自动装置原理_5(73)
(完整版)电力系统自动装置原理思考题及答案
复习思考题第二章同步发电机的自动并列一、基本概念1、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。
2、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。
3、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人同步，完成并列操作。
4、并列同期点：是发电机发电并网的条件。
同期并列点是表示相序相同、电源频率同步、电压相同。
5、滑差、滑差频率、滑差周期：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；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；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。
6、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。
7、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。
8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压：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；线性整步电压：与时间具有线性函数关系的整步电压。
二、思考题1、同步发电机并列操作应满足什么要求？为什么？答：同步发电机并列操作应满足的要求：（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）发电机并网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。
因为：(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。
低压备用电源自动投入装置的工作原理
和 事 件 动 作 信 号 ； 果 断 路 器 ＱＦ 如 １已 分 闸 ， 合 断 路 器 “ ＱＦ ” 号 已 发 出 而 ＱＦ ２信 ２断 路 器 拒 动 ， 延 时 发 “ 投 经 备 失 败 ” 息 和 事 件 动 作 信 号 。备 自投 动 作 失 败 后 ， 自 信 备
投 处 于 放 电状 态 。 ２ 自复 过 程 ２１ 充 电 条 件 ．
（ ） 自 投 转 换 开 关 投 入 位 置 为 退 出 ； ２） 路 器 １备 （ 断
ＱＦ 为 分 ， ２ ＫＫ１ ＫＫ２任 一 在 分 状 态 ； ３） 任 一 开 关 拒 ， （
动 ； ４） 任 一 闭 锁 条 件 ， （ 有 ＢＳ信 号 为 ｌ状 态 。
２３ ． 动 作 过 程
有 电 压 、 电 压 判 别 。装 置 引 入 ＱＦ 无 １及 ＱＦ ２断 路 器 位
置 动 合 触 点 用 于 系 统 运 行 方 式 判 别 。 自投 准 备 及 自投
条 件 ；４ Ｂ （ ） Ｓ信 号 为 １状 态 ； ５ 备 用 母 线 无 电 压 ； ６ （） （）
放 电 状 态 下 显 示 屏 上 备 自投 状 态 显 示 状 态 备 自投 装 置 不 能 自投 １３ － 动 作 过 程 充 电 完 成 后 ， 母 线 三 相 失 压 ， 压 值 小 于 备 自投 主 电 设 置 中 的 无 电 压 定 值 ， 备 用 母 线 有 电 压 并 且 大 于 有 电 “ 投 放 电 ” 此 备 。
《 村 电３ ）０ ０年第 ４期 农 ２２ １ ）
栏 目主持 张敬 安
号 输 入 ） （ ） 、 母 线 ；４ 主 备
三 相 有 电 压 （ Ｕａｌ， Ｕｂ１．
电力系统自动装置原理第02章同步发电机的自动并列(自动并列装置的工作原理)
第二章同步发电机的自动并列1.概述2.准同期并列的基本原理3.自动并列装置的工作原理4.频率差与电压差的调整5.数字型并列装置的组成脉动电压含有同期合闸所需要的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差。
但是，在实际装置中，却不能利用它检测并列条件。
因为它的幅值与发电机电压及系统电压有关。
这就使得利用脉动电压检测并列条件的越前时间信号和频率检测引入了受电压影响的因素，造成越前时间信号时间误差不准，从而成为引起合闸误差的原因之一。
逻辑关系满足即可以合闸。
必须在之前判定完毕。
YJt•装置的控制逻辑越前时间信号电压差不允许滑差不允许与门或非门合闸信号电压差、频率差判别区U tYJt stω正弦整步电压法采用与直接做差，得到正弦性的包络线来判别。
误差较大。
GU •并列的检测信号&两种方法应用于模拟式并列装置中，实现检测。
线性整步电压法X U &采用三角波（线性）的整步电压。
不考虑电压差，只考虑相角差。
精度较好。
整步电压自动并列装置监测并列条件的电压–正弦整步电压法–线性整步电压法X G U U =若：若X G U U ≠：K Z ——整流系数正弦整步电压法特点：正弦型整步电压不仅是相角差的函数，还与电压差有关。
此并列条件检测引入误差成为合闸误差的原因之一。
应用：早期曾采用，现已被“线性整步电压”替代。
线性整步电压法线性整步电压---指其幅值在一周期内与相角差δe分段按比例变化的电压。
注意：线性整步电压只与发电机电压和系统电压的相角差δe 有关，而与它们的幅值无关。
线性整步电压的表达式:U sl 的上升段)0,0)(()(sl≤≤≤−+=+=t t U U e s slme slmUδπωππδππ)0,0)(()(sl≥≤≤−=−=t t U U s slme slmUπδωππδππfS s T Δ=Δ==1f 222ππωπU slm ---U sl 的最大值U sl 的周期T S 表征发电机电压和系统电压频率差△f的大小：U sl 的下降段线性整步电压法2.因此：越前时间信号和频率差的检测不受电压幅值的影响，提高了并列装置的控制性能。
59.300MW机组盘车自动装置控制原理及故障分析3
