電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理期末復(fù)習(xí)資料 (一)

《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理》期末復(fù)習(xí)資料

一、填空題

I.將同步發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)參加并列運(yùn)行的操作稱為座列

2.自動(dòng)并列裝置檢測并列條件的電壓人們常稱為_整步電壓。

3.電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的變化主要影響電網(wǎng)的電壓水平和并聯(lián)運(yùn)行

機(jī)組間無功功率的分配。

4.發(fā)電機(jī)發(fā)出功率為—發(fā)電機(jī)狀態(tài)—；發(fā)電機(jī)吸收功率為—電動(dòng)機(jī)狀態(tài)o

5.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」一2倍的額定電

流：

6.發(fā)電機(jī)組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行狀態(tài),其暫態(tài)過程要短，以減小對(duì)電力系

統(tǒng)的擾動(dòng)。

7.勵(lì)磁控制系統(tǒng)是由—發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁功率單元及一勵(lì)磁調(diào)節(jié)器共同

組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

8.反饋型電壓調(diào)節(jié)器按被調(diào)量（發(fā)電機(jī)電壓）與給定量（設(shè)定值）之間的差值進(jìn)行調(diào)節(jié),

屬于閉環(huán)反饋控制。

9.勵(lì)磁調(diào)節(jié)器主要由電壓測量比較，綜合放大及功率放大等單元組成。

10.數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的組成：主控制單元，信息采集單元，控制輸出，人機(jī)接口單

兀。

11.勵(lì)磁調(diào)節(jié)器主要由電壓測量比較,綜合放大及功率放大等單元組成。

12.調(diào)速器通常分為機(jī)械液壓調(diào)速器和電氣液壓調(diào)速器兩類。

13.速增率_是指輸入耗量微增量與輸出功率微增量的比值。

14.當(dāng)電廠發(fā)出的有功功率不滿足用戶要求出現(xiàn)缺額時(shí)，系統(tǒng)頻率就會(huì)下降。

15.當(dāng)電力系統(tǒng)因事故而出現(xiàn)嚴(yán)重的有功功率缺額時(shí)，其頻率將隨之急劇下降°

16.低頻減載裝置采用了分級(jí)切除負(fù)荷的辦法,以適應(yīng)各種事故條件下系統(tǒng)功率缺額大小不

等的情況。

17.數(shù)字是調(diào)節(jié)器，按—比例—、—積分—和—微分—進(jìn)行控制的PID調(diào)節(jié)器，是連

續(xù)系統(tǒng)控制中技術(shù)成熟、應(yīng)用最為廣泛的?種調(diào)節(jié)器。

18.恒定越前時(shí)間的準(zhǔn)同期并列裝置中的合閘信號(hào)控制單元由遣差角頻率檢測、電壓差檢測和

越前時(shí)間信號(hào)等環(huán)節(jié)組成。

19.自動(dòng)并列裝置檢測并列條件的電壓人們常稱為整步電壓“

20.頻率差檢測是在恒定超前覽回之前完成的檢測任務(wù)，用來判別是否符合并列條件。

二、名詞解釋

1.恒定越前相角準(zhǔn)同期并列：在Ug和Ux兩個(gè)相量重合之前恒定角度發(fā)出合閘信號(hào)的叫恒定

越前相角并列裝置。

2.恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期并列：在Ug和Ux兩個(gè)相量重合之前恒定時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)的叫恒定

越前時(shí)間并列裝置。

3.同步發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行：同步發(fā)電機(jī)欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，由滯后功率因數(shù)變?yōu)槌肮β室驍?shù)，

發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收無功功率，這種運(yùn)行方式稱為同步發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行。

4.勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性：勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出的勵(lì)磁電流（電壓）與發(fā)電機(jī)端電壓之間的

關(guān)系特性。

5.調(diào)差系數(shù)：表示無功負(fù)荷電流從零變至額定值時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓的相對(duì)變化。

6.負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)：系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時(shí)，總負(fù)荷吸收的有功功率也隨之變化的現(xiàn)象。

即當(dāng)頻率下降時(shí)，總負(fù)荷吸收的有功功率隨之下降；當(dāng)頻率上升時(shí)，總負(fù)荷吸收的有功功

率隨之上升。

7.發(fā)電機(jī)的功率-頻率特性：系統(tǒng)頻率變化，整個(gè)系統(tǒng)的有功負(fù)荷也要隨著改變，這種有功

負(fù)荷隨頻率而改變的特性。

8.電力系統(tǒng)一次調(diào)頻：通過發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，反映機(jī)組轉(zhuǎn)速變化而相應(yīng)調(diào)整原動(dòng)力門開

度，完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率

9.電力系統(tǒng)二次調(diào)頻：為了使頻率偏差不超過允許范圍，通常要通過人工手動(dòng)或調(diào)頻裝置自

動(dòng)地改變變速機(jī)構(gòu)位置即改變調(diào)速淵的工作特性，使電力系統(tǒng)的總負(fù)荷與總出力在額定頻

率卜達(dá)到平衡。通過改變調(diào)速器工作特性而實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)過程，就是頻率的二次調(diào)整，是對(duì)

第二種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏差進(jìn)行的調(diào)整。

10.等微增率法則：運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組按微增率相等的原則來分配負(fù)荷，這樣就可使系統(tǒng)總的燃

料消耗為最小，從而是最經(jīng)濟(jì)的。

11.電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)頻率特性：當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額造成系統(tǒng)頻率下降時(shí)，系統(tǒng)頻率隨時(shí)

間由額定值變化到穩(wěn)定頻率的過程，稱為電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)頻率特性。

