电力系统自动装置-电子版

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、名词解释1、恒定越前相角准同期并列:在Ug和Ux两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号的叫恒定越前相角并列装置。2、恒定越前时间准同期并列：在Ug和Ux两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号的叫恒定越前时间并列装置。3、励磁系统：与同步发电机励磁冋路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。4、励磁电压响应比：通常将励磁电压在最初0.5s内上升的平均速率定义为励磁电压响应比，用以反映励磁机磁场建立速度的快慢。5、强励倍数：强励倍数是在强励期间励磁功率单元可提供的最高输岀电压与发电机额定励磁电压i比。6、强励：电力系统短路故障母线电压降低时，为提高电力系统的稳定性，迅速将发电机励磁增加到最大值。7、灭磁：灭磁是指把转子励磁绕组中的磁场储能通过某种方式尽快地减弱到可能小的程度。8、并列操作：电力系统中的负荷随机变化，为保证电能质量，并满足安全和经济运行的要求，需经常将发电机投入和退出运行，把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列，这样的操作过程称为并列操作。二、填空题1、电能在生产、传输和分配过程屮遵循着功率平衡的原则。2、在电力系统正常运行情况下，一般采用准同期并列方法将发电机组投入运行。3、在准同期并列的理想条件下同步发电机并入电网，其并列合闸的冲击电流等于零，并列后发电机与电网立即进入同步运行,不发牛•任何扰动现象。4、准同期并列装置的控制单元主要包括：频率差控制单元、电压差控制单元和合闸信号控制单元。5、在准同期并列操作中，按提前量的不同，准同期并列装置可分为恒定越前相角和恒定越前时间两种原理。11、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同乂分为火电厂、水电厂、核电厂等不同类型的电厂。12、电力系统自动控制大致分为：电力系统自动监视和控制、电厂动力机械自动控制、电力系统自动装置和电力安全装置。13、电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配。15、14、当系统发生故障时，要求发电机迅速增大励磁电流,以维持电网的电压水平及稳定性。同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。16、整个励磁自动控制系统是由同步发电机、励磁功率单元及励磁调节器构成的一个反馈控制系统。17、在电力系统正常运行或事故运行屮，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用。18、准同期并列主耍是对脉动电压和滑差角频率进行检测和控制,并选择合适的时间发岀合闸信号,使合闸瞬间的脉动电压值在允许值以内o19、同步发电机的励磁自动控制系统通过不断地调节励磁軽来维持机端电压为给定水平。20、在多机系统中，可以通过调节励磁电流来实现并联运行发电机组间无功功率的合理分配。 21、与无限大母线并联运行的机组，调节机组的励磁电流可以改变发电机无功功率的数值。1、当电厂发出的有功功率不满足用户要求出现缺额时，系统频率就会下降。3、2、当电力系统因事故而岀现严重的有功功率缺额吋，其频率将随之急剧下降。在电力系统屮，对付严重功率缺额事故的重要措施Z—是采用自动低频减载装置。4、电力系统由于有功功率平衡遭到破坏引起系统频率发生变化，频率从正常状态过渡到另一个稳定值所经历的时间过程，称为电力系统的动态频率特性。5、电力系统允许最低频率受“频率崩溃”或“电压崩溃”的限制，对于高温高压的火电厂，频率低于46〜46・5旳吋，厂用电已不能正常工作；在频率低于45Hz就有“电压崩溃”的危险。因此,末级的启动频率以不低于46〜46.5IIz为宜。6、同步发电机的准同期装置按自动化程度可以分为主宜动准同期并列装置、自动准同期并列装置。7、电力系统由发电厂、变电所、输电网、配电和用电等设备组成，在运行中是一个有机的整体。8、采样过程：对连续的模拟信号x(t),按一定的时间间隔Ts,抽取相应的瞬时值。Ts的大小决定了采样信号的质量和数量，亿称为采样周期。9、香农采样定理指出采样频率必须大于原模拟信号频谱中最高频率的两倍，则模拟信号可由采样信号来唯一表不。10、采用式/(/)={ancosncot4-bnsinncot)对电流信号进行分解，a。、、仇的物理意义分别2n=是直流分量、n次谐波分量的实部、n次谐波分量的虚部。1、电力系统对频率的要求比对电压的要求更为严格，通常频率与额定值的偏差不超过土0.2也。2、系统频率的变化是由于发电机的负荷与原动机输入功率之间失去平衡所致，因此调频与有功功率调节是不可分开的。3、调速器通常分为机械液压调速器和电气液压调速器;按照控制规律划分，又可以分为比例积分调速器和比例-积分-微分调速器等。4、功率-频率电液调速系统主要由转速测量、功率测量、转速和功率给定环节，电量放大器和电液转换器及液压系统等部件构成。5、电力系统的频率和有功功率调节系统主要是由週速蛊、发电机组和电网等环节组成。三、问答题1、给出常用有功功率、无功功率的二表法和三表法的计算公式。