水電站自動化-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)過程比較簡單。水輪發(fā)電機(jī)組起動快，開停機(jī)迅速，操作簡便，并可迅速改變其發(fā)出功率。同時，水輪發(fā)電機(jī)組的頻繁起動和停機(jī)，不會消耗過多能量，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、短時的負(fù)荷波動，并滿足計劃外負(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)組臺數(shù)、檢修時間長短及設(shè)備新舊程度等有關(guān)。四、 此外，為滿足負(fù)荷超計劃增長設(shè)置的備用，稱為國民經(jīng)濟(jì)備用。4. 水電站自動化的目的是什么？有哪些主要內(nèi)容？答：水電站自動化的目的是：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、提高勞動生產(chǎn)率。主要內(nèi)容包括：一、自動控制水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方式，實現(xiàn)開停機(jī)和并列、發(fā)電轉(zhuǎn)調(diào)相和調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電等的自動化。二、自動維持水輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。三、完成對水輪發(fā)電

3、機(jī)級及其輔助設(shè)備運(yùn)行工況的監(jiān)視和對輔助設(shè)備的自動控制。四、完成對主要電氣設(shè)備的控制、監(jiān)視和保護(hù)。五、完成對水工建筑物運(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. 計算機(jī)控制系統(tǒng)由哪些部分組成？答：計算機(jī)控制系統(tǒng)由計算機(jī)（又稱中央處理機(jī)）、外圍和外部設(shè)備及被控制對象構(gòu)成。6. 分布控制將整個電站的控制功能分為哪兩級，這種控制的優(yōu)點(diǎn)是什么？答：分布控制將整個電站的控制功能分成兩級，即全站管理級和單元控制級。分布控制的優(yōu)點(diǎn)：一、工作可靠。二、功能強(qiáng)。三、便于實現(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：以自動準(zhǔn)同期作為水輪機(jī)發(fā)電機(jī)正常時的并列方式，以手動準(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，且一般均采用自動自同期并列，同時要求發(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)加勵磁，并調(diào)節(jié)其電壓和頻率，在滿足并列條件時將發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)。自同期是將未勵磁而轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)，并立即加上勵磁。這樣，發(fā)電機(jī)經(jīng)很短的時間便被自動拉入同步。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，電壓和頻率可能降低和不斷變化，此時用準(zhǔn)同期方式并列將發(fā)生困難。自同期的優(yōu)點(diǎn)是：接線和并列操作簡單，機(jī)組投入迅速，可

6、避免非同期并列，易于實現(xiàn)自動化以及在系統(tǒng)頻率和電壓大大降低時仍可能投入發(fā)電機(jī)等優(yōu)點(diǎn)，對加速系統(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：未勵磁發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)時會產(chǎn)生較大的電流沖擊，沖擊電流產(chǎn)生的電動力可能對發(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，采用這種方式無法實現(xiàn)兩個系統(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，電壓間的瞬時相位差為零。準(zhǔn)同期并列的實際條件是：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)自動準(zhǔn)同期的原理是什么？有什么優(yōu)點(diǎn)？答：7. 自動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的數(shù)值。同時，沖擊電流在定子繞組端部引起的電動力，要求不超過出口三相突然短路時所產(chǎn)生的電動力的一半。第三章1. 什么是勵磁電流？什么是勵磁方式，有哪些類型？答

8、：同步發(fā)電機(jī)為了實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，需要有一個直流磁場，而產(chǎn)生這個磁場的直流電流，稱為發(fā)電機(jī)的勵磁電流。所謂勵磁方式，是指發(fā)電機(jī)獲得勵磁電流的方式。凡是從其他電源獲得勵磁電流的發(fā)電機(jī)，稱為他勵發(fā)電機(jī)；從發(fā)電機(jī)本身獲得勵磁電流的，則稱為自勵發(fā)電機(jī)。2. 什么是自并勵，什么是自復(fù)勵，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磁電源，經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)勵磁的勵磁方式稱為自并勵。自復(fù)勵方式除設(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)勵磁電流不變時，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)勵磁電流對系統(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，且勵磁電流不變。P=EdUsysXd+Xc sin，當(dāng)Ed、Usys和Xc不變時，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，對應(yīng)兩個，只有dpd>0時，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)仍可能在小的擾動下失去靜態(tài)穩(wěn)定。靜態(tài)穩(wěn)定的程度可用儲備系統(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，則可使儲備增大。極限功率與電機(jī)電勢Ed有關(guān)，而Ed又直接與勵磁電流有關(guān)。因此，若在增加發(fā)電機(jī)輸出功率時，同時增加勵磁電流，即提高發(fā)電機(jī)的運(yùn)行電勢，則可在提高輸送功率的同時又保證靜態(tài)穩(wěn)定。5. 自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的任務(wù)是什么，對自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的基本要求有哪些？答：自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的任務(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. 提高帶時限動作繼電保護(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機(jī)的起動條件。5. 改善自同期或發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時電力系統(tǒng)的工作條件。6.

