電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理復(fù)習(xí)思考題完整版

《電力系統(tǒng)自動(dòng)控制裝置原理》復(fù)習(xí)思考題考試題型：選擇、名詞解釋、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)：當(dāng)頻率下降時(shí)，負(fù)荷吸取的有功功率隨著下降；當(dāng)頻率升高時(shí)，負(fù)荷吸取的有功功率隨著增高。這種負(fù)荷有功功率隨頻率變化的現(xiàn)象，稱為負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)。頻率調(diào)差系數(shù)：?jiǎn)挝话l(fā)電機(jī)有功功率的變化引起的頻率增量即為頻率調(diào)差系數(shù)。電壓調(diào)整：調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的電壓，使其變化不超過(guò)規(guī)定的允許范圍，以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平及各種電力設(shè)備和電器的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力系統(tǒng)：由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的HYPERLINK電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。1、電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整有哪幾種可以實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)？答：①主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法、②積差調(diào)頻法、③分區(qū)調(diào)頻法。2、自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)的基本任務(wù)？答：主要任務(wù)：①使全系統(tǒng)發(fā)電機(jī)輸出功率與總負(fù)荷功率匹配；②保持系統(tǒng)頻率為額定值；③控制區(qū)域聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計(jì)劃值相等；④在區(qū)域網(wǎng)內(nèi)各發(fā)電廠之間進(jìn)行負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。3、簡(jiǎn)述發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)的類型及特點(diǎn)。電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)。答：發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)的類型及特點(diǎn)：①>0為正調(diào)差系數(shù)，其調(diào)節(jié)特性下傾，即發(fā)電機(jī)端電壓隨無(wú)功電流增大而降低；②<0為負(fù)調(diào)差系數(shù)，其調(diào)節(jié)特性上翹，發(fā)電機(jī)端電壓隨無(wú)功電流增大而上升；③=0稱為無(wú)差特性，這時(shí)發(fā)電機(jī)端電壓恒為定值。電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)：保證供電質(zhì)量的優(yōu)良；②保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；③保證較高的安全水平；④保證提供強(qiáng)有力的事故處理措施。4、強(qiáng)行勵(lì)磁的基本作用是什么？答：強(qiáng)行勵(lì)磁的基本作用是：①有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；②有助于繼電保護(hù)的正確動(dòng)作；③有助于縮短電力系統(tǒng)短路故障切除后母線電壓的恢復(fù)時(shí)間；④并有助于用戶電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)過(guò)程。同步發(fā)電機(jī)并列的理想條件是什么？答：理想條件：頻率相等、電壓幅值相等、相角差為零；即（fG=fX、UG=UX、δe=0）。簡(jiǎn)述同步發(fā)電機(jī)組并列時(shí)遵循的原則。答：①并列斷路器合閘時(shí)，沖擊電流應(yīng)盡可能小，其瞬時(shí)最大值一般不超過(guò)1~2倍的額定電流。②發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài)，其暫態(tài)過(guò)程要短，以減少對(duì)電力系統(tǒng)的擾動(dòng)。8、簡(jiǎn)述直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。答:優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：靠機(jī)械整流子換向，有炭刷和整流子等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸部件；維護(hù)量大，造價(jià)高；勵(lì)磁系統(tǒng)的容量受限制。