水電站自動(dòng)化-期末復(fù)習(xí)題答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章1. 與火電相比，水電運(yùn)行有什么特點(diǎn)？答：水電站生產(chǎn)過程比較簡(jiǎn)單。水輪發(fā)電機(jī)組起動(dòng)快，開停機(jī)迅速，操作簡(jiǎn)便，并可迅速改變其發(fā)出功率。同時(shí)，水輪發(fā)電機(jī)組的頻繁起動(dòng)和停機(jī)，不會(huì)消耗過多能量，而且在較大的負(fù)荷變化范圍內(nèi)仍能保持較高的效率。2. 水電站在電力系統(tǒng)中可承擔(dān)哪些作用？答：一、擔(dān)負(fù)系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)峰任務(wù)。二、擔(dān)負(fù)系統(tǒng)的事故備用容量。3. 什么是備用容量，按用途不同可分為哪些種類？答：為了保證供電的可靠性和電能質(zhì)量，系統(tǒng)的電源容量應(yīng)大于包括網(wǎng)損和發(fā)電站自用電在內(nèi)的系統(tǒng)總負(fù)荷，即發(fā)電負(fù)荷。系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分，即稱為備用容量。一、 負(fù)荷備用。用于調(diào)整系統(tǒng)中

2、短時(shí)的負(fù)荷波動(dòng)，并滿足計(jì)劃外負(fù)荷增加的需要。二、 事故備用。用于代替系統(tǒng)中發(fā)生事故的發(fā)電設(shè)備的工作，以便維持系統(tǒng)的正常供電。三、 檢修備用。是為定期檢修發(fā)電設(shè)備而設(shè)置的，與負(fù)荷性質(zhì)、機(jī)組臺(tái)數(shù)、檢修時(shí)間長(zhǎng)短及設(shè)備新舊程度等有關(guān)。四、 此外，為滿足負(fù)荷超計(jì)劃增長(zhǎng)設(shè)置的備用，稱為國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用。4. 水電站自動(dòng)化的目的是什么？有哪些主要內(nèi)容？答：水電站自動(dòng)化的目的是：一、提高工作的可靠性。二、保證電能質(zhì)量。三、提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。四、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。主要內(nèi)容包括：一、自動(dòng)控制水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)開停機(jī)和并列、發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相和調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電等的自動(dòng)化。二、自動(dòng)維持水輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。三、完成對(duì)水輪發(fā)電

3、機(jī)級(jí)及其輔助設(shè)備運(yùn)行工況的監(jiān)視和對(duì)輔助設(shè)備的自動(dòng)控制。四、完成對(duì)主要電氣設(shè)備的控制、監(jiān)視和保護(hù)。五、完成對(duì)水工建筑物運(yùn)行工況的控制和監(jiān)視，如閘門工作狀態(tài)的控制和監(jiān)視，攔污柵是否堵塞的監(jiān)視等。5. 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由哪些部分組成？答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)（又稱中央處理機(jī)）、外圍和外部設(shè)備及被控制對(duì)象構(gòu)成。6. 分布控制將整個(gè)電站的控制功能分為哪兩級(jí)，這種控制的優(yōu)點(diǎn)是什么？答：分布控制將整個(gè)電站的控制功能分成兩級(jí)，即全站管理級(jí)和單元控制級(jí)。分布控制的優(yōu)點(diǎn)：一、工作可靠。二、功能強(qiáng)。三、便于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。第二章1. 什么是并列運(yùn)行？有什么好處？答：并列運(yùn)行就是系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以相同的電角速度旋轉(zhuǎn)，各

4、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子間的相角差不超過允許的極限值，且發(fā)電機(jī)出口的折算電壓近似地相等。同步發(fā)電機(jī)乃至各個(gè)電力系統(tǒng)聯(lián)合起來并列運(yùn)行，可以帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。一方面，可以提高供電的可靠性和電能質(zhì)量；另一方面，又可使負(fù)荷分配更加合理，減少系統(tǒng)的備用容量和充分利用各種動(dòng)力資源，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。2. 并列方式有哪兩種？各自起什么作用？答：水輪發(fā)電機(jī)的并列有兩種方式，即準(zhǔn)同期和自同期。在水電站一般的應(yīng)用情況是：以自動(dòng)準(zhǔn)同期作為水輪機(jī)發(fā)電機(jī)正常時(shí)的并列方式，以手動(dòng)準(zhǔn)同期作為備用，并均帶有非同期閉鎖裝置。至于自同期，則主要用作事故情況下的并列方式，且一般均采用自動(dòng)自同期并列，同時(shí)要求發(fā)電機(jī)定子繞組的絕緣及端部固定情