三、簡答題

1.準(zhǔn)同期并列的理想條件有哪些？

（1）'%=叫或幾=人（即頻率相等）

（2）%=力（即電壓幅值相等）

（3）4=°（即相角差為零）

2.簡述同步發(fā)電機(jī)的兩種并列操作方法的過程？

答：準(zhǔn)同步并列的方法是：發(fā)柳I在并列合閘前因儂，當(dāng)發(fā)也I電國怫值、蟒、

相位分別與并列點(diǎn)系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值、頻率、相位接近相劄寸，將發(fā)電機(jī)斷路器合何，

完成并列操作。自同步并列的方法是：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)機(jī)轉(zhuǎn)矩、同步力矩的作用下將發(fā)電機(jī)拉入同步，完

成并列操作。

3.為什么準(zhǔn)同期并列產(chǎn)生的沖擊電流??？

答：當(dāng)電網(wǎng)參數(shù)一定時(shí)，沖擊電流決定于相量差Us,由于準(zhǔn)同期并列操作是并列斷路器

QF在滿足頻率相等幅值相等相角差為零的理想條件下合閘的，雖然不能達(dá)到理想的條件，

但是實(shí)際合閘時(shí)相量差Us的值很小，因此計(jì)算出的沖擊電流很小。

4.電力系統(tǒng)低頻運(yùn)行有哪些危害？

答：（1）系統(tǒng)頻率下降使汽輪機(jī)葉片受損：（2）頻率下降使廠用電異步電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率下

降，使發(fā)電機(jī)出力下降，嚴(yán)重時(shí)造成電力系統(tǒng)頻率崩潰；（3）頻率下降使某些勵(lì)磁系統(tǒng)的

勵(lì)磁電壓下降，影響系統(tǒng)的電壓水平，嚴(yán)重時(shí)造成電力系統(tǒng)頻率崩潰。

5.為什么頻率差過大時(shí)發(fā)電機(jī)可能并列不成功？

答：發(fā)電機(jī)并列合閘時(shí)存在頻率差，將產(chǎn)生振蕩的沖擊電流，振蕩周期就是滑差周期，即

頻率差的大小，決定看沖擊電流的振蕩周期。如果頻率差較小，滑差周期長，則經(jīng)過一定

的振蕩過程，發(fā)電機(jī)進(jìn)入同步運(yùn)行，并列成功：如果頻差過大，滑差周期短，可能導(dǎo)致發(fā)

電機(jī)失步，造成并列失敗。

6.水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組為什么要強(qiáng)行減磁？

答：當(dāng)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障突然跳閘時(shí)，由于它的調(diào)速系統(tǒng)具有較大的慣性，不能

迅速關(guān)閉導(dǎo)水葉，因而會(huì)使轉(zhuǎn)速急劇上升。如果不采取措施迅速降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流,

與間的電壓差，且調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓，使他與間的電壓差值小于規(guī)定允許值，促進(jìn)并

列條件的形成。(3)合閘信號(hào)控制單元。檢查并列條件，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QF的主觸頭

接通時(shí)，相角差接近于零或控制在允許范圍內(nèi)。

四、計(jì)算題

1.某系統(tǒng)負(fù)荷總?cè)萘繛?6000MW,負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)K=2,若不考慮調(diào)速器的作用，計(jì)算當(dāng)

頻率下降到47Hz時(shí)，系統(tǒng)有功缺額是多少？系統(tǒng)總的發(fā)電功率是多少？

解：

—K上更

PL￡fN

缺額為：

P"Kx/'―卜XP/v=2x47—5°x16000=-1920(MW)(MW)

fa50

發(fā)電功率為：P=16000-1920=14080(MW)

2.某電力系統(tǒng)中，與頻宓無關(guān)的負(fù)荷占30%,與頻率一次方成比例的負(fù)荷占40%,與頻率

二次方成比例的負(fù)荷占10%,其余為與頻率三次方成比例的負(fù)荷。求系統(tǒng)頻率由50Hz下

降到47Hz時(shí)，負(fù)荷功率變化的百分?jǐn)?shù)及其相應(yīng)的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)K/,值。

解當(dāng)fu47Hz時(shí)./.=興=0.94

由式(5-4)可以求出當(dāng)頻率下降到47Hz時(shí)系統(tǒng)的負(fù)荷為

21

H?=%+aj.4-a2f.-Faj/.

=0.34-0.4X0.94+0.1X0.942+0.2X0,945

=0.34-0.376+O.088+0.166=0.930

則

4%=(1-0.930)X100=7

于是=守=不=1.17

五、分析題

1.同步發(fā)電機(jī)與無窮大系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，且保持輸出有功恒定，當(dāng)改變勵(lì)磁電流時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)

輸出無功功率的影響是什么？其依據(jù)(方程、表達(dá)式)是什么？

答：由于發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率只受調(diào)速器的控制，與勵(lì)磁電流大小無關(guān)，故無論勵(lì)磁電

流如何變化，發(fā)電機(jī)的有功功率P均為常數(shù)，即

P=UGIGcos6=常數(shù)

nEGUG.e

P=-----sinb

=常數(shù)

由于UG=常數(shù)，故IGcos4>=常數(shù)，EGsin6=常數(shù)

所以勵(lì)磁電流改變時(shí)，改變了發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率和功率角6的大小。

2.試畫出電力系統(tǒng)負(fù)荷靜態(tài)頻率特性曲線，并說明負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)的意義。為何負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)

系數(shù)K會(huì)因季節(jié)變化而變化？

答：電力系統(tǒng)負(fù)荷靜態(tài)頻率特性曲線為：

3.

負(fù)荷吸收的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)，頻率降低時(shí)，總負(fù)荷吸收

的有功功率隨之下降：當(dāng)頻率上升時(shí)，總負(fù)荷吸收的有功功率隨之上升。