电力系统自动化复习资料已整理――河南理工大学

1.试分析同步发电机自动并列的条件。2.同步发电机并网应遵循的基本原则.3.为什么我国同步发电机并网时规定滑差周期不小于10s？4.数值角差包含了同期的哪些信号？采用数值角差可实现同期装置的那些功能？5.线形整步电压包含了同期的哪些信号？采用线形整步电压可实现同期装置的那些功能？6.为什么越前时间称为“恒定越前时间”?它由什么决定？7.微机式同期装置为什么可实现角差预测？本教材讲了哪些预测方法？8.微机同期装置怎样实现了合闸脉冲的发出？9.模拟式同期装置怎样实现了合闸脉冲的发出？10.试结合微机自动准同期原理图简述微机式自动准同期如何实现压差、滑差检测并实现合闸脉冲发出的。11.试结合ZZQ-5自动准同期原理图简述ZZQ-5自动准同期如何实现压差、滑差检测并实现合闸脉冲发出的。12.试简述微机自动准同期如何在时序上解决压差、频差检测和合闸脉冲发出的问题。13.试简述ZZQ-5自动准同期如何在时序上实现压差、频差调整与合闸脉冲信号发出的问题。14.试简要分析影响电能质量的主要原因？15.为什么说同步发电机是系统的主要电压资源？16.励磁调节对同步发电机的运行有什么作用？17.电力系统对发电机的自动调压器的基本要求是什么？18.简要说明超高压、长输电线路运行有哪些特点？19.简要说明提高供电电压质量有哪些措施？什么情况下，供电功率达到极限？20.发电机励磁系统有哪些？21.自励系统和他励系统在发电机端电压响应上有什么区别？22.无刷励磁系统与有刷励磁系统有什么差别？23.为什么交流励磁机、副励磁机的额定频率都大于50Hz？24.发电机强行励磁的作用有哪些？强励作用在什么情况下投入？投入大致多长时间？25.什么叫电压响应比？它是个什么指标？26.SD型快速灭磁开关的灭磁原理是什么？它为什么在开断小电流时会出现失败？27.试简要说明交流励磁机系统的整流与逆变灭磁？28.电力系统自动调压器实际上是个什么？它的输入量是什么？输出量是什么？一般具有什么样的功能？29.试画出自动调压器系统的基本原理框图。30.试简述TCR实现电压控制的基本原理。31.试分析TSC投、切电容器调压有什么优势？如何实现投、切电容的平稳调压？32.试简述模拟元件调压器的工作原理。33.试分析模拟元件调压器中Rw的作用？34.如何实现调压器静态调差特性的调整？35.电力系统调度的主要任务是什么？36.为什么电力系统要进行统一调度？37.什么叫SCADA系统？什么叫EMS系统？38.电力系统调度自动化的主要内容有哪些39.电力系统运行状态的划分有哪些？40.电力系统安全调度的基本功能有哪些？1、电力系统自动化的内容及分类：实现电力系统正常运行和管理的一系列自动和半自动操作，统称为电力系统自动化。（1）按运行管理区分：①电力系统自动化：a,发电和输电调度自动化；b,配电网自动化②发电厂自动化：a,火电厂自动化；b,水电厂自动化③变电站自动化（2）按自动控制的角度：①电力系统频率和有功功率自动控制②电力系统中的断路器的自动控制③电力系统电压和无功功率自动控制④电力系统安全自动控制2、电力市场条件下电力系统运行原则——统一调度，分级管理。分级管理：是根据电网分层的特点，为了明确各级调度机构的责任和权限，有效地实施统一调度，由各级电网调度机构在其调度管辖范围内具体实施电网管理的分工。3、试分析同步发电机自动并列的条件：（难以同时满足）①fg=fs待并发电机频率与系统频率相等，即滑差（频率）为零②Ug=Us待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零③δ=0断路器主触头闭合瞬间，待并发电极电压与系统电压间的瞬时相角差为零。4、同步发电机并网应遵循的基本原则：①待并发电机频率与母线频率的差小于给定值，即滑差小于给定值②断路器主触头闭合瞬间，待并发电机与母线电压间的瞬时相角差小于给定值，即角差小于给定值③待并发电极电压与母线电压的幅值差小于给定值。