上海电力学院自动装置原理核心考点

[名词解释]1.发电机并列操作发电机投入系统运行前，机端电压与母线电压的状态量往往不相等，必须对之进行适当调整，使之符合并列条件后才允许断路器QF合闸并网运行。

2.并列运行将两台或多台发电机经变压器，通过同一母线分别连接，这种运行方式就是并列运行。

3.同期装置在电力系统运行过程中执行并网时使用的指示、监视、控制装置。

4.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，在原动机转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。

5.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。

6.脉动电压(正弦整步电压)与时间具有正弦函数关系的整步电压，反映发电机和系统间电压矢量的相位差,是断路器两端电压的幅值包络线。

7.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之差，用fs表示。

8.脉动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。

9.恒定越前时间在Ug和Ux两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号，这个时间称为“…”。

10.恒定越前相角在Ug和Ux两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号，这个相角称为“…”。

11.整步电压包含同步条件信息的电压。

12.励磁顶值电压（强励顶值电压）励磁顶值电压是在规定条件下励磁系统能获得的最大直流分量输出电压。

13.励磁倍数（强励倍数）通常将励磁顶值电压与额定励磁电压的比值称为强励倍数。

14.励磁电压响应比通常将励磁电压在最初0.5秒内上升的平均速率定义为励磁电压响应比。

15.无刷励磁调节没有滑环与炭刷等滑动接触部件，交流励磁机电枢，硅整流元件，发电机的励磁绕组都在同一根轴上旋转的励磁系统。

16.静止励磁系统发电机的励磁电源不用励磁机，而由机端励磁变压器供给整流装置，因为采用大功率晶闸管而没有转动部分，称为静止励磁系统，也称发电机自并励系统。

17.无功调差系数表示无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压的相对变化。

18.正调差系数调差系数>0，调节特性下倾，即发电机端电压随无功电流增大而降低。

19. 负调差发电机端电压随无功电流增大而上升。

20. 无差特性发电机外特性呈水平．当无功电流增大时，发电机的端电压不随之变化的外特性。

发电机端电压恒定，调差系数=0。

21. 励磁系统稳定器在励磁控制系统中通常用电压速率反馈环节来提高系统的稳定性，即将励磁系统输出的励磁电压微分后，再反馈到综合放大器的输入端。

这种并联校正的微分负反馈网络即为励磁系统稳定器。

22. 负荷的功率-频率特性当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变，即)(f F P L ，这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率一频率特性。

23. 负荷的频率调节效应系统频率发生变化时，总负荷吸收的有功功率也随之变化的现象。

即当频率下降时，总负荷吸收的有功功率随之下降；当频率上升时，总负荷吸收的有功功率随之上升。

24. 同步时间法（积差调节）按照频率偏差的积分值（反映了在一定时间段内同步时间对标准时间的偏差）来进行调节。

25. 频率联络线功率偏差控制（TBC ）在联合电力系统的调频方式中既按频差又按联络线路交换功率调节，最终维持的是各地区电力系统负荷波动就地平衡，这实际上是系统调频观点，这种调频方式是大型电力系统或联合电力系统中常用的一种方法。

联络线上的频差和功率差=0。

26. 自动低频减载当电力系统发生有功功率缺额引起系统频率大幅度下降时，按频率下降的不同程度自动断开相应的非重要负荷，阻止频率下降，并且频率迅速恢复到某期望值，这种安全自动装置称为自动低频减载装置。

[简答]27. 准同期并列的理想条件和实际条件答：理想条件：频率相等，电压幅值相等，相角差为零。

实际条件：①电压差不应超过额定电压的5％～10％； ②频率差不应超过额定频率的0.2％～0.5％；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5°。

28. 准同期并列与自同期并列的异同（同） 均是有效的并列运行方式。

（异） 准同期：并列时间长，冲击电流小，适合大型发电机组并网。

自同期：并列时间短，冲击电流大，适合小水电的并网。

29. 准同期并列实际条件分析。

（脉动电压、冲击电流相量图、性质）答：分三种情况分析不满足理想准同步条件时冲击电流的性质和产生的后果：(1) 当只存在电压差、不存在频率差和相位差时，相量图如课本中图所示，可见，发电机电压高于系统电压或低于系统电压，冲击电流落后或超前发电机电压相位90°，即冲击电流是无功性质的。

后果是引起发电机定子绕组发热，在定子端部产生电动力，严重时损坏发电机 （2）当只存在相位差、不存在电压差和频率羔时，相量图可见，发电机电压超前系统电压或滞后系统电压，冲击电流与发电机电压接近同相或反相(合闸时相位差很小)，即冲击电流是有功性质的。

后果是在发电机的机铀产少冲击力矩，严重时损坏发电机。

（3）当只存在频率差、不存在电压差时，相量图可见．频率差造成发电机电压与系统电压之间相位差从0到360°周期变化。

冲击电流也将从0 到最大再到0周期变化，即冲击电流是振荡性质的。

后果是影响发电机进入同步的暂态过程，振荡严重时，可能造成发电机失步，并列不成功。

30. 脉动电压的滑差频率、滑差角频率、脉动周期的关系31. 恒定越前时间计算方法并列断路器的合闸时间；自动装置合闸信号输出回路的动作时间。

32. 数字式自动并列装置导前合闸相角计算公式及各符号含义YJ δ——最佳导前合闸角；si ω——计算点滑差角速度；DC t ——中央处理单元发出合闸信号到断路器主触头闭合时需经历时间。