5、況應(yīng)良好，端部接頭應(yīng)無不良現(xiàn)象。3. 什么是準(zhǔn)同期？什么是自同期？它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答:準(zhǔn)同期并列是將未投入系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)加勵(lì)磁，并調(diào)節(jié)其電壓和頻率，在滿足并列條件時(shí)將發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)。自同期是將未勵(lì)磁而轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)，并立即加上勵(lì)磁。這樣，發(fā)電機(jī)經(jīng)很短的時(shí)間便被自動(dòng)拉入同步。準(zhǔn)同期的優(yōu)點(diǎn)是：如果在理想的情況下使斷路器合閘，則發(fā)電機(jī)定子回路的電流將為零，這樣將不會(huì)產(chǎn)生電流或電磁力矩的沖擊。缺點(diǎn)是：必須防止非同期并列，否則可能使發(fā)電機(jī)遭到破壞。而且系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，電壓和頻率可能降低和不斷變化，此時(shí)用準(zhǔn)同期方式并列將發(fā)生困難。自同期的優(yōu)點(diǎn)是：接線和并列操作簡(jiǎn)單，機(jī)組投入迅速，可

6、避免非同期并列，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以及在系統(tǒng)頻率和電壓大大降低時(shí)仍可能投入發(fā)電機(jī)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)加速系統(tǒng)的事故處理和迅速恢復(fù)系統(tǒng)的正常供電具有重要意義。缺點(diǎn)是：未勵(lì)磁發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的電流沖擊，沖擊電流產(chǎn)生的電動(dòng)力可能對(duì)發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣和端部產(chǎn)生積累性變形和損壞。且投入瞬間將使系統(tǒng)電壓降低。同時(shí)，采用這種方式無法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)并列或系統(tǒng)的一部分與另一部分并列。4. 什么是同期點(diǎn)？什么是同期電壓？答：為了實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的并列運(yùn)行，水電站必須有一部分?jǐn)嗦菲饔赏谘b置來進(jìn)行并列操作，這些用于同期并列的斷路器，即稱為同期點(diǎn)。5. 準(zhǔn)同期并列的理想條件是什么？實(shí)際條件是什么？答：準(zhǔn)同期并列的理想條件是：待并

7、發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓數(shù)值相待；頻率相等；在投入發(fā)電機(jī)瞬間，電壓間的瞬時(shí)相位差為零。準(zhǔn)同期并列的實(shí)際條件是：待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓數(shù)值應(yīng)接近相等，差值不應(yīng)超過額定值的5%10%；相位差應(yīng)小于10°，最好在0時(shí)合閘；頻率應(yīng)接近相等，差值不應(yīng)超過額定值的0.2%0.5%，即0.10.25Hz。6. 微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期的原理是什么？有什么優(yōu)點(diǎn)？答：7. 自動(dòng)自同期的條件是什么？答：一般要求其產(chǎn)生的沖擊電磁力矩不超過發(fā)電機(jī)出口三相突然短路時(shí)的數(shù)值。同時(shí)，沖擊電流在定子繞組端部引起的電動(dòng)力，要求不超過出口三相突然短路時(shí)所產(chǎn)生的電動(dòng)力的一半。第三章1. 什么是勵(lì)磁電流？什么是勵(lì)磁方式，有哪些類型？答

8、：同步發(fā)電機(jī)為了實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，需要有一個(gè)直流磁場(chǎng)，而產(chǎn)生這個(gè)磁場(chǎng)的直流電流，稱為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。所謂勵(lì)磁方式，是指發(fā)電機(jī)獲得勵(lì)磁電流的方式。凡是從其他電源獲得勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)，稱為他勵(lì)發(fā)電機(jī)；從發(fā)電機(jī)本身獲得勵(lì)磁電流的，則稱為自勵(lì)發(fā)電機(jī)。2. 什么是自并勵(lì)，什么是自復(fù)勵(lì)，二者有什么區(qū)別？答：通過接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器取得勵(lì)磁電源，經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的勵(lì)磁方式稱為自并勵(lì)。自復(fù)勵(lì)方式除設(shè)有整流變壓器外，還設(shè)有串聯(lián)在發(fā)電機(jī)定子回路的大功率電流互感器。3. 什么是發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性？答：當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓隨無功電流的增大而降低，這一特性稱為發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)特性。4. 什么是發(fā)

