電力系統(tǒng)自動裝置考試題

1、電力系統(tǒng)自動裝置（）復習資料一、簡答題1.發(fā)電機的自同期和準同期的概念有何不同，目前各自在哪些類型的電廠中采用？ 答：自同期是起動發(fā)電機，調整轉速使之達到系統(tǒng)頻率，并列斷路器合閘后立即給發(fā)電機加勵磁，在系統(tǒng)拖動下，由系統(tǒng)將發(fā)電機拉入同步。準同期是起動發(fā)電機并加勵磁，使發(fā)電機產生電動勢后，通過調整轉速和勵磁使之達到并列條件后閉合并列斷路器，使發(fā)電機與系統(tǒng)穩(wěn)定并列運行的過程。自同期，在并列斷路器合閘瞬間，相當于系統(tǒng)通過發(fā)電機定子短路。并列斷路器合閘瞬間是否加勵磁，或者發(fā)電機是否已經產生電動勢。電網之間的同期只能采用準同期方式。2.自同期與準同期有什么區(qū)別？在兩個電網同期時應該采用什么樣的同期方式？

2、 答：主要區(qū)別在于并列瞬間發(fā)電機是否加勵磁或是否已經建立電動勢。電網并列僅采用準同期并列方式。3.自動準同期由哪幾個單元構成？各單元起什么作用？同期條件如何獲得，其方式分別是哪些？合閘信號如何確定，可以有哪兩種信號，確定合閘信號定值的依據(jù)是什么？ 答：由于準同期需要檢測和控制三個信號，因此自動準同期裝置設置了三個控制單元：（1）頻差控制單元；（2）壓差控制單元；（3）合閘信號控制單元。各自的作用分別是：（1）檢測滑差角頻率，調節(jié)發(fā)電機轉速，使發(fā)電機電壓的頻率接近于系統(tǒng)頻率。（2）檢測電壓差，調節(jié)發(fā)電機勵磁電流的大小，從而改善發(fā)電機機端電壓，使之與系統(tǒng)電壓幅值之間的偏差小于規(guī)定的允許值，促使并列

3、條件的形成。 （3）檢測發(fā)電機的并列條件，當發(fā)電機的頻率和電壓都滿足并列條件的要求時，選擇一個恰當?shù)臅r間發(fā)出合閘信號，使并列斷路器DL的主觸頭在接通的瞬間，相角差或控制在允許的范圍之內。4.有的像化工企業(yè)等的供電線路上為什么不能裝設自動重合裝置？如果裝該考慮那些因素？為什么？ 答：重點必須考慮保護與自動重合閘裝置之間的配合問題，尤其是上級電網的重合閘裝置與下級電網保護定值之間如何配合。5.若滑差角頻率的允許值規(guī)定為0.2%，通過檢測脈動周期來確定頻率是否能滿足合閘要求，這時脈動周期應該如何判定？ 答：詳細見課件，計算略。6.現(xiàn)代勵磁控制控制系統(tǒng)由那些單元構成？各個單元起什么作用？為什么第一個單

4、元中要裝設調差單元？該環(huán)節(jié)起什么作用？答：調差、測量比較、綜合放大和移相觸發(fā)等三個部分構成，同時包括其他若干輔助單元測量比較單元的作用：測量機端電壓并變換成直流電壓，與整定基準電壓比較，得出電壓偏差信號綜合放大作用：對測量單元輸出來的信號與其他需要信號進行綜合和放大的作用。移相觸發(fā)作用：根據(jù)從綜合放大單元輸出來的信號的大小，改變輸送到晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位，即：改變觸發(fā)角的大小，達到控制整流電路的輸出電流（即：勵磁電流）的大小，從而控制機端電壓等的目的7.什么是潛供電流？該電流是如何產生的，對分析實際系統(tǒng)有什么意義？答：該電流的產生主要是由于線路參數(shù)、對地電容的作用引起，在實際運行中必須考慮對