11、防止水輪發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時電壓過度升高。對自動勵磁調(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)行時調(diào)節(jié)的要求，又要滿足發(fā)生短路時強(qiáng)勵的要求。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. 動作迅速。AVR動作的快慢，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)簡單，運(yùn)行維護(hù)和調(diào)整試驗應(yīng)方便。6. 什么是強(qiáng)行勵磁？分析強(qiáng)行勵磁的工作原理。答：強(qiáng)行勵磁，是在發(fā)生短路時，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)的勵磁電流迅速加大到頂值。強(qiáng)行勵磁的工作原理是當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓降低到某一數(shù)值時，繼電器動作，使強(qiáng)勵接觸器的線圈接通，其接點(diǎn)閉合，將勵磁機(jī)磁場變阻器短接，勵磁電壓上升到頂值，便實現(xiàn)了強(qiáng)行勵磁。7. 了解相位復(fù)式勵磁的工作原理。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)的頻率瞬時偏差信號進(jìn)行調(diào)節(jié)的。為此，調(diào)頻器應(yīng)連續(xù)測量頻率與給定值的偏差，并將計劃外負(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)頻差對時間的積分進(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切換到自動位置，連接片1XB接上。機(jī)組起動時，由調(diào)整器的電磁雙滑動閥YV動作，其接點(diǎn)YV1，閉合，使磁力起動器的線圈1MF勵磁，其接點(diǎn)1MFa、b、c閉合，使油泵電動機(jī)1M起動，向壓力油槽打油。壓力達(dá)到工作壓力上限時，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仍切換到自動位置。當(dāng)壓油槽油壓下降到工作油壓下限時，壓力信號器4BP動作，其接點(diǎn)4BP1閉合使重復(fù)繼電器2KAM勵磁，2KAM1閉合使1MF勵磁，并通過輔助接點(diǎn)1MF2閉合而自保持，動合接點(diǎn)1MFa、b、c閉合使油泵電動機(jī)1M起動，油泵向壓力油槽打油。當(dāng)油壓恢復(fù)到工作壓力上限時，2BP閉合使1KMA勵磁，1KMA1斷開，1MF失磁，油泵電動機(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，以下動作同前。備用泵投入：備用油泵電動機(jī)2M的起動是由3BP的接點(diǎn)控制的，油壓過低時3BP1接點(diǎn)閉合，使3KAM勵磁，3KAM2閉合使2MF勵磁，結(jié)果

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

17、M勵磁，其動斷接點(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：將2QC切換到備用位置。當(dāng)蓄水池水位下降到備用起動水位時，BF的接點(diǎn)BF2閉合，2KMA2閉合，使2MF勵磁，從而使2號水泵電動機(jī)2M起動，向蓄水池供水，并發(fā)出報警信號。蓄水池水位恢復(fù)到正常水位后，BF3將閉合，使3KMA勵磁，3KMA2打開，2MF失磁，水泵電動機(jī)2M停止運(yùn)轉(zhuǎn)。手動操作：當(dāng)水位降低到規(guī)定值時，將1QC切換到手動位置，直接使1MF勵磁，從而使1M起動，以下動作與自動控制相同。5. 分析水輪機(jī)頂蓋射流泵排水自動控制的工作原理？答：每臺射流泵的操作開關(guān)，都有自動、備用和手動

18、三種方式。當(dāng)水位上升到規(guī)定的上限值時，電極水位信號器2、4電極接通，使1K勵磁，其接點(diǎn)1K2閉合又使KA勵磁，KA1閉合使控制射流泵的電磁閥工作線圈YV0勵磁，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，1K失磁，1K2打開使KA也失磁，KA2閉合又使YVc勵磁，從而使YV電磁閥關(guān)閉，射流泵即停止抽水。如果因為水位因某種原因過高，使電極1、4導(dǎo)電，則2K勵磁，使2K2閉合，結(jié)果使備用射流泵的電磁閥YV打開，并發(fā)出報警信號。6. 分析高壓氣系統(tǒng)壓縮空氣裝置的自動控制工作原理？答：自動操作：將1QC切換到自動位置。當(dāng)貯氣筒氣壓下降到工作壓氣機(jī)的起動壓力時，1BP1閉合使壓力重復(fù)繼電器1K動作，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)的電動機(jī)起動，從而帶動高壓