5、为什么我国同步发电机并网时规定滑差周期不小于10s？答，滑差大，则滑差周期短；滑差小，则滑差周期长。在有滑差的情况下，将机组投入电网，需经过一段加速或减速的过程，才能使机组与系统在频率上“同步”。加速或减速力矩会对机组造成冲击。显然，滑差越大，并列时的冲击就越大，因而应该严格限制并列时的滑差。我国在发电厂进行正常人工手动并列操作时，一般限制滑差周期在10s~16s之间.6、何为滑差、滑差周期？与Ug和Us的相角差δ有什么关系？【答案P6-P7】7、同步发电机以自动准同期方式并列时，说明产生冲击电流的原因。又为何要检查并列合闸时的滑差？【答案P7】8、自动准同期装置的功能：（微机同期与模拟式同期）①自动检查待并发电机与母线之间的压差及频率是否符合并列条件，并在满足这两个条件时，能自动的提前发出合闸脉冲，使断路器主触头在δ为零的瞬间闭合②当压差、频率不合格时，能对待并发电机自动进行均压、均频，以加快进行自动同期并列的过程。9、自动准同期装置如何实现：分三个部分⑴频差控制单元：检测Ug、Us电压间的滑差角频率，且调节发电机的转速，使发电机的频率接近于系统的频率⑵电压控制单元：检测电压值差，且调节发电机的电压，使两电压的差值小于规定允许值⑶合闸信号控制单元：检查并列条件，条件满足时提前一个“恒定越前时间”发出合闸信号。10、数值角差包含了同期的哪些信号？采用数值角差可实现同期装置的哪些功能？答，⑴数值角差包含了周期的恒定越前信号，δ（t）=ωs*t+ψｓ．０－ψｇ．０因此数值角差还包括发电机电压母线电压的初始相角的差值和并列合闸信号。⑵用数值角差可实现同期装置的断路器主触头闭合瞬间待并发电极电压与母线电压间的瞬时相角差为零，减少系统的冲击。11、线性整步电压包含了同期的哪些信号？采用线性整步电压可实现同期装置的哪些功能？答，线性整步电压包含了同期的恒定越前时间信号和并列重合闸信号。可实现获得相应的越前时间，使并列瞬间相角差为零和滑差检测。12、为什么越前时间称为“恒定越前时间”？它由什么决定？答，越前时间由自动准同期装置和断路器的合闸动作时间决定，与滑差及压差无关，所以称为恒定越前时间。恒定越前时间：td=tc+tDL,式中tc为自动准同期装置的动作时间；tDL为断路器合闸时间13、微机式同期装置为什么可实现角差预测？本教材讲了哪些预测方法？答⑴因为微机具有存储程序运行的功能，即使在加速度滑差或随机滑差的情况下，也能获得较准确的越前时间⑵有微分预测法、积分预测法。14、微机同期装置怎样实现了合闸脉冲的发出？答，利用整流滤波的方法，将Vs与Vg都变成相应的直流电压，然后使用模—数转换芯片，将其变成数值，送入微机的比较程序即可，若差值在允许范围内，同时滑差允许，数值角差允许在此瞬间发出并列命令，使断路器触头在δ=0时闭合。15、模拟式同期装置怎样实现合闸脉冲的发出？答、模拟式同期装置中角差Ug是否滞后于US来判定ωs0或ωs0，技术方案及具体工作原理是通过区间鉴别或滞后鉴别两个措施来实现的，压差由电压测量，电压比较器及脉冲展宽和脉冲间隔等电路来判断电压差的方向，改变均压脉冲间隔等功能，合闸脉冲与微机一样。16、简要分析影响电能质量的主要原因？为了改善电力系统的电压质量，一般都有哪些控制措施？答、电能质量指标有电压、频率与波形。波形问题主要由谐波造成，现在由于大量的可控硅元件的采用造成较大的五次及以上的谐波。频率问题主要是整个系统发送的与消耗的有功能率的平衡问题。电压问题主要与系统的无功功率平衡问题有关。（2）为保证负荷运行的电压质量，必须对线路及变压器上的电压降落加以补偿，为此有两种方法可供选择：一是串联电容补偿，二是并联电容补偿。17、为什么说同步发电机是系统的主要电压资源？【P30第二段】答、电力系统的电压资源主要是同步发电机和少量的有源无功补偿器，整个系统的电压必须通过有源电压源才能建立，并联电容，并联对电压的调整起到一定的作用，但对暂态的支持及长期的动态响应支持不够18、励磁调节对同步发电机的运行有什么作用？