5、系統(tǒng)、設備和人身安全的影響。8.現(xiàn)代勵磁控制系統(tǒng)中，對勵磁控制系統(tǒng)有什么要求？ 答：現(xiàn)代勵磁控制系統(tǒng)由調差、測量比較、綜合放大和移相觸發(fā)等三個部分構成，同時包括其他若干輔助單元。（1）測量比較單元：測量機端電壓并變換成直流電壓，與整定基準電壓比較，得出電壓偏差信號。（2）綜合放大單元：對測量單元輸出來的信號與其他需要信號進行綜合和放大。（3）移相觸發(fā)單元：根據(jù)從綜合放大單元輸出來的信號的大小，改變輸送到晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位，即：改變觸發(fā)角的大小，達到控制整流電路的輸出電流（即：勵磁電流）的大小，從而控制機端電壓等的目的。9.請簡要說明恒定越前時間和恒定越前相位角準同期裝置在原理上有何不同？要

6、保證合閘斷路器在合閘的瞬間沖擊電流最小，各自需要滿足什么條件？ 答：準同期并列裝置的控制原理為當頻率和電壓都滿足并列條件的前提下，發(fā)出合閘信號進行并列操作。其中，恒定越前時間準同期并列以時間為合閘信號，恒定越前相角準同期并列以相角為合閘信號。為保證合閘后斷路器的瞬間沖擊電流最小，兩種方式必須使得合閘相角差等于0。10.簡述勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定的影響。答：以單機無窮大系統(tǒng)為例，設在正常運行狀態(tài)下，發(fā)電機的輸送功率為Pc0，在功角特性的a點運行，如圖所示。當突然受到某種擾動后，系統(tǒng)運行點由曲線1上的a點變?yōu)榍€2上的b點。由于動力輸入部分存在慣性，輸入功率仍為Pc0，此時發(fā)電機上出現(xiàn)過剩的轉矩使得轉子加

7、速，系統(tǒng)運行點由b點沿曲線2向f點移動。過了f點后，發(fā)電機輸出功率大于Pc0，轉子上出現(xiàn)制動轉矩，使轉子減速。發(fā)電機能否穩(wěn)定運行取決于曲線2與Pc0形成的上、下兩塊面積。當減速面積大于加速面積，則發(fā)電機處于穩(wěn)定狀態(tài)。反之亦然。11.什么是負荷調節(jié)效應？在系統(tǒng)頻率調整中有什么實際意義？ 答：負荷調節(jié)效應會阻止頻率的變化，客觀上起頻率調節(jié)的作用。12.自動勵磁調節(jié)器的強勵倍數(shù)一般取多少？在勵磁調節(jié)器中，若電壓測量采用12相橋式整流電路，則選頻濾波電路的濾波頻率應選為多少Hz？答：1.6-2.0 1200Hz13.按照國標規(guī)定，哪些情況下應裝電源自動投入裝置？答：（1）裝有備用電源的發(fā)電廠廠用電源和

8、變電所所用電源；（2）由雙電源供電，其中一個電源經常斷開作為備用的變電所；（3）降壓變電所內有備用變壓器或互為備用的母線段；（4）有備用機組的某些重要輔機14.勵磁控制系統(tǒng)由哪幾個單元構成，對各單元有哪些基本要求？答：對勵磁調節(jié)器的要求：（1）正常運行時，調節(jié)器能反映發(fā)電機機端電壓的高低，以維持發(fā)電機機端電壓保持在給定的運行水平，并能合理分配發(fā)電機組之間的無功功率和便于實現(xiàn)無功功率的轉移。（2）對于遠距離輸電的發(fā)電機組，為了能在人工穩(wěn)定區(qū)域運行，要求勵磁調節(jié)器沒有失靈區(qū)。（3）要求具有快速響應能力，能迅速反應系統(tǒng)故障，具備強行勵磁等控制能力，以提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和改善系統(tǒng)運行條件。（4）要求

9、時間常數(shù)盡可能小，能迅速響應輸入信息的變化。（5）要求結構簡單、控制方便、盡量采用標準化器件。（這是對所有控制系統(tǒng)的要求）對勵磁功率單元的要求： （1）要求具有足夠的調節(jié)容量。（2）要求具有足夠的勵磁頂值電壓和電壓上升速度（這是兩個非常重要的技術經濟指標）。15.自動重合閘與繼電的配合方式有哪些？各自在什么情況下采用？ 答：即重合閘前加速和重合閘后加速16.當發(fā)電機投入或退出系統(tǒng)運行時，應如何調整其外特性？ 答：設系統(tǒng)電壓為Usys，外特性曲線3與UG軸相交于Usys。發(fā)電機投入運行時，只要使它的外特性處于3的位置，待機組并入系統(tǒng)后再進行向上移動特性的操作，使無功電流逐漸增加到運行要求值。發(fā)電