9、電機(jī)功角特性？調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性有何作用？答：發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器和雙回輸電線路與無限大容量系統(tǒng)相連。設(shè)發(fā)電機(jī)的Xd=Xq，且勵(lì)磁電流不變。P=EdUsysXd+Xc sin，當(dāng)Ed、Usys和Xc不變時(shí)，輸送功率P隨角的變化而變化的特性稱為功角特性。當(dāng)輸入功率為Pm時(shí)，對(duì)應(yīng)兩個(gè)，只有dpd>0時(shí)，發(fā)電機(jī)才能穩(wěn)定運(yùn)行。為了保證系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定，除了應(yīng)該限制發(fā)電機(jī)的功角從而使其滿足dpd>0的條件外，還應(yīng)使發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)不過分接近極限功率。否則，發(fā)電機(jī)仍可能在小的擾動(dòng)下失去靜態(tài)穩(wěn)定。靜態(tài)穩(wěn)定的程度可用儲(chǔ)備系統(tǒng)Kp來表征。Kp=Pmax-PP×100%。在輸送功率不變的情況下，

10、提高系統(tǒng)的極限功率Pmax，則可使儲(chǔ)備增大。極限功率與電機(jī)電勢(shì)Ed有關(guān)，而Ed又直接與勵(lì)磁電流有關(guān)。因此，若在增加發(fā)電機(jī)輸出功率時(shí)，同時(shí)增加勵(lì)磁電流，即提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行電勢(shì)，則可在提高輸送功率的同時(shí)又保證靜態(tài)穩(wěn)定。5. 自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的任務(wù)是什么，對(duì)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的基本要求有哪些？答：自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的任務(wù)是：1. 維持發(fā)電機(jī)端或系統(tǒng)中某一點(diǎn)的電壓水平并且合理分配各機(jī)組的無功負(fù)荷。2. 提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和輸電線路的傳輸能力。3. 提高帶時(shí)限動(dòng)作繼電保護(hù)的靈敏度。4. 加速短路切除后的電壓恢復(fù)過程和改善異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)條件。5. 改善自同期或發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時(shí)電力系統(tǒng)的工作條件。6.

11、防止水輪發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時(shí)電壓過度升高。對(duì)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的基本要求是：1. 有足夠的輸出容量。AVR的容量既要滿足正常運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)的要求，又要滿足發(fā)生短路時(shí)強(qiáng)勵(lì)的要求。2. 工作可靠。AVR裝置本身發(fā)生故障，可能迫使發(fā)電機(jī)停機(jī)，甚至可能對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，故要求其工作應(yīng)十分可靠。3. 動(dòng)作迅速。AVR動(dòng)作的快慢，與系統(tǒng)的穩(wěn)定問題密切相關(guān)，因此要求其反應(yīng)速度要快。4. 無失靈區(qū)。沒有失靈區(qū)的AVR有助于提高靜態(tài)穩(wěn)定。此外，要求裝置應(yīng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)和調(diào)整試驗(yàn)應(yīng)方便。6. 什么是強(qiáng)行勵(lì)磁？分析強(qiáng)行勵(lì)磁的工作原理。答：強(qiáng)行勵(lì)磁，是在發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)和水電站電壓大幅度降低，為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和加

12、快切除故障后的電壓恢復(fù)，使發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流迅速加大到頂值。強(qiáng)行勵(lì)磁的工作原理是當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓降低到某一數(shù)值時(shí)，繼電器動(dòng)作，使強(qiáng)勵(lì)接觸器的線圈接通，其接點(diǎn)閉合，將勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)變阻器短接，勵(lì)磁電壓上升到頂值，便實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)行勵(lì)磁。7. 了解相位復(fù)式勵(lì)磁的工作原理。答：第四、五章1. 什么是有功功率的最優(yōu)分配？答：在完全由水電站組成的系統(tǒng)中，是指在滿足負(fù)荷所需出力的條件下，水能消耗最少的負(fù)荷分配方式；在由純火電站組成的系統(tǒng)中，是指在滿足負(fù)荷所需出力的條件下，燃料消耗最少的負(fù)荷分配方式；在由水、火電機(jī)組組成的混合系統(tǒng)中，是指在一定時(shí)間內(nèi)，在來水量一定的條件下，根據(jù)水庫的調(diào)節(jié)性能和給定的負(fù)荷出力使系統(tǒng)燃料消耗