300MW 机组盘车自动装置控制原理及故障分析167300MW 机组盘车自动装置控制原理及故障分析张 昱 赵红宇 孙会娟（河北兴泰发电有限责任公司）摘 要：本文介绍了河北兴泰发电有限责任公司两台300MW机组盘车自动控制装置的工作原理，对运行中出现的故障进行技术分析，并总结出控制回路中的重要信号及元器件以便加强检查维护，从而保证盘车装置的正常稳定运行。
关键词：盘车自动控制装置；原理；技术分析盘车装置是火力发电厂汽轮机组的重要设备之一。
当机组启动或停止时，它能否正常、连续的工作，直接影响到机组的安全运行。
而盘车自动控制装置能保证盘车装置的正常投入和运行，减少人员手动投入工作量和操作失误。
我公司两台300MW机组的盘车装置工作时均反映出自动投入盘车啮合过程中出现的异音情况、传动失稳、运行连续性差等问题，致使盘车装置难以正常工作，不仅影响了机组的安全稳定运行，还增大了检修维护量，加大了运行人员操作难度。
下面将针对两台300MW机组的自动盘车装置控制原理及反映出的问题进行认真分析，提出解决方案，进行改进处理。
对发生或可能出现的故障及易发生故障元器件进行检查维护。
1 盘车自动控制装置原理我公司两台300MW机组盘车自动控制装置是由东方电气自动控制工程有限公司制造提供的。
本装置可以满足零转速自动投入盘车、手动自动投入盘车、紧急投入盘车，并具备低油压保护、远方控制等功能。
由于本装置采用PLC 作为逻辑控制部件，所有的控制逻辑均由PLC 软件（梯形逻辑图）构成，故控制灵活、功能强大。
而驱动电机用软起动器采用进口施耐德电机软起动器，减少对电机、汽机盘车齿轮的冲击，满足平稳、准确地投入盘车。
电机软起动器更对电机进行完善的过流、过热、过压、欠压、低功率保护、防止意外事故对电机可能造成危害。
本装置接线简单明了、便于维护，以下对本装置控制逻辑及工作原理进行详细阐述。
1.1盘车装置的控制原理图见图1三相电源接入盘车装置，经控制回路的交流接触器接入电机软起动器，并由电机软起动器输出到盘车电机，驱动盘车电动机。
自动换刀装置的结构原理与维修
自动换刀装置的结构原理与维修8.4.1 自动换刀装置的形式自动换刀装置是加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有以下几种。
1．回转刀架换刀数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，有四方刀架、六角刀架，即在其上装有四把、六把或更多的刀具。
回转刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力：同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。
图8-17为数控车床六角回转刀架，它适用于盘类零件的加工。
在加工轴类零件时，可以用四方回转刀架。
由于两者底部安装尺寸相同，更换刀架十分方便。
图8-17 数控车床六角回转刀架1－活塞 2－刀架体 3、7－齿轮 4－齿圈 5－空套齿轮6－活塞 8－齿条 9－固定插销 10、11－推杆 12－触头回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，它的动作分为4个步骤：(1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后，压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔，活塞1上升，刀架体2抬起，使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。
同时，活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。
(2)刀架转位当刀架抬起后，压力油从c孔进入转位液压缸左腔，活塞6向右移动，通过联接板带动齿条8移动，使空套齿轮5作逆时针方向转动。
通过端齿离合器使刀架转过60º。
活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6，并由限位开关控制。
(3)刀架压紧刀架转位之后，压力油从b孔进入压紧液压缸上腔，活塞1带动刀架体2下降。
齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9，利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙，实现反靠定位。
刀架体2下降时，定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧，同时齿轮3与齿圈4的锥面接触，刀架在新的位置定位并夹紧。
这时，端齿离合器与空套齿轮5脱开。
(4)转位液压缸复位刀架压紧之后，压力油从d孔进入转位液压缸的右腔，活塞6带动齿条复位，由于此时端齿离合器已脱开，齿条带动齿轮3在轴上空转。
自动控制原理课后习题答案
第一章引论1-1 试描述自动控制系统基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。
答：自动控制系统一般都是反馈控制系统，主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。
控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的，按其职能分，主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。
如下图所示为自动控制系统的基本组成。
开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程。
此时，系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。
开环控制的特点是：输出不影响输入，结构简单，通常容易实现；系统的精度与组成的元器件精度密切相关；系统的稳定性不是主要问题；系统的控制精度取决于系统事先的调整精度，对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。
