电力系统自动装置复习大纲整理

填空题

1.发电厂的分类：按一次能源的不同分为火电厂、水电厂、核电厂等。P1

2.电力系统自动装置的结构形式P4

微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统（Distributed Control System，DCS）和现场总线系统（Fieldbus Control System，FCS）。

3.自动并列装置检测并列条件P18

（1）ωG=ωx或f G=f x（即频率相等）；

（2）U G=U x（即电压幅值相等）；

（3）δe=0（即相角差相等）。

4.准同期并列装置的三个主要控制单元P24

（1）频率差控制单元；（2）电压差控制单元；（3）合闸信号控制单元。

5.准同期并列的方式（控制逻辑）P25

（一）恒定越前相角同期并列；（二）恒定越前时间准同期并列。

6.整步电压分类P28

1. 正弦整步电压；

2. 线性整步电压（半波线性整步电压和全波线性整步电压）7.发电机无功调节特性的三种类型P69

三种类型：δ>0为正调差系数，其调节特性下倾，即发电机端电压随无功电流增大而降低。δ<0为负调差系数，其调节特性上翘，发电机端电压随无功电流增大而上升。δ=0称为无差特性，这时发电机端电压为恒定值。

8.同步发电机励磁系统的任务P43

（一）电压控制；（二）控制无功功率的分配；（三）提高同步发电机并列运行的稳定性；（四）改善电力系统的运行条件；（五）水轮发电机组要求实行强行励磁。

9.励磁控制系统的构成P65

由同步发电机、励磁功率单元及励磁调节器共同组成。

10.为满足正常运行，发电机励磁功率单元必须满足一定的要求，对励磁电源的

要求P49、P51

对励磁功率单元的要求：

（1）要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。

（2）具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。

发电机励磁电源必须具备足够的调节容量，并且有一定的强励磁倍数和励磁电压响应速度。

11.调度在确定各发电厂的发电计划和安排调频任务时，一般将运行电厂分为哪

三类厂P151

调频厂、调峰厂和带基本负荷的发电厂三大类。

12.联合电力系统的调频方式P157

（1）恒定频率控制FFC；

（2）恒定交换功率控制FTC；

（3）频率联络线功率偏差控制TBC。

13.电力系统的负荷波动可分为哪三种分量？哪两种分量对电力系统的频率变化

起主要影响？P124

第一种是频率较高的随机分量，其变化周期一般小于10s；第二种分量为脉动分量，变化幅度较大，变化周期一般在10s~3min之间；第三种为变化缓慢的持续分量。

负荷的变化必将导致电力系统频率的变化，由于电力系统本身是一个惯性系统，所以对频率的变化起主要作用的是负荷变动的第二、三种分量。

简答题

1.电力系统自动装置的结构形式有哪些？P4

2.发电机自动并列时需要遵循的原则是什么？P17

（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1~2倍的额定电流。

（2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。

3.简答同步发电机励磁系统的任务P43

4.简述自同期并列及其优缺点P21

自同期并列操作是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网频率，滑差角频率不超过允许值，且在机组的加速度小于某一给定值得条件下，首先合

上并列断路器QF，接着立刻合上励磁开关SE，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。

自同期并列最突出的优点是无需选择并列合闸时机，因而控制操作非常简单。限于当时控制技术水平，在电力系统发生事故、频率波动较大的情况下，应用自同期并列可迅速把备用机组投入电网运行，所以曾经一度广泛应用于水轮发电机组，作为处理系统事故的重要措施之一。

缺点：在投入电网瞬间，未经励磁的发电机接入电网，相当于电网经发电机次暂态电抗X d’’短路，因而不可避免地要引起冲击电流。另外，发电机电压母线电压瞬时下降对其他用电设备的正常工作将产生影响，为此也需受到限制，所以自同期并列操作方法在非正常情况下采用时，也常受到限制。

5.同步发电机励磁系统中的励磁调节器的要求是什么？P49

（1）系统正常运行时，励磁调节器应能反映发电机电压高低以维持发电机电压在给定水平。通常认为：自动励磁调节器应能保证同步发电机端电压静差率：半导体<1%；电磁型<3%。

（2）励磁调节器应能合理分配机组的无功功率，为此，励磁调节器应保证同步发电机端电压调差率可以在下列范围内进行调整：半导体型的为±10%；电磁型的为±5%。

（3）远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，要求励磁调节器没有失灵区。

（4）励磁调节器应能迅速反应系统故障、具备强行励磁等控制功能，以提高暂态稳定和改善系统运行条件。

（5）具有较小的时间常数，能迅速响应输入信息的变化。

（6）励磁调节器正常工作与否，直接影响到发电机组的安全运行，因此要求能够长期可靠运行。

6.交直流电机的励磁系统原理图及其特点P51~55

一、直流励磁机励磁系统：

（一）自励直流励磁机励磁系统

（二）他励直流励磁机励磁系统

二、交流励磁机励磁系统

（一）他励交流励磁机励磁系统：1.交流励磁机静止整流器励磁系统；2.交流励磁机旋转整流器励磁系统（无刷励磁）

（二）自励交流励磁机励磁系统：1.自励交流励磁机静止可控整流器励磁系统；

2.自励交流励磁机静止整流器励磁系统。

三、静止励磁系统（发电机自并励系统）

7.静止励磁系统有什么优点？其可能出现的顾虑是什么？P55

优点：

（1）励磁系统接线和设备比较简单，无转动部分，维护费用省，可靠性高。（2）不需要同轴励磁机，可缩短主轴长度，这样可减小基建投资。

（3）直接用晶闸管控制转子电压，可获得很快得很快的励磁电压响应速度，可近似认为具有阶跃函数那样的响应速度。

（4）由发电机端取得励磁能量。机端电压与机组转速的一次方成正比，故静止励磁系统输出的励磁电压与机组转速的一次方成比例。而同轴励磁机励磁系统输出的励磁电压与转速的平方成正比。这样，当机组甩负荷时静止励磁系统机组的过电压就低。

对于静止励磁系统，人们曾经有过两点疑虑：

（1）静止励磁系统的顶值电压受发电机端和系统侧故障的影响，在发电机近端三相短路而切除时间又较长的情况下，不能及时提供足够的励磁，以致影响电力系统的暂态稳定。

（2）由于短路电流的迅速衰减，带时限的继电保护是否能正确动作。

8.发电机准同期并列时的三个理想条件P18，式2-2

9.发电机并列时，各条件不满足时会造成什么影响？P18~19

10.发电机并列时，单个要素（电压幅值、相角、频率差）中那个最关键？为什

么？

频率差最重要。原因：

如果并列时频率差较大，及时合闸时的相角差δe很小，满足要求，但这时待并发电机需经历一个很长的暂态过程才能进入同步运行状态，严重时甚至失步，