13、最少而又能滿足系統(tǒng)負(fù)荷要求的分配方式。2. 頻率的二次調(diào)節(jié)有哪些方式？什么是調(diào)功運(yùn)行方式？答：頻率的二次調(diào)節(jié)分為虛有差法、虛無差法和積差調(diào)節(jié)法。虛有差法是按照系統(tǒng)的頻率瞬時(shí)偏差信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。為此，調(diào)頻器應(yīng)連續(xù)測(cè)量頻率與給定值的偏差，并將計(jì)劃外負(fù)荷按規(guī)定的比例關(guān)系分配到各調(diào)頻機(jī)組。調(diào)節(jié)過程結(jié)束之后，系統(tǒng)頻率保持不變。虛無差法，虛有差法由于技術(shù)上的種種原因，在調(diào)節(jié)過程結(jié)束后系統(tǒng)頻率不能維持額定值。為解決這一問題，可指定一臺(tái)調(diào)頻機(jī)組以無差特性運(yùn)行，以承擔(dān)誤差引起的功率差額，其余的調(diào)頻機(jī)組則仍按虛有差方式運(yùn)行，承擔(dān)功率分配器分配給它們的負(fù)荷。積差調(diào)節(jié)法，是根據(jù)頻差對(duì)時(shí)間的積分進(jìn)行調(diào)節(jié)的。系統(tǒng)中絕大部

14、分電站不參加調(diào)頻，而按日負(fù)荷曲線所規(guī)定的方式運(yùn)行，并按最優(yōu)方式分配機(jī)組負(fù)荷，稱為調(diào)功運(yùn)行。3. 分析油系統(tǒng)自動(dòng)控制的工作原理？答：連續(xù)運(yùn)行：將切換開關(guān)1QC切換到自動(dòng)位置，連接片1XB接上。機(jī)組起動(dòng)時(shí)，由調(diào)整器的電磁雙滑動(dòng)閥YV動(dòng)作，其接點(diǎn)YV1，閉合，使磁力起動(dòng)器的線圈1MF勵(lì)磁，其接點(diǎn)1MFa、b、c閉合，使油泵電動(dòng)機(jī)1M起動(dòng)，向壓力油槽打油。壓力達(dá)到工作壓力上限時(shí)，切換閥1RV抬起，油泵吸起的油經(jīng)抬起的切換閥排回集油槽。如果由于機(jī)組操作或漏油而使油壓降低到切換閥的額定壓力，則1RV落下，以后的動(dòng)作同前，就這樣往復(fù)循環(huán)，維持油壓在工作壓力的上限值。機(jī)組停機(jī)，YV1斷開，油泵電動(dòng)機(jī)退出連續(xù)運(yùn)

15、行方式。斷續(xù)運(yùn)行：將連接片1XB斷開，但1QC仍切換到自動(dòng)位置。當(dāng)壓油槽油壓下降到工作油壓下限時(shí)，壓力信號(hào)器4BP動(dòng)作，其接點(diǎn)4BP1閉合使重復(fù)繼電器2KAM勵(lì)磁，2KAM1閉合使1MF勵(lì)磁，并通過輔助接點(diǎn)1MF2閉合而自保持，動(dòng)合接點(diǎn)1MFa、b、c閉合使油泵電動(dòng)機(jī)1M起動(dòng)，油泵向壓力油槽打油。當(dāng)油壓恢復(fù)到工作壓力上限時(shí)，2BP閉合使1KMA勵(lì)磁，1KMA1斷開，1MF失磁，油泵電動(dòng)機(jī)停止工作。若油壓再次降低到工作油壓下限值，4BP1再次閉合，以下動(dòng)作同前。備用泵投入：備用油泵電動(dòng)機(jī)2M的起動(dòng)是由3BP的接點(diǎn)控制的，油壓過低時(shí)3BP1接點(diǎn)閉合，使3KAM勵(lì)磁，3KAM2閉合使2MF勵(lì)磁，結(jié)果