221DC si DC si YJ t tt ∆∆⨯+=ωωδ33.数字式准同期并列中实现频率测量的原理34.励磁控制系统的任务：1.电压控制；2.控制无功功率的分配；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.水轮发电机组要求实行强行减磁。

35.为什么自动励磁调节系统能够提高同步发电机并列系统的静态、暂态稳定性提高静态稳定性的原因：静稳极限功率，若安装自动励磁调节系统，则的大小可以调节，因此就可使发电机功率角在大于90°的人工稳定区域运行，提高了系统的稳定储备。

提高暂态稳定性的原因：故障发生后，如能强行增加励磁，在运用等面积法则计算时可以发现，增磁后减小了加速面积，增大了减速面积，从而改善暂态稳定性。

36.什么叫强行励磁。

衡量强励的性能指标是什么。

强励有何作用。

强励：电力系统发生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。

衡量强励性能的指标是：强励倍数和励磁电压响应比。

强励的作用：1、提高电力系统暂态稳定性；2、改善异步电动机的自启动条件；3、为发电机异步运行创造条件；4、提高继电保护装置工作的正确性。

37. 如何使发电机停机时避免无功电流的冲击？发电机无功调节特性的转移与负荷的平稳转移，要会画无功特性平移图。

答：假设某一台发电机带有励磁调节器，与无穷大母线并联运行，由图3—41可见，发电机无功电流从1Q I 减小到2Q I ，只需要将调节特性由1平移到2的位置。

如果调节特性继续向下移动到3的位置时，则它的无功电流将减小到零，这样机组就能够退出运行，不会发生无功功率的突变。

38. 当多台发电机并列于同一母线时，其无功调差系数有什么限制？答：1、多台具有无差调节特性的机组不能并联运行；2、具有负调差特性的发电机不能在公共母线上并联运行；3、正调差特性的发电机在公共母线上并联运行要求其具有相同的调差系数。

39. 数字移相的原理（p85）移相原理把控制触发角α换算成对应的延时t ，再换算到计数脉冲个数D 。

40. 电力系统稳定器（p122）励磁系统为何要采用电力系统稳定器（PSS ）? PSS 的作用是什么？答：由于常规的励磁调节器是按电压偏差比例调节，而且励磁控制系统存在惯性，因此在长距离、重负荷的电力系统中，励磁系统会减弱系统的阻尼能力，即降低发电机的阻尼转矩（负阻尼效应），使系统的动态性能变坏，从而引起电力系统低频振荡。

为了保证励磁控制系统维持电压稳定的基本功能，又能消除负阻尼效应，提高电力系统的动态稳定性，励磁系统常采用PSS 来达到这一目的。

PSS 的作用是产生正阻尼转矩，抵消励磁控制系统引起的负阻尼转矩，提高电力系统的动态稳定性。

41. 频率联络线功率偏差控制（TBC ）调整原理、区域控制误差（ACE ）和相应的控制功率表达式1.既按频差又按照联络线路交换功率调节，最终维持的是各地区电力系统负荷波动就地平衡。

2.不仅消除频差（0=∆f ），而且还要消除联络线路中的交换功率偏差（0=∆t P ）。

3.本区域调节作用的信号成为区域控制误差（ACE ）。

tA P ∆----系统A 向系统B 输送的功率； tB P ∆----系统B 向系统A 输送的功率。

控制误差表达式：相应的控制功率表达式：iA K 、iB K ---积分增益，常数A β、B β---频率偏置参数（修正系数）⎭⎬⎫∆+∆=∆+∆=B B tB B A A tA A f P ACE f P ACE ββ()()⎪⎭⎪⎬⎫∆+∆-=∆∆+∆-=∆⎰⎰dt f P K P dt f P K P B B tB iB GB A A tA iA GA ββtBtA P P ∆-=∆42.自动低频减载动作后，频率的可能变化情况分析。

1.由于∆f*∞的值与功率缺额∆P h*成比例，当∆Ph*不同时，系统频率特性如图中曲线a,b所示。

该两曲线表明，在事故初期，频率的下降速率与功率缺额的标么值成比例，即∆Ph*值越大，频率下降的速率也越大。

它们的频率稳定值分别为∆fa∞和∆fb∞。

2.设系统功率缺额为∆Ph，当频率下降至f1时切除负荷功率∆PL，如果∆PL等于∆Ph，则发电机发出的功率刚好与切除后的系统负荷相平衡。

系统频率按指数曲线恢复到额定频率fN运行（曲线c) 。

3.事故情况下，如果在f 1时切除负荷功率∆PL1小于功率缺额∆Ph，则系统的稳态频率就低于额定值。

设切除负荷∆ P L1后，正好使系统频率维持在f 1运行，那么它的频率特性如图中直线d所示。

4.设系统的频率下降至f1时切除负荷功率∆PL2，且∆PL2 小于上述情况的∆PL1 ，这时系统频率fx将继续下降，如果这时系统的功率缺额所对应的频率稳定值为fb∞，系统频率的变化过程如图中曲线e 所示。

比较b、e两曲线说明，如能及早切除负荷功率，可延缓系统频率下降过程。