【P31第一段】答，在事故情况下，系统电压严重下降，说明系统非常缺少无功功率，这时，励磁调节可使同步发电机尽可能的向系统增大无功功率，从而使系统稳定，可见励磁调节系统可增加、无功功率，同步发电机的励磁电流必须随着无功负荷的变化而不断的调整，才能满足电能质量的要求，可见励磁调节还有调节励磁电流的作用。19、电力系统对发电机的自动调压器的基本要求是什么？答，⑴有足够的调整容量⑵有快速的响应速度⑶有很高的运行可靠性。20、简要说明超高压、长输电线路的特点？【P37】答，超高压、长输电线路运行时，两端都有电压资源，运行电压高。线路一般都很长线路一般都很长，总长在800~1000km以上。线路对地电容的容性无功功率与运行电压有关，其值与电压平方成正比，所以超高压、长输电线路的容性无功对电压质量影响很大，为了防止空载过电压必须在线路的首末端加装并联电容器以吸收过量的容性无功功率，无功功率在超高压、常熟店线路上不传递。21、简要说明提高供电质量有哪些措施？什么情况下，供电功率达到极限？答，⑴提高供电质量的措施：并联电容补偿或串联电容补偿⑵当系统的电阻值与系统的总电抗值相等（R=X∑）时供电功率会打到极限。22、发电机励磁系统有哪些？答，⑴直流励磁机系统：自励直流励磁机系统、他励直流励磁机系统⑵交流励磁机系统：自励交流励磁机系统、他励交流励磁机系统、无刷励磁系统⑶无励磁机的发电机自励系统（自并励系统）23、自励系统和他励系统在发电机端电压响应上有什么区别？答，自励系统的时间常数比他励系统的大，电压变化过程的惯性大，故自励系统的电压响应较慢。24、无刷励磁系统与有刷励磁系统有什么差别？【P43】答，有刷励磁系统的滑环比较多，而且每个滑环都分担同样大小的电流，在运行巡视与检修工作中，滑环部分的工作量很大。无刷励磁系统革除了滑环与炭刷等转动接触部分，但运行巡视与维修上却很不方便，由于无法从转子端点引出其直流电压，也就不能实现转子电压反馈，这对某些稳定运行的措施也是不利的。25.为什么交流励磁机、副励磁机的额定频率都大于50Hz？交流励磁机时间常数较大，为了提高励磁系统快速响应，频率采用100Hz或150Hz；交流励磁机频率为400-500Hz26.发电机强行励磁的作用有哪些?强励作用在什么情况下投入？投入大致多长时间？(1)a．有助于提高继电保护的正确动作，特别有益于故障消除后用户电动机的自启动过程，缩短电力系统恢复到正常运行的时间。因此，强行励磁对电力系统的安全运行是十分重要的，是自动调节励磁系统的一项重要功能；b、改善异步电动机的自启动条件；c、为发电机异步运行创造条件。（2）当系统发生短路性故障时，相关发电机的端电压都会剧烈下降，这时励磁系统进行强行励磁（3）为使强励装置动作后发电机转子不致过热，一般考虑强励时间为20s27.什么叫电压响应比？它是个什么指标？答，电压响应比：一般指转子端电压以最快的速度到达顶值时转子磁场建立的速度。它是由电机制造厂提供的说明发电机转子磁场建立过程的快慢程度。28同步发电机理想灭磁方式是什么？SD型快速灭磁开关的灭磁原理是什么?它为什么在开断小电流时会出现失败？采用全桥整流的方式不会出现开断小电流时失败的情况。答：⑴理想的灭磁过程，就是在灭磁过程中始终保持端电压为最大允许值不变，直至励磁回路断开为止。使erL不变，则di/dt=常数。也就是说，在灭磁过程中，转子回路的电流应始终以等速度减小，直至为零。(2在灭磁过程中，SD的主触头先断开，灭弧触头仍闭合，故此时不产生电弧；经极短时间，灭弧触头断开，此时产生电弧，由于横向磁场的作用，电弧上升，被驱入灭弧栅中，把电弧分割成很多串联的短弧，直到励磁绕组中的电流降到零时电弧熄灭，进而达到快速灭磁的目的。(3)原因是电流小，磁动势H的数值就大为减小，吹弧能力也大为减弱，以致不能把电弧完全吹入灭弧栅中，因而使快速灭磁过程失败。29、试画出自动调压器系统的基本原理框图【P55图2—42】34.试简述模拟元件调压器的工作原理【P56-69】主要有以下几部分组成：