16、使2M起動(dòng)。以后的動(dòng)作如斷續(xù)運(yùn)行一樣。備用投入時(shí)，應(yīng)同時(shí)發(fā)報(bào)警信號(hào)。手動(dòng)操作：當(dāng)發(fā)現(xiàn)油壓下降到工作壓力下限值時(shí)，將切換開關(guān)1QC切換到手動(dòng)位置，使1MF勵(lì)磁，油泵電動(dòng)機(jī)1M起動(dòng)，向壓油槽打油。當(dāng)油壓達(dá)到工作油壓上限值時(shí)，將1QC切換到停止位置，油泵電動(dòng)機(jī)即停止工作。4. 分析水泵直接供水自動(dòng)控制的工作原理？答：將1QC切換到自動(dòng)位置。當(dāng)蓄水池水位下降到工作水泵起動(dòng)水位時(shí)，浮子信號(hào)器接點(diǎn)BF1閉合，使繼電器1KMA勵(lì)磁，其接點(diǎn)1KMA1閉合，使磁力起動(dòng)器1MF勵(lì)磁，1MF1和1MF2閉合而自保持，從而使1號(hào)水泵電動(dòng)機(jī)1MF起動(dòng)，向蓄水池供水。當(dāng)蓄水池達(dá)到停泵水位時(shí)，BF的接點(diǎn)BF3閉合，使3KA

17、M勵(lì)磁，其動(dòng)斷接點(diǎn)3KAM1打開，使1MF失磁，1M停止運(yùn)轉(zhuǎn)。如果水位再次下降，則重復(fù)上述操作過程。備用起動(dòng)：將2QC切換到備用位置。當(dāng)蓄水池水位下降到備用起動(dòng)水位時(shí)，BF的接點(diǎn)BF2閉合，2KMA2閉合，使2MF勵(lì)磁，從而使2號(hào)水泵電動(dòng)機(jī)2M起動(dòng)，向蓄水池供水，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。蓄水池水位恢復(fù)到正常水位后，BF3將閉合，使3KMA勵(lì)磁，3KMA2打開，2MF失磁，水泵電動(dòng)機(jī)2M停止運(yùn)轉(zhuǎn)。手動(dòng)操作：當(dāng)水位降低到規(guī)定值時(shí)，將1QC切換到手動(dòng)位置，直接使1MF勵(lì)磁，從而使1M起動(dòng)，以下動(dòng)作與自動(dòng)控制相同。5. 分析水輪機(jī)頂蓋射流泵排水自動(dòng)控制的工作原理？答：每臺(tái)射流泵的操作開關(guān)，都有自動(dòng)、備用和手動(dòng)

18、三種方式。當(dāng)水位上升到規(guī)定的上限值時(shí)，電極水位信號(hào)器2、4電極接通，使1K勵(lì)磁，其接點(diǎn)1K2閉合又使KA勵(lì)磁，KA1閉合使控制射流泵的電磁閥工作線圈YV0勵(lì)磁，結(jié)果電磁閥YV被打開，高壓水進(jìn)入噴射室，射流泵開始抽水。當(dāng)水位下降到下限值時(shí)，1K失磁，1K2打開使KA也失磁，KA2閉合又使YVc勵(lì)磁，從而使YV電磁閥關(guān)閉，射流泵即停止抽水。如果因?yàn)樗灰蚰撤N原因過高，使電極1、4導(dǎo)電，則2K勵(lì)磁，使2K2閉合，結(jié)果使備用射流泵的電磁閥YV打開，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。6. 分析高壓氣系統(tǒng)壓縮空氣裝置的自動(dòng)控制工作原理？答：自動(dòng)操作：將1QC切換到自動(dòng)位置。當(dāng)貯氣筒氣壓下降到工作壓氣機(jī)的起動(dòng)壓力時(shí)，1BP1閉合使壓力重復(fù)繼電器1K動(dòng)作，其接點(diǎn)1K1閉合自保持，而1K2閉合使MFa、b、c閉合，工作壓氣機(jī)的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，從而帶動(dòng)高壓