闭环控制的特点是：输出影响输入，即通过传感器检测输出信号，然后将此信号与输入信号比较，再将其偏差送入控制器，所以能削弱或抑制干扰；可由低精度元件组成高精度系统。
闭环系统与开环系统比较的关键，是在于其结构有无反馈环节。
1-2 请说明自动控制系统的基本性能要求。
答：自动控制系统的基本要求概括来讲，就是要求系统具有稳定性、快速性和准确性。
稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。
稳定性通常由系统的结构决定与外界因素无关。
对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值（例如恒温控制系统）。
对随动系统，被控制量始终跟踪参量的变化（例如炮轰飞机装置）。
快速性是对过渡过程的形式和快慢提出要求，因此快速性一般也称为动态特性。
在系统稳定的前提下，希望过渡过程进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很短，可能使动态误差过大，合理的设计应该兼顾这两方面的要求。
准确性用稳态误差来衡量。
在给定输入信号作用下，当系统达到稳态后，其实际输出与所期望的输出之差叫做给定稳态误差。
显然，这种误差越小，表示系统的精度越高，准确性越好。
当准确性与快速性有矛盾时，应兼顾这两方面的要求。
电力系统自动装置课程复习要点
《电力系统自动装置》课程复习要点课程名称：《电力系统自动装置原理》适用专业：电力系统自动化辅导教材：《电力系统自动装置原理》（第5版）杨冠城主编绪论1、电力系统自动化对安全、经济、优质运行的作用；2、电力系统自动化的基本内容；3、电力系统的运行状态与调度控制。
第一章自动装置及其数据的采集处理第一节自动装置的组成微机，工控机，集散控制系统，现场总线控制系统第二节采样、量化与编码技术第三节交流采用的电量计算和前置算法香农采样定理，量化，编码，前置处理(标度变换，数据检验，线性化，滤波)，电量计算第二章同步发电机的自动并列第一节概述第二节准同期并列基本原理第三节自动并列装置的工作原理第四节频率差与电压差的调整第五节微机型（数字型）并列装置的组成同步运行、并列操作、准同步并列、自同步并列、同步并列条件、导前时间、自动准同步装置基本功能、整步电压等。
从框图上熟悉线性整步电压的获得方法、波形及特点。
在此基础上掌握ZZQ—5型装置的构成及功能，通过构成框图和波形图掌握合闸部分各环节的原理，尤其是合闸方框图的原理，熟悉频差方向鉴别方法及对调频部分的基本要求、调频部分的构成方框图，分析波形及特点；了解压差大小和方向鉴别的方法及调压部分的构成；清楚各部分之间的联系及ZZQ—5型装置的主要技术参数；对数字式并列装置的特点、硬件、软件有一定的了解。
第三章同步发电机的励磁自动控制系统第一节概述第二节同步发电机励磁系统第三节励磁系统中的整流电路第四节励磁控制系统调节特性和并联机组间的无功分配第五节励磁调节装置原理理解励磁系统的作用和对自动调节励磁装置的基本要求，励磁方式、励磁调节方式及特点；能分析可控整流电路的作用、工作原理及工作特性；掌握励磁调节器的构成、工作原理、工作特性；明确励磁调节器静特性调整的原因、内容及目的；熟悉强励、灭磁的定义及工作原理。
第四章励磁自动控制系统的动态特性第一节概述第二节励磁控制系统的传递函数第三节励磁自动控制系统的稳定性第四节励磁自动控制系统对电力系统稳定的影响1、励磁控制系统的传递函数，励磁机，励磁调节器(测量比较，综合放大，功率放大)，发电机及整个励磁控制系统的传递函数2、励磁控制系统的稳定分析(根轨迹方法)，改善方法(励磁系统稳定器)3、发电机的详细动态特性，励磁系统稳定器对电力系统稳定性的影响，及电力系统稳定器(PSS)第五章电力系统频率和有功功率的自动调节第一节电力系统的频率特性第二节调速器原理第三节电力系统的频率调节及其特性第四节电力系统自动调频第五节电力系统的经济调度与自动调频了解电力系统调频的实质和重要性；了解负荷的静态频率特性及负荷调节效应；了解调速器的工作原理及其静态调节特性、配有调速器的发电机组的功率频率特性，以及发电机组的频率调节特性与机组间有功功率分配的关系.应当掌握电力系统的调频方式和调频准则,建立起经济调度与自动调频的基本概念.第六章电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置第一节概述1、频率下降多电力系统的影响第二节自动低频减载1、自动低频减载的工作原理：最大功率缺额，动作顺序（分级），级差的选择（选择性与否），每级切除的负荷的限制，防误措施第三节其他安全自动控制装置1、自动解列，水轮机低频自启动，自动切机，电气制动教学方式与考核教学方式：面授辅导考核方式：考勤、开卷考试电力系统自动化装置复习资料一：选择1、同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（）。
电力系统自动装置原理-第02章_同步发电机的自动并列-(4_5)
第五节 数字式并列装置
o 输入通道 ①交流电压幅值测量 方法一：由变送器将交流电压变换成直流电
压，再经A/D转换送 入主机； 方法二：对交流电压直接采样 ，然后由计算求出它的有效值。
②频率测量 方法：将交流电压信号变成方波，二分频后测其半波
第五节 数字式并列装置
一、概述
用大规模集成电路微处理器（CPU）等器件构成的数字式 并 列装置，由于硬件简单，编程方便灵活，运行可靠，且技 术上 已日趋成熟，成为当前自动并列装置发展的主流。
模拟式并列装置为简化电路，在一个滑差周期Ts时间内，
把ωs假设为恒定。数字式并列装置可以克服这一假设的局限性 ，采用较为精确的公式，按照δe当时的变化规律，选择最佳的 越前时间发出合闸信号，可以缩短并列操作的过程，提高了自 动并列装置的技术性能和运行可靠性。
周期（由可 编程定时记数器完成）。
③相位差测量 方法：将uG(t)和ux(t)经电压互感器后的同频、同相 方波送入异或 门，然后用可编程定时记数器对输出的高电平进
行记数，该记数 值反映了相位差的大小。
o 输出通道
由并行口输出的增速、减速、增压、减压、合闸脉冲信号经放
大后驱动继电器用触点控制相应电路。
第五节 数字式并列装置
三、数字式并列装置的软件电路
1. 主程序
启动 自检出错？ຫໍສະໝຸດ 读取工作状态指令转调试程序
转参数设置
转并列操作
并列地址确认？
调用设定参数
2.
