《同步发电机的自动并列》练习参考答案

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第二章 《同步发电机的自动并列》练习参考答案
一、名词解释 1.并列操作
答:将发电机并入电力系统参加并列运行的操作。 2.准同期并列
答: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。 3.自同期并列 答: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人同步,完成并列操作。 答:可以进行并列操作的断路器。 4.滑差、滑差频率、滑差周期 答:滑差:并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差, 用 ωS 表示,即ωs = ωG − ω X ; 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, 即 fs = fG − fX ; 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 3600 所用 的时间。 5.越前时间、恒定越前时间、恒定越前时间自动准同期装置 答:越前时间:相对于δ = 0° 提前(越前)的时间; 恒定越前时间:相对于 δ = 0° 提前(越前)的时间,且这一时间不随频差(或滑 差)、压差变化; 恒定越前时间自动准同期装置:由恒定越前时间脉冲发出合闸脉冲命令的自
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°。
9.同步发电机准同期并列时,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,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
7.滑差、滑差频率、滑差周期有什么关系?
答: TS
=
2π ωS
=
1 fs
8.同步发电机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:并列断路器两侧的发电机电压与系统侧电压幅值相等、频率
相等、相位相同。
实际条件:①待并发电机与系统电压接近相等,电压差不应超过额定电压的
5%~10%;②待并发电机电压与系统电压的频率接近相等,频率差不应超过
7.整步电压、正弦整步电压、线性整步电压
答:整步电压:包含同步条件信息的电压;
正弦整步电压:与时间具有正弦函数关系的整步电压,表达式
u zb
=
2U m
sin ωs t 2
线性整步电压:与时间具有线性函数关系的整步电压,表达式
u zb
=
2uzb,max

Ts
t

2u zb,max
1
D.巳加励磁,发电机转速接近同步转速。
2.自同期并列操作的合闸条件是( B )。 A.发电机已加励磁、接近同步转速; B.发电机未加励磁、接近同步转速; C.发电机已加励磁、任意转速; D.发电机未加励磁、任意转速。 3.滑差是( B )之差。 A.发电机电压频率与系统电压频率; B.发电机电压角频率与系统电压角频率; C.发电机电压周期与系统电压周期; D.发电机转速与系统等值转速。 4.发电机并列合闸时,如果测到滑差周期是 10s,说明此时( D )。 A.发电机与系统之间的滑差是 10rad; B.发电机与系统之间的频差是 10Hz; C.发电机与系统之间的滑差是 0.1rad; D.发电机与系统之间的频差是 0.1Hz。 5.发电机准同期并列后立即带上了无功负荷(向系统发出无功功率),说明合闸 瞬间发电机与系统之间存在( A )。 A.电压幅值差,且发电机电压高于系统电压; B.电压幅值差,且发电机电压低于系统电压; C.电压相位差.且发电机电压超前系统电压; D.电压相位差,且发电机电压滞后系统电压。 6.发电机并列后立即从系统吸收有功功率,说明合闸瞬间发电机与系统之间存
低的情况下,仍有可能实现发电机的并列,并容易实现自动化,所以适用于
在电力系统故障情况下,有些发电机的紧急并列。
6.为什么自同期产生很大的冲击电流?
答:自同期并列,在发电机断路器合闸前,发电机未加励磁,因此合闸瞬间
相当于系统电压经发电机次暂态电抗短路,必然产生很大的冲击电流,此冲
击电流随着发电机加上励磁,在发电机电压建立以后消失。
B.含有电压差的信息;幅值完成压差检查; C.不含有频率差的信息;频率完成频率差检查; D.含有频率差的信息;频率完成频率差检查。 三、填空题 1.将发电机并入电力系统参加并列运行的操作称为并列操作” 2.实现发电机并列操作的方法通常有准同期并列操作(也称准同步并列操作)和 自同期并列操作(也称自同步并列操作)。 3.准同期并列方法,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。 4.自同期并列方法,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、同步力矩的作用下将发电机拉入同步,完成并列操 作。 5.滑差是发电机电压角频率与系统电压角频率之差;滑差频率是发电机电压频 率与系统电压频率之差。 6.滑差周期的大小反映发电机与系统之间频率差(或滑差)的大小,滑差周期大 表示频率差(或滑差)小;滑差周期小表示频率差(或滑差)大。 7.发电机并列操作应遵循的原则:并列瞬间,发电机的冲击电流应尽可能小, 不超过允许值;并列后,发电机应能迅速进入同步运行,暂态过程要短。 8.如果发电机并列时满足理想并列条件,即合闸瞬间,发电机电压和系统电压 幅值相等;频率相等;相位相同;则不会产生冲击电流。 9.自动准同期装置主要由合闸部分、调频部分、调压部分和电源部分组成。
A.无关; B.有时无关: C.成正比关系; D.成反比关系。 11.线性整步电压的周期与发电机和系统之间的频率差( D ) A.无关; B.有时无关; C.成正比关系; D.成反比关系。 12.线性整步电压的最大值对应发电机电压与系统电压的相位差( D ) A.为 0°; B.为 180°; C.为 360°; D.由接入的发电机电压和系统电压的极性决定。 13.线性整步电压的最大值由( D )决定。 A.线性整步电压产生电路的输入发电机电压幅值; B.线性整步电压产生电路的输人系统电压幅值; C.线性整步电压产生电路的输入发电机电压和系统电压幅值差; D.线性整步电压产生电路的电源。 14.因为线性整步电压( A ),所以,可以通过直接比较发电机电压和系统侧 电压( ) A.不含有电压差的信息;幅值完成压差检查;
操作。
特点:并列过程中不存在调整发电机电压、频率问题,并列时间短且操作简
单,在系统频率和电压降低的情况下,仍有可能实现发电机的并列;容易实
现自动化;但并列发电机未经励磁,并列时会从系统吸收无功,造成系统电
压下降,同时产生很大的冲击电流。
适用场合:由于自同期并列的并列时间短且操作简单,在系统频率和电压降
值接近相等、频率接近相等、相位接近相等,即待并发电机与系统电压相量
.
.
.
接近相等,因此由公式 I im
= UG−UX jX d′′
可见,冲击电流很小。
5.什么是同步发电机自同期并列?有什么特点?适用什么场合?为什么?
答: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