10、機退出運行時，只需將其外特性向下移動到3的位置，機組就可平穩(wěn)退出運行，不會發(fā)生無功功率的突變。圖如下： 17.根據(jù)下圖說明勵磁調節(jié)系統(tǒng)如何在并聯(lián)的發(fā)電機組之間進行無功功率的合理分配。答：由于發(fā)電機的有功功率只受到調速器的控制，無論勵磁電流如何變化，均不會改變發(fā)電機的動力元素，因此，不會改變發(fā)電機的有功功率 Pf ，即：當不考慮定子電阻和發(fā)電機的凸極效應時，發(fā)電機功率又可表示為： 常數(shù)，當勵磁電流改變時， 與 均恒定，即：，當勵磁電流變化時，空載電勢只能在上圖水平虛線上移動，而勵磁電流又只能在垂直的虛線上移動二、計算題1.已知：接入某自動準同步裝置的發(fā)電機電壓=104sin(315t)伏，系統(tǒng)電

11、壓=105sin(314t+)伏。（1)試畫出t=0時電壓矢量圖；（2）計算相角差首次等于零時的t ；（3）若整定導前時間=0.2秒，計算合閘命令發(fā)出時刻的t 和對應的導前角；（4）若準同步裝置、斷路器等各種誤差時間之和最大為0.03秒，計算最大合閘誤差角。解：已知Ug的幅值等于104v,usys的幅值等于105v,t=0時，ug的相角為0，ysys的相角等于，據(jù)此畫出電壓矢量圖如下： （2）相角差0，即315t(314t+ )=0,則t= (秒)（3）合閘命令發(fā)出時刻t導前同相點0.2秒，即t= 0.2（秒）導前角滑差角頻率×導前時間（315314）×0.20.2弧度（4

12、）合閘誤差角合閘誤差時間×滑差角頻率0.03×（315314）0.03弧度。2.已知某自動準同步裝置的誤差時間最大為±0.02%，同步斷路器的合閘時間為0.22秒±20%，而自動準同步裝置整定的開關時間（即導前時間）最接近的檔為0.25秒。問：欲使合閘誤差角5º,應限制滑差頻率f,不大于多少？ 答：（1）誤差時間t=準同步裝置合閘誤差時間+斷路器合閘誤差時間+導前時間整定誤差=0.02+0.22×0.2+(0.25-0.22)=0.02+0.044+0.03=0.094秒 （2） 弧度/秒因此，若使，需限制3.請說明下圖電路的功能及其

13、工作原理。 答：假設、分別是AB、BC、CA三條支路的電流，這三條支路是由電阻、電容串聯(lián)而成的容性電路，因此，、分別超前、，如果超前的角度 ，則可以濾去負序電壓。4.請說明下面電路的作用并分析其工作原理。解：（1）正競比電路 VT1有固定的正偏置，處于恒流狀態(tài)，是一個恒流管。輸入信號：從比較電路送來的信號 Ub 和最小勵磁限制信號 UME 分別經過V1、V2輸入；在正常情況下 UME 0， Ub0 ，因此，此時A點的電位：UA=UB - 0.6 V (管壓降) 如果發(fā)電機由于出現(xiàn)了故障，勵磁電流小于最小勵磁限制單元的起動值，這時， 變?yōu)檎?，而?，這時V2導通，V1受到反向電壓作用而阻斷， 信號被閉鎖，勵磁調節(jié)由 決定，使發(fā)電機在低勵磁限制信號的作用下進行勵磁調節(jié)，保證與系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性?！罢偙入娐贰?，是因其不同于一般的邏輯電路，電路運行狀態(tài)受輸入信號中最高電位信號的控制。 （2）負競比電路。其工作原理與正竟比電路的原理相似，請大家注意分析。簡單地說：正常狀態(tài)下， 均0，大約等于10V，這樣就使V3導通；一旦 三個信號中任何一個動作，V3就會被阻斷，此時，自動勵磁調節(jié)系統(tǒng)就只能在所動作的信號的作用下進行勵磁調節(jié)。 （3）信號綜合放大電路。當