课堂小结
重点：
并列操作的概念、对并列操作的基本要求； 并列操作的两种方式； 准同期并列 的理想条件； 自动准同期装置的组 成； 恒定越前时间并列装置的基本 原理 ； 微机式准同期装置的原理与 优点。
电力系统自动装置原理说课课件
理想条件 准同期并列
（2）同步发电机并列操作的方法
自同期并列 机组型同期
（3）同步发电机并列操作的基本方式
线路型同期
4、教学条件
4.1实训条件 4.2教学团队 4.3教材及教学参考资料
4.1实训条件
校内实训条件
4.1实训条件
4.1实训条件
校外实训基地
4.2 教学团队 教学团队—专兼职教师队伍
3.1 教学方法与手段（以教学单元3为例）
2）学习：
讲解同步发
电机励磁系 统任务、励 磁方式，通 过启发式， 讨论式等教 学方法，结 合现代化的 教学手段， 使学生掌握 相关理论知
励磁 功率单元
G
发电机
电力系统
励磁调节器
输入信息
3.1 教学方法与手段（以教学单元3为例）
3）应用：
分析同步
3.2教学程序设计（任务1-1并列操作概述为例）
（三）同步发电机并列操作的基本方式（知识点3） • 1.机组型同期并列 • 2.线路型同期并列（结合电气主接线模拟屏讲 解）
3.2教学程序设计（任务1-1并列操作概述为例）
四、归纳总结（5分钟）
由学生分析归纳，老师概括
遵循原则
（1）并列操作
3.2教学程序设计（任务1-1并列操作概述为例）
第一部分：复习上节课内容（10分钟） 提问：
• 1.自动装置硬件组成形式？ • 2.微型计算机系统有哪些基本模块组成？ • 3.自动装置输入数据的前置处理环节有哪些？
方式：通过向学生提问并与学生一起回答的方式
，复习上节课内容。
3.2教学程序设计（任务1-1并列操作概述为例）
课程：《电力系统自动装置》 说课教师： 聂兵
第5节 执行机构
基本结构和工作原理
伺服放大器
3.执行器
执行单元由伺服电机、机械减速器和位置发送器三部分组成。 执行单元接受伺服放大器或电动操作器的输出信号，控制伺 服电机的正、反转，经机械减速器减速后输出力矩推动调节 机构动作。与此同时，位置发送器将调节机构的角位移转换 成相对应的0～10 DC信号，作为阀位指示，并反馈到前置放 大器的输入端作为位置反馈信号以平衡输入信号。
• （2）减速器 • 由于交流伺服电机的转速高、力矩小，必须经过减速才能 获得较大的推动力矩。常用的减速器有行星齿轮和蜗轮蜗 杆两种，其中行星齿轮减速器由于体积小、传动效率高、 承载能力大、单级速比可达100倍以上，获得广泛的应用 。
• （3）位置发送器 • 位置发送器的作用是将电动执行机构输出轴的位移转变为 0～10DC反馈信号的装置。其主要部分是差动变压器，如 图5-73所示。
气动执行器
• 结构和工作原理：
— 气动执行机构 — 阀门调节机构
图5-68 气动薄膜调节阀结构原理图
执行器是自动控制系统中的重要组成部分，它将控制 器送来的控制信号转换成执行动作，从而操纵进入设备的 能量，将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。 执行器有自动调节阀门、自动电压调节器、自动电流 调节器、控制电机等。其中自动调节阀门是最常见的执行 器，种类繁多。
18一旋钮
• 阀门定位器的工作原理？ • 阀门定位器实质上是一个比例调节器，可将阀杆控制在希 望的位置，具有较高的动作精度。 • 阀门定位器的作用？ • 阀门定位器的作用是消除由膜片阀内的阀杆所引起的滞后 现象。这种滞后现象的产生是由于填料太紧或流动阻力太 大而使其摩擦力过大所造成的。它适用于调节阀与调节器 或计算器之间距离较远的场合以及波纹管容量较小的系统 中。 • 另外，通过调整比例范围旋钮18可以改变阀门定位器输入 与输出信号变化关系的比值。在气源中断或控制系统失灵 时，可手动操作手轮4对调节阀的开度进行手动控制。
电力系统自动装置原理思考题及答案 (2)
电力系统自动装置原理思考题及答案复习思考题第二章同步发电机的自动并列一、基本概念 1、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。
2、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。
3、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人同步，完成并列操作。
4、并列同期点:是发电机发电并网的条件。
同期并列点是表示相序相同、电源频率同步、电压相同。
5、滑差、滑差频率、滑差周期: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;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; 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。
6、恒定越前相角准同期并列: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在 Ug 和置。
7、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。
8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压: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;线性整步电压:与时间具有线性函数关系的整步电压。