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0 < t < Ts 2
Ts 2
< t < TS
二、单项选择题
1.准同期并列的方法是,发电机并列合闸前( C ),当( )时,将发电机断
路器合闸,完成并列操作。
A.未加励磁,发电机电压与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等;
B.未加励磁,发电机转速接近同步转速;
C.已加励磁,发电机电压与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等;
动准同期装置。
6.越前相角、恒定越前相角、恒定越前相角式自动准同期装置
答:越前相角:相对于δ = 0° 提前(越前)的相角;
恒定越前相角:相对于 δ = 0° 提前(越前)的相角,且这一相角不随频差(或滑
差)、压差变化;
恒定越前相角自动准同期装置:由恒定越前相角脉冲发出合闸脉冲命令的自
动准同期装置。
答:并列操作要求:
(1)并列瞬间,发电机的冲击电流应尽可能小,不应超过允许值; (2)并列后,发电机应能迅速进入同步运行,暂态过程要短。 原因: (1)并列瞬间,如果发电机的冲击电流大,甚至超过允许值,所产生的电动力 可能损坏发电机,并且,冲击电流通过其他电气设备,还合使其他电气设备 受损; (2)并列后,当发电机在非同步的暂态过程时,发电机处于振荡状态,遭受振 荡冲击,如果发电机长时间不能进入同步运行,可能导致失步,并列不成功。 2.电力系统中,同步发电机并列操作可以采用什么方法? 答:同步发电机并列操作方法:准同期并列操作(也称准同步并列操作)、自 同期并列操作(也称自同步并列操作)。 3.什么是同步发电机自动准同期并列?有什么特点?适用什么场合?为什么? 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。 特点:并列时冲击电流小,不会引起系统电压降低;但并列操作过程中需要 对发电机电压、频率进行调整,并列时间较长且操作复杂。 适用场合:由于准同期并列冲击电流小,不会引起系统电压降低,所以适用 于正常情况下发电机的并列,是发电机的主要并列方式,但因为并列时间较 长且操作复杂,故不适用紧急情况的发电机并列。 4.为什么准同期并列产生的冲击电流小? 答:准同期并列需要满足一定条件,在合闸瞬间,待并发电机与系统电压幅
在( D )。 A.电压幅值差,且发电机电压高于系统电压; B.电压幅值差,且发电机电压低于系统电压; C.电压相位差,且发电机电压超前系统电压; D.电压相位差,且发电机电压滞后系统电压。 7.发电机准同期并列后,经过了一定时间的振荡后才进入同步状态运行,这是 由于合闸瞬间( B )造成的。 A.发电机与系统之间存在电压幅值差; B.发电机与系统之间存在频率差; C.发电机与系统之间存在电压相位差; D.发电机的冲击电流超过了允许值。 8.正弦整步电压( D )。 A.含有频率差和相位差信息,但不含有电压差信息; B.含有电压差和频率差信息,但不含有相位差信息; C.合有电压差和相位差信息,但不含有频率差信息 D.含有电压差和频率差信息,且含有相位差信息。 9.线性整步电压( A )。 A.含有频率差和相位差信息,但不含有电压差信息; B.含有电压差和频率差信息,但不含有相位差信息; C.含有电压差和相位差信息,但不含有频率差信息; D.含有电压差和频率差信息,且含有相位差信息。 10.线性整步电压的斜率与发电机和系统之间的频率差( C )
10.自动准同期装置的合闸部分,当待并发电机与系统之间的电压差和频率差都 满足准同期条件时,在恒定导前时间发出合闸脉冲;当待并发电机与系统之间的 电压差或频率差不满足准同期条件时,闭锁合闸。 11.为实现合闸部分的功能,合闸部分包括导前时间脉冲形成、频差检查、压差 检查和合闸逻辑等部分。 12.为实现调频部分的功能,调频部分包括频差方向鉴别和调速脉冲形成等部分。 13.调压部分包括压差方向鉴别和调压脉冲形成等部分。 14.正弦整步电压与时间具有正弦函数,含有准同期需要检查的电压差信息、频 率差信息和相位差关系信息。 15.线性整步电压与时间具有线性关系,自动准同期装置中采用的线性整步电压 通常为三角形,含有准同期需要检查的频率差信息和相位差信息。 16.线性整步电压可以通过半波线性整步电压获得电路得到,也可以通过全波线 性整步电压获得电路得到。 17.线性整步电压的周期即为滑差周期;线性整步电压的斜率与频率差成正比。 18.恒定导前时间是导前δ =00 的时间,此时间与压差和频率差大小无关。 19.通过检测线性整步电压的斜率可以检查频差是否满足要求。 20.一般的自动准同期装置,压差检查结果可以由调压部分直接给出。 21.微机应用于发电机自动准同期并列,可以通过直接比较发电机电压和系统电 压的周期鉴别频差方向。 四、问答题 1.电力系统中,同步发电机并列操作应满足什么要求?为什么?
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