价值最大化的环境和空间。另一方面,面对现今社会如此严峻的就业形势,对口就业率极低。我们掌握了解多方面的知识将让我们在以后的就业中拥有更大的优势,我们可以有更多的选择。(2)为什么考试成绩约定为60分为及格,为什么在企业中51%的持股率就任命为董事长?请从发电机的有功功率的功角特性、故障情况下的有功/无功功率补偿裕量等方面进行阐述。同步发电机的功角特性是指发电机的有功功率(P)、无功功率(Q)与发电机电抗(Xd、Xq)、内电动势(Ed)、机端电压(U)和功角(δ)的关系特性。(1)发电机功角特性。有功特性:发电机输出的有功功率为:P=Ed*U*Sinδ/Xd+U2*Sin2δ*(1/Xq–1/Xd)/2无功特性:发电机输出的无功功率为Q=Ed*U*Cosδ/Xd+U2*Cos2δ*(1/Xq–1/Xd)/2-U2*(1/Xq+1/Xd)/2(2)隐极发电机功角特性。对于隐极发电机,取Xd=Xq。有功特性:发电机输出的有功功率为:P=Ed*U*Sinδ/

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