二、思考题 1、同步发电机并列操作应满足什么要求,为什么, 答: 同步发电机并列操作应满足的要求:(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 12 倍的额定电流。
(2)发电机并网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。
因为: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。
自动控制原理课后习题答案
第一章引论1-1 试描述自动控制系统基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。
答：自动控制系统一般都是反馈控制系统，主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。
控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的，按其职能分，主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。
如下图所示为自动控制系统的基本组成。
开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程。
此时，系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。
开环控制的特点是：输出不影响输入，结构简单，通常容易实现；系统的精度与组成的元器件精度密切相关；系统的稳定性不是主要问题；系统的控制精度取决于系统事先的调整精度，对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。
闭环控制的特点是：输出影响输入，即通过传感器检测输出信号，然后将此信号与输入信号比较，再将其偏差送入控制器，所以能削弱或抑制干扰；可由低精度元件组成高精度系统。
闭环系统与开环系统比较的关键，是在于其结构有无反馈环节。
1-2 请说明自动控制系统的基本性能要求。
答：自动控制系统的基本要求概括来讲，就是要求系统具有稳定性、快速性和准确性。
稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。
稳定性通常由系统的结构决定与外界因素无关。
对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值（例如恒温控制系统）。
对随动系统，被控制量始终跟踪参量的变化（例如炮轰飞机装置）。
快速性是对过渡过程的形式和快慢提出要求，因此快速性一般也称为动态特性。
在系统稳定的前提下，希望过渡过程进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很短，可能使动态误差过大，合理的设计应该兼顾这两方面的要求。
准确性用稳态误差来衡量。
在给定输入信号作用下，当系统达到稳态后，其实际输出与所期望的输出之差叫做给定稳态误差。
显然，这种误差越小，表示系统的精度越高，准确性越好。
当准确性与快速性有矛盾时，应兼顾这两方面的要求。
自动升窗器的原理
自动升窗器的原理
自动升窗器的工作原理是通过电动机传动装置，实现窗户的升降操作。
它通常由电动马达、传动装置和控制器三个主要部分组成。
电动马达是整个系统的核心部件，它通过将电能转换为机械能，提供动力给传动装置。
马达通常由直流电源供电，并通过控制器控制其正反转，从而控制窗户的升降。
传动装置是实现窗户升降运动的部分，它一般由齿轮、传动杆和导轨组成。
电动马达的转动通过齿轮传动到传动杆上，传动杆与窗户连接，驱使窗户上升或下降。
导轨则用于引导窗户的运动，使其稳定平稳地上升或下降。
控制器是整个系统的智能控制中心，它接收来自用户的指令，通过对电动马达输出特定的电压和频率信号，控制窗户的升降运动。
控制器通常还具有一些保护功能，如过载保护、限位保护等，以确保系统的安全运行。
当用户需要操作窗户时，可以通过控制器上的按键或遥控器发送指令。
控制器接收到指令后，将相应的信号传送给电动马达，电动马达开始转动并将动力传递给传动装置，窗户则开始升降运动。
当窗户到达指定的位置时，控制器会感知到，并停止电动马达的运转，从而实现窗户的定位控制。
总的来说，自动升窗器利用电动马达提供动力，并借助传动装
置和控制器实现窗户的快速、方便的升降操作，提高了窗户的使用舒适性和便利性。
《电力系统自动装置原理》(第五版)复习题
ΔQG1 ΔQG1*QG1N 0.23 15.49 3.56( M var)
ΔQG 2*
ΔU * 0.0092 0.185 δ 0.05
ΔQG 2 ΔQG 2*QG 2 N 0.185 30.99 5.73( M var)
47 0.94 50
1 号机组无功负荷增加 3.56 Wvar，2 号机组无功负荷增加 5.73 Wvar，母线上的电 压降低了 0.0092U N 。 例 5-1(P130) 某电力系统中，与频率无关的负荷占 30％，与频率一次方成比例的负荷 占 40％，与频率二次方成比例的负荷占 10％，与频率三次方成比例的负荷占 20％。求 系统频率由 50Hz 下降到 47Hz 时，负荷功率变化的百分数及其相应的 K L* 值。 解：当 f 47 Hz 时， f *
ΔPGA K iA (ΔPtA β AΔf A )dt ΔPtA β AΔf A 0 得： ΔPtB βB Δf B 0 ΔPGB K iB (ΔPtB βB Δf B )dt
P165
22、什么是微增率？什么是等微增率法则？