9、簡(jiǎn)述交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)：勵(lì)磁系統(tǒng)的容量不受限制；不受電網(wǎng)干擾，可靠性高；無(wú)炭粉和銅末引起電機(jī)線圈污染，絕緣的壽命較長(zhǎng)；缺點(diǎn)：無(wú)法對(duì)勵(lì)磁回路進(jìn)行直接測(cè)量；對(duì)整流元件等的可靠性要求高10、簡(jiǎn)述靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、造價(jià)低、維護(hù)量小；無(wú)勵(lì)磁機(jī)，縮短機(jī)組長(zhǎng)度，可減少電廠土建造價(jià)；直接用可控硅控制轉(zhuǎn)子電壓，可獲很快的勵(lì)磁電壓響應(yīng)速度；缺點(diǎn)：保護(hù)配合較復(fù)雜。11、簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)的分區(qū)分級(jí)調(diào)度。答：①國(guó)家調(diào)度機(jī)構(gòu)；②跨省、自治區(qū)、直轄市調(diào)度機(jī)構(gòu)；③省、自治區(qū)、直轄市級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)；④省轄市級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)；⑤縣級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)。12、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)有哪幾類？電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)。答：同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)：①直流勵(lì)磁機(jī)②交流勵(lì)磁機(jī)③靜止勵(lì)磁系統(tǒng)；電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)：①保證供電質(zhì)量的優(yōu)良；②保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；③保證較高的安全水平④保證提供強(qiáng)有力的事故處理措施。14、什么是同步時(shí)間法，及調(diào)節(jié)方程是什么？答：同步時(shí)間法就是按照頻率偏差的積分值來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因?yàn)轭l率偏差的積分反映了在一定時(shí)間段內(nèi)同步時(shí)間對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的偏差，調(diào)節(jié)方程為∫??fdt+k??PL=01、什么是并列操作、自同期并列操作、準(zhǔn)同期并列操作答：①并列操作：電力系統(tǒng)中的負(fù)荷隨機(jī)變化，為保證電能質(zhì)量，并滿足安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，需經(jīng)常將發(fā)電機(jī)投入和退出運(yùn)行，把一臺(tái)待投入系統(tǒng)的空載發(fā)電機(jī)經(jīng)過(guò)必要的調(diào)節(jié)，在滿足并列運(yùn)行的條件下經(jīng)開(kāi)關(guān)操作與系統(tǒng)并列，這樣的操作過(guò)程稱為并列操作。②自同期并列：將未加勵(lì)磁、接近同步轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)，隨后給發(fā)電機(jī)加上勵(lì)磁，在原動(dòng)轉(zhuǎn)矩、同步力矩作用下將發(fā)電機(jī)拉人同步，完成并列操作。③準(zhǔn)同期并列：發(fā)電機(jī)在并列合閘前已加勵(lì)磁，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓的幅值、頻率、相位分別與并列點(diǎn)系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值、頻率、相位接近相等時(shí)，將發(fā)電機(jī)斷路器合閘，完成并列操作。（強(qiáng)行勵(lì)磁）電力系統(tǒng)短路故障母線電壓降低時(shí)，為提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，迅速將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁增加到最大值。3、滑差、滑差頻率、滑差周期有什么關(guān)系答：滑差：并列斷路器兩側(cè)發(fā)電機(jī)電壓電角速度與系統(tǒng)電壓電角速度之差；滑差頻率：并列斷路器兩側(cè)發(fā)電機(jī)電壓頻率與系統(tǒng)電壓頻率之差，用fs表示；滑差周期：并列斷路器兩側(cè)發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓之間相角差變化360°所用的時(shí)間。4、同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列時(shí)，不滿足并列條件會(huì)產(chǎn)生什么后果?