答：二表法：S=UABIa+UcBICP=UabrIAR+UabJAl+UCBR】CR+CBIClQ~UabiIAR~5赵5+UCB1【CR~UCBR【Cl三表法：S=UaIa+UbIr+UcIcP=AR^AR+UaiIAl+UbrIbr+BlBl+^CR^CR+"c/'cvQ~UAl‘AR~Uar【aI+Ubi【BR~Ubr【Bl+Cl】CR~UcJCI在上述功率计算中所用的电压、电流均为有效值。 2、什么是准同期并列？什么是自同期并列？答：准同期并列：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。自同期并列：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。3、同步发电机自动准同期并列时，不满足并列条件会产生什么后果？为什么？答:发电机准同期并列时，如果不满足并列条件，将产生冲击电流，并引起发电机振荡，严重时，冲击电流产生的电动力会损坏发电机，振荡使发电机失步，甚至并列失败。原因：通过相量图分析可知，并列瞬间存在电压差，将产生无功冲击电流，引起发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力作用下受损；并列瞬间存在相位差，将产牛有功冲击电流，在发电机轴上产生冲击力矩，严重吋损坏发电机；并列瞬间存在频率差。将产生振荡的冲击电流，使发电机产生振动，严重时导致发电机失步，造成并列不成功。4、同步发电机自动调节励磁系统的主要任务是什么？答：（1）系统正常运行条件下，维持发电机端或系统某点电压在给定水平；（2）实现并联运行发电机组无功功率的合理分配；（3）提高同步发电机并联运行的稳定性；（4）改善电力系统的运行条件；（5）对水轮发电机组在必要时强行减磁。5、画出三相全控桥式整流电路，哪些晶闸管为共阳极组，哪些为共阴极组?答：VTH1、VTH3、VTH5为共阴组，VTH2、VTH4、VTH6为共阳组。6、可控硅自动励磁调节装置由哪些环节组成？各坏节的作用是什么？答：可控硅自动励磁调节装置主要由调差环节、测量比较环节、综合放大环节、移相触发环节和可控整流环节组成。调差环节的作用是在励磁控制器的发电机电压测量冋路中，附加一个与发电机电流成比例的电压,使测量比较单元感受到的屯压随发电机无功电流的大小而变化，从而获得调差系数。通过改变的调差系数，以保证并列运行机组间无功功率能合理地分配。测量比较环节的作用是测量发电机电压并将之转变成直流电压，再与给定的基准电压相比较，得出电压偏差信号。综合放大环节的作用是将电压偏差信号及其他辅助信号进行线性综合放大。移相触发环节的作用是将控制信号转换成触发脉冲，用以触发功率整流单元的晶闸管，达到调节励磁的目的。可控整流环节的作用是在触发脉冲的控制下将机端三相交流转变为励磁所需直流 7、电力系统自动调频的任务是什么？对调频系统有哪些要求？答：电力系统自动调频的任务主要是对系统的频率进行监视和控制，及时调整发电机组的岀力,使系统的有功功率达到新的平衡，保证系统频率在规定范围内。此外，在满足频率质量的前提下，还要考虑如何使发电成本最小，即按经济原则在电厂和机组间分配有功负荷，以达到电力系统的经济运行。调频系统应有足够的调整容量、调整精度和调整速度。8、调速器通常分为哪些类型？它们各有什么特点？答：调速器通常分为机械液压调速器和电气液压调速器两类。机械液压调速器只按转速（频率）偏差产生控制作用，原理简单，易于理解；电气液压调速器具有的优点主要有：（1）灵敏度高，调节速度快，调节精度高，机组甩负荷时转速的过调量小；（2）容易实现各种信号的综合调节•有利于综合自动控制；（3）参数整定灵活方便，可在运行中改变参数，并便于增添改善动态性能指标的校正控制部件;（4）体积小，检修维护方便。9、试说明电力系统低频运行的危害性。答：（1）电厂用电设备生产率下载，导致出力减少；（2）发电机电势随频率降低而减小，使无功功率也减少，有可能在频率崩溃的同时出现电压崩溃;（3）汽轮机叶片的振动变大，轻则影响使用寿命，重则产生裂纹；（4）影响某些测量仪表的准确性和某些继电保护装置动作的准确性；（5）影响系统的经济性。10、同步发电机自动准同期并列的理想条件是什么？实际条件是什么？答：理想条件：频率相等，电压幅值相等，相角差为零。实际条件：①频率差不应超过额定频率的土0.2%〜土0.5%；②电压差不应超过额定电压的±5%〜±10%；③在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电压的相位差应接近零，误差不应大于10°。11、什么是滑差、滑差频率、滑差周期？它们之间有什么关系？答：滑差：并列断路器两侧发电机电压角频率与系统电压角频率之差，用©表示；滑差频率：并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率Z差，用久表示；滑差周期：并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360。所用的时间，用7；表示。关系：cos=27ixfsTs=]fs=2兀312、为什么频率差过大时发电机可能并列不成功？答：发电机并列合闸时，如果存在频率差，将产生振荡的冲击电流，振荡周期就是滑差周期，即频率差的大小，决定着冲击电流的振荡周期。如果频率差较小，滑差周期长，则经过一定的振荡过程，发电机进入同步运行，并列成功；如果频率差过大，滑差周期短，可能导致发电机失步，造成并列失败。