答： 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。
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。 0 称为无差特性，这时发电机端电压恒为定值。
14、对励磁调节器进行调整主要是为了满足运行方面的哪些要求？ ②保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配 15、电力系统负荷变动情况由哪几个分量组成？ 答：随机分量、脉动分量、持续分量。 16、调节特性的失灵区的影响是什么？ P134 P128
电力系统自动装置1原理
1.葛洲坝水电厂±500kv直流输电至上海大亚湾核电厂容量90万kw上海外高桥火电厂容量320万kw交流输电最高电压等级500kv2.电能在生产,传输和分配过程中遵循功率平衡原则3.发电厂按一次能源不同分为火电厂,水电厂,核电厂4.电力系统自动控制监视和控制,其主要任务是提高电力系统的安全,经济运行水平5.发电厂,变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置,是直接为电力系统安全,经济和保证电能质量服务的基础自动化装置6.同步发电机是转换产生电能的机械,它有两个可控输入量—动力元素和励磁电流,其输入量为有功功率和无功功率.7.电气设备的操作分正常操作和反事操作两种类型8.发电厂,变电所等电力系统运行操作的安全装置,是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置9.电压和频率是电能质量的两个主要指标;同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容10.电力系统自动装置有两种类型:自动调节装置和自动操作装置11.电力系统自动装置有:微机控制系统,集散控制系统以及分布式控制系统12.频率是电能质量的重要指标.有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式的重要问题13电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置:重点介绍按频率自动减载装置,这是电力系统在事故情况下较为典型防止系统性事故的安全自动控制装置.14.自动装置的首要任务是将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机15.电力系统自动装置的结构形式有:微型计算机系统,工业控制计算机系统,集散控制系统16.采样/保持器的基本电路由模拟开关,保持电容器,缓冲放大器组成17.CPU:把运算器和控制器合称CPU.这是自动装置的核心部件,对系统的工作进行控制和管理,对采集到的数据做必要处理,然后根据要求做出判断和发出指令等18.工业控制计算机系统由稳压电源,机箱和不同功能的总线模板,以及键盘等外设接口19.定时器是STD总线的独立外设,具有可编程逻辑电路,选通电路和输出信号,可完成定时,记数以及”看门狗”功能20.键盘显示板:有键盘输入,显示输出,打印机接口21.路由器:主要起到路由,中继,数据交换等功能22.采样:对连续的模拟信号x(t),按一定的时间间隔T,抽取相应的瞬时值,这个过程称为采样23.采样周期T.决定了采样信号的质量和数量24.香农采样定理:Ωs≥2Ωm 大于或等于最高频率的2倍.25.量化:把采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整数倍比较,以最接近于采样信号幅值的最小数量单位倍数来表示该幅值26.量化和编码都是由A/D转换器完成的27.计算机采集的模拟量种类繁多,且每种量测范围又很不一致,通常先用各种传感器把这些模拟量转换成相应的电流或电压信号,再通过A/D转换器变换成数字量后送入计算机28.任一母线电压瞬时值可表示为:u=UmSin(ωt+ψ)29:发电机发出功率为”发电机状态”;发电机吸收功率为”电动机状态”30.在准同期并列操作中,合闸信号控制单元是准同期并列装置的核心部件,所以准同期并列装置原理也往往是指该控制单元的原理31.整步电压:自动并列装置检测并列条件的电压32.半波线性整步电压:由三极管,VT1和VT2等元件所构成的相敏,积分和双T型滤波器组成33.全波线性整步电压:由电压变换,整形电路,相敏电路,低通滤波电路和射极跟随器组成简答1.电力系统自动装置常用的微型计算机系统一般由传感器,采样保持器,模拟多路开关,A/D转换器,储存器,通信单元,中央处理单元(CPU),等部件组成2.同步发电机组并列时遵循如下的原则: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)发电机组并入网后,应能迅速进入同步运行状态,其暂态过程要短,以减少对电力系统的扰动3.发电机并列的理想条件为:1)ωG=ωx或fG=fx(频率相等)2)UG=Ux(电压幅值相等)3) δe=04. 准同期并列装置有什么与其作用:1)频率差控制单元.它的人物是检测Üg与Üx间的滑差角频率ωs,且调节待并发电机组的转速,使发电机电压的频率接近于电网频率2)电压差控制单元.它的功能是检测Üg与Üx间的电压差,且调节发电机电压Ug,使它与Ux间的电压差值小于规定允许值,促使并列条件的形成3)合闸信号控制单元.检查并列调配间,当待并机组的频率和电压都满足并列条件时,合闸控制单元就选择合适的时间发出合闸信号,使并列断路器QF的主触头接通时,相角差δe接近于零或控制在允许范围以内五．全波线性整步电压形成电路由什么组成？1.整形电路2.相敏电路3.滤波电路和射极跟随器输出六．自动并列装置的输出控制信号有哪些？1.调节发电机转速的增速、减速信号2.调节发电机电压的生压、降压信号。
