水電站自動化期末復(fù)習(xí)題答案

第一章與火電相比，水電運行有什么特點？答：水電站生產(chǎn)過程比較簡單。水輪發(fā)電機組起動快，開停機迅速，操作簡便，并可迅速改變其發(fā)出功率。同時，水輪發(fā)電機組的頻繁起動和停機，不會消耗過多能量，而且在較大的負荷變化范圍內(nèi)仍能保持較高的效率。水電站在電力系統(tǒng)中可承擔(dān)哪些作用？答：一、擔(dān)負系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)峰任務(wù)。二、擔(dān)負系統(tǒng)的事故備用容量。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)總負荷，即發(fā)電負荷。系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負荷的部分，即稱為備用容量。一、負荷備用。用于調(diào)整系統(tǒng)中短時的負荷波動，并滿足計劃外負荷增加的需要。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，與負荷性質(zhì)、機組臺數(shù)、檢修時間長短及設(shè)備新舊程度等有關(guān)。四、此外，為滿足負荷超計劃增長設(shè)置的備用，稱為國民經(jīng)濟備用。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、提高運行的經(jīng)濟性。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)電機組的運行方式，實現(xiàn)開停機和并列、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)電機組的經(jīng)濟運行。三、完成對水輪發(fā)電機級及其輔助設(shè)備運行工況的監(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。五、完成對水工建筑物運行工況的控制和監(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。計算機控制系統(tǒng)由哪些部分組成？答：計算機控制系統(tǒng)由計算機（又稱中央處理機）、外圍和外部設(shè)備及被控制對象構(gòu)成。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：一、工作可靠。二、功能強。三、便于實現(xiàn)標準化。第二章什么是并列運行？有什么好處？答：并列運行就是系統(tǒng)中各發(fā)電機轉(zhuǎn)子以相同的電角速度旋轉(zhuǎn)，各發(fā)電機轉(zhuǎn)子間的相角差不超過允許的極限值，且發(fā)電機出口的折算電壓近似地相等。同步發(fā)電機乃至各個電力系統(tǒng)聯(lián)合起來并列運行，可以帶來很大的經(jīng)濟效益。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，以達到經(jīng)濟運行的目的。并列方式有哪兩種？各自起什么作用？答：水輪發(fā)電機的并列有兩種方式，即準同期和自同期。在水電站一般的應(yīng)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?jīng)r應(yīng)良好，端部接頭應(yīng)無不良現(xiàn)象。什么是準同期？什么是自同期？它們各自的優(yōu)缺點是什么？答:準同期并列是將未投入系統(tǒng)的發(fā)電機加勵磁，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)電機投入系統(tǒng)，并立即加上勵磁。這樣，發(fā)電機經(jīng)很短的時間便被自動拉入同步。準同期的優(yōu)點是：如果在理想的情況下使斷路器合閘，則發(fā)電機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。缺點是：必須防止非同期并列，否則可能使發(fā)電機遭到破壞。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，此時用準同期方式并列將發(fā)生困難。自同期的優(yōu)點是：接線和并列操作簡單，機組投入迅速，可避免非同期并列，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)電機等優(yōu)點，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。缺點是：未勵磁發(fā)電機投入系統(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。什么是同期點？什么是同期電壓？答：為了實現(xiàn)與系統(tǒng)的并列運行，水電站必須有一部分斷路器由同期裝置來進行并列操作，這些用于同期并列的斷路器，即稱為同期點。準同期并列的理想條件是什么？實際條件是什么？答：準同期并列的理想條件是：待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓數(shù)值相待；頻率相等；在投入發(fā)電機瞬間，電壓間的瞬時相位差為零。準同期并列的實際條件是：待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓數(shù)值應(yīng)接近相等，差5%～10%；10°，δ≈00.2%～0.5%，0.1～0.25Hz。答：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。第三章什么是勵磁電流？什么是勵磁方式，有哪些類型？答：同步發(fā)電機為了實現(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)電機的勵磁電流。所謂勵磁方式，是指發(fā)電機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，稱為他勵發(fā)電機；從發(fā)電機本身獲得勵磁電流的，則稱為自勵發(fā)電機。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)電機定子回路的大功率電流互感器。什么是發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)特性？答：當(dāng)勵磁電流不變時，發(fā)電機的端電壓隨無功電流的增大而降低，這一特性稱為發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)特性。什么是發(fā)電機功角特性？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)電機的Xd=Xq，且勵磁電流不變。Ed、UsysXcPδPmδ，只有時，發(fā)電機才能穩(wěn)定運行。為了保證系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定，除了應(yīng)該限制發(fā)電機的功角δ從而使其滿足的條件外，還應(yīng)使發(fā)電機的工作點不過分接近極限功率。否則，發(fā)電機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。Pmax，則可使儲備增大。極限EdEd同時又保證靜態(tài)穩(wěn)定。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：維持發(fā)電機端或系統(tǒng)中某一點的電壓水平并且合理分配各機組的無功負荷。提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和輸電線路的傳輸能力。提高帶時限動作繼電保護的靈敏度。加速短路切除后的電壓恢復(fù)過程和改善異步電動機的起動條件。改善自同期或發(fā)電機失磁運行時電力系統(tǒng)的工作條件。對自動勵磁調(diào)節(jié)裝置的基本要求是：有足夠的輸出容量。AVR足發(fā)生短路時強勵的要求。工作可靠。AVR力系統(tǒng)造成嚴重影響，故要求其工作應(yīng)十分可靠。動作迅速。AVR應(yīng)速度要快。AVR單，運行維護和調(diào)整試驗應(yīng)方便。什么是強行勵磁？分析強行勵磁的工作原理。答：強行勵磁，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)定運行和加快切除故障后的電壓恢復(fù)，使發(fā)電機的勵磁電流迅速加大到頂值。強行勵磁的工作原理是當(dāng)發(fā)電機端電壓降低到某一數(shù)值時，繼電器動作，使強勵接觸器的線圈接通，其接點閉合，將勵磁機磁場變阻器短接，勵磁電壓上升到頂值，便實現(xiàn)了強行勵磁。了解相位復(fù)式勵磁的工作原理。答：第四、五章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，是指在滿足負荷所需出力的條件下，水力的條件下，燃料消耗最少的負荷分配方式；在由水、火電機組組成的混合系統(tǒng)荷出力使系統(tǒng)燃料消耗最少而又能滿足系統(tǒng)負荷要求的分配方式。頻率的二次調(diào)節(jié)有哪些方式？什么是調(diào)功運行方式？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，并將計劃外負荷按規(guī)定的比例關(guān)系分配到各調(diào)頻機組。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)頻機組以無差特性運行，以承擔(dān)誤差引起的功率差額，其余的調(diào)頻機組則仍按虛有差方式運行，承擔(dān)功率分配器分配給它們的負荷。積差調(diào)節(jié)法，是根據(jù)頻差對時間的積分進行調(diào)節(jié)的。系統(tǒng)中絕大部分電站不參加調(diào)頻，而按日負荷曲線所規(guī)定的方式運行，并按最優(yōu)方式分配機組負荷，稱為調(diào)功運行。分析油系統(tǒng)自動控制的工作原理？1Q