為什么?答：發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列，如果不滿足并列條件，將產(chǎn)生沖擊電流，并引起發(fā)電機(jī)振蕩，嚴(yán)重時(shí)，沖擊電流產(chǎn)生的電動(dòng)力會(huì)損壞發(fā)電機(jī)，振蕩使發(fā)電機(jī)失步，甚至并列失敗。原因：通過(guò)相量圖分析可知，并列瞬間存在電壓差，將產(chǎn)生無(wú)功沖擊電流，引起發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)熱，或定子繞組端部在電動(dòng)力作用下受損；并列瞬間存在相位差，將產(chǎn)生有功沖擊電流，在發(fā)電機(jī)軸上產(chǎn)生沖擊力矩，嚴(yán)重時(shí)損壞發(fā)電機(jī)；并列瞬間存在頻率差。將產(chǎn)生振蕩的沖擊電流，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失步，造成并列不成功。5、合閘脈沖為什么需要導(dǎo)前時(shí)間?斷路器合閘脈沖的導(dǎo)前時(shí)間應(yīng)怎么考慮?為什么是恒定導(dǎo)前時(shí)間?答：發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同步并列要求，并列合閘瞬間發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓之間的相位差δ

應(yīng)等于零，考慮到并列斷路器都有一個(gè)合閘時(shí)間，所以自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置發(fā)出合閘脈沖命令，應(yīng)該相對(duì)于δ=0°有一個(gè)提前量，即合閘脈沖需要導(dǎo)前時(shí)間。斷路器合閘脈沖的導(dǎo)前時(shí)間是為了使斷路器主觸頭閉合瞬間，發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓之間的相位差δ=0°。所以合閘脈沖的導(dǎo)前時(shí)間應(yīng)等于從發(fā)出合閘脈沖命令起到合閘斷路器主觸頭閉合止，中間所有元件動(dòng)作時(shí)間之和，其中主要為斷路器的合閘時(shí)間。由于斷路器的合閘時(shí)間是本身固有的、固定不變的，所以導(dǎo)前時(shí)間也不應(yīng)隨頻差、壓差變化，應(yīng)也是一個(gè)固定值，即恒定導(dǎo)前時(shí)間。6、畫(huà)出自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置主要組成部分框圖，其各部分的主要作用是什么？（圖見(jiàn)P3）答：自動(dòng)準(zhǔn)同步并列裝置主要由合閘信號(hào)控制單元、頻率差控制單元、電壓差控制單元三大部分組成。合閘信號(hào)控制單元的作用：是檢查并列條件是否滿足，當(dāng)待并機(jī)組的頻率和電壓都滿足并列條件時(shí)，合閘控制單元就選擇合適的時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)，使并列斷路器的主觸頭接通時(shí)相角差接近于零或控制在允許范圍以內(nèi)。只要這三個(gè)同步條件中有一個(gè)不滿足要求，就閉鎖合閘。頻差控制單元的作用是：當(dāng)頻率條件不滿足要求時(shí)，進(jìn)行頻率的調(diào)整。當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率高于系統(tǒng)頻率時(shí)，發(fā)減速命令；當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率低于系統(tǒng)頻率時(shí)，發(fā)增速命令。電壓差控制單元的作用是：當(dāng)電壓條件不滿足要求時(shí)，進(jìn)行電壓的調(diào)整。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于系統(tǒng)電壓時(shí)，發(fā)降壓命令；當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于系統(tǒng)電壓時(shí)，發(fā)增壓命令。7、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)基本任務(wù)是什么？答：①電壓控制、②控制無(wú)功功率的分配、③提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性、④改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件、⑤水輪發(fā)電機(jī)組要求實(shí)行強(qiáng)行減磁。8、什么是靜止勵(lì)磁系統(tǒng)、勵(lì)磁電壓響應(yīng)比？答：靜止勵(lì)磁系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源不用勵(lì)磁機(jī)，而由機(jī)端勵(lì)磁變壓器供給整流裝置，這類勵(lì)磁裝置采用大功率晶閘管元件，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部分，故稱為靜止勵(lì)磁系統(tǒng)；勵(lì)磁電壓響應(yīng)比：由勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)曲線確定的勵(lì)磁系統(tǒng)輸出電壓增長(zhǎng)率與額定勵(lì)磁電壓的比值。