电力系统自动装置原理
电力系统自动装置原理
电力系统自动装置是指在电力系统中，通过各种自动装置和保护设备来实现对电力系统的监测、控制和保护。
其原理是利用各种电气、电子设备和控制系统，对电力系统中的各种故障和异常情况进行监测和判断，然后采取相应的措施，以确保电力系统的安全、稳定和可靠运行。
首先，电力系统自动装置需要实时监测电力系统的各种参数，如电压、电流、频率、功率因数等。
通过各种传感器和监测装置，可以实时获取电力系统的运行状态，及时发现电力系统中的异常情况。
其次，电力系统自动装置需要对电力系统中的各种故障和异常情况进行判断和识别。
通过对监测到的各种参数进行分析，可以判断出电力系统中是否存在短路、过载、接地故障等情况，从而及时采取相应的保护措施。
然后，电力系统自动装置需要实现对电力系统的控制。
一旦发现电力系统中存在故障或异常情况，自动装置需要能够自动切除故障部分，实现对电力系统的局部或整体控制，以防止故障扩大，保证电力系统的安全运行。
最后，电力系统自动装置需要实现对电力系统的保护。
通过各种保护装置和自动开关，可以对电力系统中的各种设备和线路进行保护，确保在发生故障时能够及时切除故障部分，保护设备和线路不受损坏。
总之，电力系统自动装置的原理是通过实时监测、判断、控制和保护，对电力系统进行全面的监测和保护，以确保电力系统的安全、稳定和可靠运行。
这不仅提高了电力系统的运行效率，也保障了电力系统的安全性，对于现代化电力系统的建设和运行具有重要意义。
冷却水自动加药装置工作原理(一)
冷却水自动加药装置工作原理(一)冷却水自动加药装置工作原理1. 引言现代工业生产中，冷却水是一个重要的介质，用于帮助各种设备和机器的散热工作。
然而，随着冷却水长时间使用，其中的化学成分会发生变化，导致冷却效果下降。
为了保证冷却系统的正常运行，冷却水经常需要补充药剂，以调整其化学组成。
冷却水自动加药装置便是用于实现这一目的的设备。
2. 自动加药装置的组成冷却水自动加药装置由以下几个主要部件组成：•加药泵：用于将药剂从药剂箱中抽取并输送到冷却水中。
•药剂箱：存放药剂的容器，通常具有一定的容量，以确保冷却水能够长时间得到药剂的补充。
•传感器：用于监测冷却水的化学成分，例如pH值、浓度等。
•控制器：根据传感器的反馈信息，控制加药泵的工作。
通过设定合适的参数，自动调整药剂的加入量。
•管道系统：将药剂从药剂箱输送到加药点，通常采用耐腐蚀的材料制作，以防止药剂对管道产生腐蚀。
3. 工作流程冷却水自动加药装置的工作流程可以概括为以下几个步骤：•传感器监测：传感器定期检测冷却水的化学成分，例如pH值、浓度等。
传感器会将监测数据传输给控制器。
•数据分析：控制器根据传感器反馈的数据，进行分析和比较，判断当前冷却水中是否需要加药。
•药剂计量：如果控制器判断需要加药，它会根据事先设定的参数，计算出药剂的加入量。
•加药泵工作：控制器将计算得到的加药量发送给加药泵，加药泵开始工作，将药剂从药剂箱中抽取并输送到冷却水中。
•加药完成：加药泵根据控制器的指令，加入设定量的药剂后停止工作。
4. 自动加药装置的优势冷却水自动加药装置相比传统手动加药存在以下优势：•提高工作效率：自动加药装置能够根据实时监测的数据，高效地实现药剂的补充，省去了人工定期监测和加药的过程，提高了工作效率。
•减少人为误差：自动加药装置通过精确的计算和控制，避免了在手动加药过程中可能出现的误差，保证了药剂的准确加入。
•节约成本：自动加药装置能够精确控制药剂的加入量，避免了过量加药或药剂浪费的问题，从而节约了药剂成本。
自动升窗器 原理
自动升窗器原理
自动升窗器是一种能够自动升降车窗的装置，它通常通过在车门上安装一个电子控制单元来实现。
其工作原理主要分为五个步骤。
首先，当司机或乘客按下车窗开关时，电子控制单元会接收到开关信号，并通过与电动机相连的线路，将控制信号传送给电动机。
接下来，电动机根据控制信号的输入来产生动力，通过其内部的齿轮机构，将旋转运动转化为线性运动。
这样，电动机便能够驱动升降装置，使窗户升起或降下。
同时，电子控制单元还会监测窗户的升降状态。
当窗户完全升起或降下时，电子控制单元会收到相关的反馈信号。
在窗户完全升起或降下后，电子控制单元会停止向电动机发送控制信号，以避免过度运动。
最后，当需要关闭窗户时，只需按下相反方向的开关，整个升降过程会按照相同的原理进行，直到窗户完全关闭。
总结来说，自动升窗器主要依靠电子控制单元和电动机的配合工作，通过控制信号的输入和电动机的驱动，实现窗户的自动升降。
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频率是电能质量的重要指标之一。 在稳态条件下，电力系统的频率是一个全系统一致的运行参数：
f pn 60
m
m
忽略机组内部损耗时， PTi PGi
1
1
如果由于负荷的突然变动，而使发电机组的输出功率增加PL，
m
m
则：
PTi PGi PL
1
1
机组的输入功率小于负荷要求功率，为了保持平衡，把转子的
K L*
tg
PL* f*
，有名值表示为：K
L
PL。 f
有名值和标幺值的变换关系为：K L*
KL
fN PLN
K L*是系统调度部门要求掌握的实测数据，一般为1－3。
有功负荷静态频率特性
根据实测，在48-51HZ范围，有功负荷与频率的关系曲线接 近于一直线。
三、发电机组的功率－频率特性
发电机频率调整是由原动机的调速系统来实现的。
或PG* C1 f* C2 f*2 式中各系数均为常数， 通常C1＝2C2。 输出功率最大值是在额定条件下， 转速和转矩都在额定值时出现。
当发电机配置调速器，则： 随着转速的变动不断地调节进汽量， 使原动机地运行点不断从一根静态特性曲线 向另一根过渡。 连接这些不同曲线上地运行点，所得曲线 称为有调速器时的静态功率－频率特性
电力系统运行的主要任务之一，就是对频率进行监视和控制。
频率偏差允许范围：一般偏差不超过 0.2Hz，有些地区为 0.1Hz。
二、电力系统负荷的功率－频率特性
当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也随之改变，即：
PL F ( f ) 有功负荷随频率而改变的特性，称为负荷的功率－频率特性，
是负荷的静态频率特性。
发电机的功率－频率特性取决于调速系统特性。
系统负荷改变 调速系统调整进汽量 调节发电机输入功率
由于频率变化而引起的发电机输出功率的变化称为发电机组的 功率－频率特性或调节特性。
（一）发电机的功率－频率特性
假设发电机没有配置调速器，则： 发电机转矩方程近似表示：
MG* A B*
功率方程为：
PG C1* C2*2
第五章 电力系统频率及有功功率的自动调节
第一节 电力系统频率特性 第二节 调速器原理 第三节 电力系统的频率调节系统及其特性 第四节 电力系统自动调频 第五节 电力系统的经济调度与自动调频
第一节 电力系统频率特性
一、概述
调频与调压的差别： 1.调节准确度更高：
电压变化范围±5%，频率不超过±0.2HZ甚至更高±0.1HZ
1.与频率变化无关 如照明、电弧炉、电阻炉、整流负 荷等。
2.与频率成正比
切削机床、球磨机、压缩机、卷扬机等。
3.与频率的二次方成正比 变压器涡流损耗，占系统的比重较小。
4.与频率的三次方成正比 通风机、静水头阻力不大的循环水泵
5.与频率的更高次方成比例 静水头阻力很大的给水泵
负荷变化必导致频率变化
2.系统各节点频率稳态值相等
同一个系统只有一个共同的系统频率， 系统各节点电压不相等 无功功率平衡和调压大为简化采用就地平衡，分别调压。 系统任何两点频率不等则表示这两点处于“失步”，调频必须由整个系统统筹
调度解决，不允许电厂“各自为政”
3.调频与运行费用关系密切
通过调整机组出力达到有功平衡，出力改变所消耗的燃料费用随之改变 调压只改变机组无功功率
1.频率较高的随机分量变 化周期小于10S；
2.脉动分量，变化幅度较 大，变化周期10S3min
3.变化缓慢的持续分量
对频率变化起主要影响的 是负荷变动的第2.3种 分量。
负荷的静态频率特性
系统功率失去平衡时，系统负荷也参与了调节作用。
这种现象称为负荷的频率调节效应。
通常用：K L*
dPL* df*
R*PG*
0，得：P1* P2*
R2* R1*
推广到多机系统：PGi
1 Ri*
f fN
PGiN
求和，考虑到稳态时整个系统内频率的变化f 是相同的，得：
P
n i 1
PGi
f fN
n i 1
PGiN ,如果用等值机代替： Ri*
P
1 R*
f fN
P N , 其中P N
n i 1
PGiN。
系统等值调差系数：R*
P N P n
GiN
R i1 i*
同时： f*
R1*P1 PG1N
R2*P2 PG 2 N
L
RP P N
当系统负荷变化后，每台发电机所承担的功率可确定为：
PGi
f*
*
PGiN Ri*
R* P PGiN
P N
Ri*
求等值系统的等值调差系数时， 没有调节容量的发电机，应以 PGiN 0代入。
一部分动能转换成电功率，致使发电机组转速降低，系统频率下降。
m 1
PTi
m 1
PGi
PL
d dt
(
m 1
WKi )
系统频率变化是由于发电机和负荷的功率不平衡所来自，调频与有功调节密不可分。
电力系统负荷不断变化，原动机输入功率变化缓慢，频率波动在所难免。
电力系统频率的变化，对生产率以及发电厂间的负荷分配有直接影响。
配有调速系统的发电机组的功率－频率特性。
功率调整时，频率有变化，为有差调节特性。
特性曲线的斜率为：R f ，标幺化： PG
R*
f / fN PG / PGN
f* PG*
，或写成：f*
R*PG*
0
R*
f PG
/ /
fN PGN
f* PG*
实际运行过程中，采用调差系数的倒数：
KG*
1 R*
来衡量调节效应的大小。
K
称为负荷的频率调节效应系数。
L*
K L*
dPL* df*
a1
2a 2
f*
3a 3
f*2
L
na
n
f n1 *
n 1
mam
f m1 *
K
的值取决于负荷的性质，与各类负荷所占的比例有关。
L*
在电力系统运行中，允许频率变化的范围是很小的。
有功负荷与频率的关系曲线接近于直线。其斜率为：
PG* f*
，即：KG*f
PG*
0
KG*一般称为发电机组的功率－频率静态特性曲线。
KG用有名值表示：KG
PG f
对于汽轮发电机组：R* 4％－6％或KG*＝16.6－25； 对于水轮发电机组：R* 2％－4％或KG*＝25－50；
(二）调差特性与机组间有功功率的分配
两台发电机并联运行的情况
有功功率分配和调差系数关系：根据公式：f*
Ri* 因为对这些机组，即使频率变化，其输出功率仍然不变， 也就是毫无调节能力，相当于调差系数趋向于无穷大。 在电力系统中，如果有多台调差系数等于零是不能运行的。 如果其中有一台调差系数为零，其余机组为有差调节， 虽然可以运行，但所有功率的变化都由调差系数为零 的发电机组承担，也是不现实的。 在电力系统中，所有机组的调速器都为有差调节， 由他们共同承担负荷的波动。