9、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器靜特性的調(diào)整包括哪兩項(xiàng)調(diào)節(jié)?答:調(diào)差系數(shù)調(diào)整、外特性的平移。11、電力系統(tǒng)頻率一次調(diào)節(jié)和二次調(diào)節(jié)有何區(qū)別？答：頻率的一次調(diào)整通過(guò)汽輪發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)反應(yīng)機(jī)組轉(zhuǎn)速變化，調(diào)節(jié)原動(dòng)力閥門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，其表現(xiàn)在某一條調(diào)節(jié)特性上運(yùn)行點(diǎn)的變化，當(dāng)負(fù)荷變化較大時(shí)，則調(diào)整結(jié)束時(shí)頻率與額定值偏差較大——調(diào)節(jié)結(jié)果是有差。頻率的二次調(diào)整通過(guò)調(diào)頻器反應(yīng)系統(tǒng)頻率變化，調(diào)節(jié)原動(dòng)力閥門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，表現(xiàn)為一條調(diào)節(jié)特性上、下平移，可以保證調(diào)整結(jié)束時(shí)頻率與額定值偏差很小或趨于零——調(diào)節(jié)結(jié)果是無(wú)差的。一次調(diào)頻為有差調(diào)頻，二次調(diào)頻為無(wú)差調(diào)頻；一次調(diào)頻（調(diào)速器），二次調(diào)頻（調(diào)頻器）。12、負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)和自動(dòng)按頻率減負(fù)荷的作用是否相同?有什么區(qū)別?答：負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)和按頻率自動(dòng)減負(fù)荷的作用不相同。雖然負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)和按頻率自動(dòng)減負(fù)荷的結(jié)果都能夠使系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，且穩(wěn)定頻率低于額定頻率，但兩者存在本質(zhì)區(qū)別：負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)是利用負(fù)荷本身具有的特性，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額，系統(tǒng)頻率下降時(shí)自動(dòng)減少吸收的有功功率，當(dāng)負(fù)荷減少吸收的有功功率與系統(tǒng)的功率缺額相等時(shí)，系統(tǒng)頻率穩(wěn)定不再下降。顯然，如果系統(tǒng)功率缺額嚴(yán)重，負(fù)荷調(diào)節(jié)的結(jié)果，系統(tǒng)穩(wěn)定頻率低，往往不能維持系統(tǒng)的安全運(yùn)行。按頻率自動(dòng)減負(fù)荷是利用一種安全自動(dòng)裝置，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額，按照系統(tǒng)頻率下降的不同程度，自動(dòng)切除部分負(fù)荷，當(dāng)切除的負(fù)荷接近系統(tǒng)功率缺額時(shí)，系統(tǒng)頻率不再下降，而且回升，最后穩(wěn)定在低于額定頻率的數(shù)值。顯然，如果系統(tǒng)功率缺額嚴(yán)重，切除負(fù)荷量相應(yīng)加大，穩(wěn)定頻率將不會(huì)威脅系統(tǒng)安全運(yùn)行。14、分區(qū)調(diào)頻法的特點(diǎn)是什么？寫(xiě)出聯(lián)絡(luò)線調(diào)頻方程式答：分區(qū)調(diào)頻法的特點(diǎn)是：區(qū)內(nèi)負(fù)荷的非計(jì)劃負(fù)荷變動(dòng)主要由本區(qū)內(nèi)的調(diào)頻廠來(lái)負(fù)擔(dān)，其他區(qū)的調(diào)頻廠不參與調(diào)頻，因此區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線上的功率應(yīng)該維持計(jì)劃值不變。聯(lián)絡(luò)線調(diào)頻方程式：15、什么是電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行答：電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的就是在保證整個(gè)系統(tǒng)安全可靠和電能質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡可能提高電能的生產(chǎn)和輸送效率，降低供電的燃料消耗和供電成本。16、簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)安全自動(dòng)控制裝置的主要任務(wù)。答：主要任務(wù)是：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，按照預(yù)訂的控制準(zhǔn)則迅速作出反應(yīng)，采取必要的措施避免事故擴(kuò)大。17、什么是等微增率準(zhǔn)則？為什么根據(jù)該準(zhǔn)則能使電力系統(tǒng)運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)?答：18、簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)頻率和有功功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的方法。答：主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法、同步時(shí)間法和聯(lián)合自動(dòng)調(diào)頻法。19、簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)負(fù)荷的由哪幾種不同分量組成。答：第一種是頻率較高的隨機(jī)分量，其變化周期一般小于10s；第二種為脈動(dòng)分量，變化幅度較大，變化周期在10s～3min之間；第三種為變化很緩慢的持續(xù)分量。(題6所需畫(huà)的圖→如下所說(shuō))計(jì)算題（考原題或者類似只改數(shù)據(jù)）P189習(xí)題4-2、4-3（2）P1894-2．已知某電力系統(tǒng)，，，當(dāng)Mw時(shí)，Hz，求符合增加120Mw時(shí)，系統(tǒng)調(diào)速后的運(yùn)行點(diǎn)。P1894-3．已知：某發(fā)電廠有3臺(tái)發(fā)電機(jī)組在公共母線上并聯(lián)運(yùn)行，1號(hào)機(jī)組額定功率100MW，2號(hào)機(jī)組額定功率300MW，3號(hào)機(jī)組額定功率600MW。三臺(tái)機(jī)組的額定功率因數(shù)，假設(shè)。(1)若1號(hào)機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)為0，2、3號(hào)機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)都為0.05，當(dāng)系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)使電廠無(wú)功增量為它們總額定無(wú)功容量的20％時(shí)，問(wèn)各機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷增量是多少？母線上的電壓波動(dòng)是多少？(2)此時(shí)若1號(hào)機(jī)組燃料耗量特性為t/h，2號(hào)機(jī)組燃料耗量特性為t/h，3號(hào)機(jī)組燃料耗量特性為t/h，系統(tǒng)總有功負(fù)荷為800MW，試分析3臺(tái)機(jī)組之間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配，計(jì)算3臺(tái)機(jī)組的燃料耗量。（暫時(shí)無(wú)法找到答案，若考到聽(tīng)天由命）P29例題2-1（例題類似的題目，就和書(shū)上數(shù)據(jù)不同）1、某發(fā)電機(jī)采用自動(dòng)準(zhǔn)同期并列方式與系統(tǒng)進(jìn)行并列，系統(tǒng)的參數(shù)為已歸算到以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。一次系統(tǒng)的參數(shù)為：發(fā)電機(jī)交軸次暫態(tài)電抗為0.128；系統(tǒng)等值機(jī)組的交軸次暫態(tài)電抗與線路之和為0.22；斷路器合閘時(shí)間為，它的最大可能誤差時(shí)間為的；自動(dòng)并列裝置最大誤差時(shí)間為；待并發(fā)電機(jī)允許的沖擊電流值為。求允許合閘相角差、允許滑差與相應(yīng)的脈動(dòng)電壓周期。解：1）允許合閘相角差=2arcsin(+)/2x1.8=2arcsinx1x(0.128+0.22)/x1.8x2x1.05=2arcsin0.09206=10.56（°）=0.184(rad)2）ΔtQF=0.4x0.2=0.08sΔtc=0.05s允許滑差=/(ΔtQF+Δtc)=0.184/(0.08+0.05)=1.42rad/s3)Ts=2π/=2π/1.42=4.42sP75例題3-1、3-23-1某電廠有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)在公共母線上并聯(lián)運(yùn)行，一號(hào)機(jī)的額定功率為25MW，二號(hào)機(jī)的額定功率為50MW。兩臺(tái)機(jī)組的額定功率因數(shù)都是0．85，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)都為0．05。若系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)使電廠無(wú)功的增量為它們總無(wú)功容量的20％，問(wèn)各機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷增量是多少?母線上的電壓波動(dòng)是多少？3-2在例題3-1中若一號(hào)機(jī)調(diào)差系數(shù)為0．04，二號(hào)機(jī)調(diào)差