电力系统自动装置原理复习思考题完整版

《电力系统自动控制装置原理》复习思考题考试题型：选择、名词解释、简答题、计算题负荷的调节效应：当频率下降时，负荷吸取的有功功率随着下降；当频率升高时，负荷吸取的有功功率随着增高。

这种负荷有功功率随频率变化的现象，称为负荷调节效应。

频率调差系数：单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数。

电压调整：调节电力系统的电压，使其变化不超过规定的允许范围，以保证电力系统的稳定水平及各种电力设备和电器的安全、经济运行。

电力系统：由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。

1、电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节？答：①主导发电机法、②积差调频法、③分区调频法。

2、自动发电控制系统的基本任务？答：主要任务：①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹配；②保持系统频率为额定值；③控制区域联络线的交换功率与计划值相等；④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。

3、简述发电机调节的类型及特点。

电力系统调度的主要任务。

答：发电机调节的类型及特点：①δ>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；②δ<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；③δ=0称为无差特性，这时发电机端电压恒为定值。

电力系统调度的主要任务：③保证供电质量的优良；②保证系统运行的经济性；③保证较高的安全水平；④保证提供强有力的事故处理措施。

4、强行励磁的基本作用是什么？答：强行励磁的基本作用是：①有利于电力系统的稳定运行；②有助于继电保护的正确动作；③有助于缩短电力系统短路故障切除后母线电压的恢复时间；④并有助于用户电动机的自起动过程。

同步发电机并列的理想条件是什么？答：理想条件：频率相等、电压幅值相等、相角差为零；即（f G=f X、U G=U X、δe=0）。

简述同步发电机组并列时遵循的原则。

答：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。

8、简述直流励磁机励磁系统的优缺点。

答:优点：结构简单；缺点：靠机械整流子换向，有炭刷和整流子等转动接触部件；维护量大，造价高；励磁系统的容量受限制。

9、简述交流励磁机励磁系统的优缺点。

答：优点：励磁系统的容量不受限制；不受电网干扰，可靠性高；无炭粉和铜末引起电机线圈污染，绝缘的寿命较长；缺点：无法对励磁回路进行直接测量；对整流元件等的可靠性要求高10、简述静止励磁机励磁系统的优缺点。

答：优点：结构简单、可靠性高、造价低、维护量小；无励磁机，缩短机组长度，可减少电厂土建造价；直接用可控硅控制转子电压，可获很快的励磁电压响应速度；缺点：保护配合较复杂。

11、简述电力系统的分区分级调度。

答：①国家调度机构；②跨省、自治区、直辖市调度机构；③省、自治区、直辖市级调度机构；④省辖市级调度机构；⑤县级调度机构。

12、同步发电机的励磁系统有哪几类？电力系统调度的主要任务。

答：同步发电机的励磁系统：①直流励磁机②交流励磁机③静止励磁系统；电力系统调度的主要任务：①保证供电质量的优良；②保证系统运行的经济性；③保证较高的安全水平1④保证提供强有力的事故处理措施。

14、什么是同步时间法，及调节方程是什么？答：同步时间法就是按照频率偏差的积分值来进行调节，因为频率偏差的积分反映了在一定时间段内同步时间对标准时间的偏差，调节方程为∫Δfdt+kΔP L=01、什么是并列操作、自同期并列操作、准同期并列操作答：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。

③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。

（强行励磁）电力系统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。

3、滑差、滑差频率、滑差周期有什么关系答：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；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。

4、同步发电机准同步并列时，不满足并列条件会产生什么后果?为什么?答：发电机准同步并列，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，振荡使发电机失步，甚至并列失败。

原因：通过相量图分析可知，并列瞬间存在电压差，将产生无功冲击电流，引起发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力作用下受损；并列瞬间存在相位差，将产生有功冲击电流，在发电机轴上产生冲击力矩，严重时损坏发电机；并列瞬间存在频率差。

将产生振荡的冲击电流，使发电机产生振动，严重时导致发电机失步，造成并列不成功。

5、合闸脉冲为什么需要导前时间?断路器合闸脉冲的导前时间应怎么考虑?为什么是恒定导前时间?答：发电机准同步并列要求，并列合闸瞬间发电机电压和系统电压之间的相位差δ应等于零，考虑到并列断路器都有一个合闸时间，所以自动准同步装置发出合闸脉冲命令，应该相对于δ=0°有一个提前量，即合闸脉冲需要导前时间。

断路器合闸脉冲的导前时间是为了使断路器主触头闭合瞬间，发电机电压和系统电压之间的相位差δ=0°。

所以合闸脉冲的导前时间应等于从发出合闸脉冲命令起到合闸断路器主触头闭合止，中间所有元件动作时间之和，其中主要为断路器的合闸时间。

由于断路器的合闸时间是本身固有的、固定不变的，所以导前时间也不应随频差、压差变化，应也是一个固定值，即恒定导前时间。

6、画出自动准同期并列装置主要组成部分框图，其各部分的主要作用是什么？（图见P3）答：自动准同步并列装置主要由合闸信号控制单元、频率差控制单元、电压差控制单元三大部分组成。

合闸信号控制单元的作用：是检查并列条件是否满足，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，使并列断路器的主触头接通时相角差接近于零或控制在允许范围以内。

只要这三个同步条件中有一个不满足要求，就闭锁合闸。

频差控制单元的作用是：当频率条件不满足要求时，进行频率的调整。

当发电机频率高于系统频率时，发减速命令；当发电机频率低于系统频率时，发增速命令。

电压差控制单元的作用是：当电压条件不满足要求时，进行电压的调整。

当发电机电压高于系统电压时，发降压命令；当发电机电压低于系统电压时，发增压命令。

7、同步发电机励磁控制系统基本任务是什么？答：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。

8、什么是静止励磁系统、励磁电压响应比？答：静止励磁系统中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，这类励磁装置采用大功率晶闸管元件，没有转动部分，故称为静止励磁系统；励磁电压响应比：由励磁系统电压响应曲线确定的励磁系统输出电压增长率与额定励磁电压的比值。

9、励磁调节器静特性的调整包括哪两项调节?答:调差系数调整、外特性的平移。

11、电力系统频率一次调节和二次调节有何区别？答：频率的一次调整通过汽轮发电机组调速系统反应机组转速变化，调节原动力阀门开度调节转速，其表现在某一条调节特性上运行点的变化，当负荷变化较大时，则调整结束时频率与额定值偏差较大——调节结果是有差。

频率的二次调整通过调频器反应系统频率变化，调节原动力阀门开度调节转速，表现为一条调节特性上、下平移，可以保证调整结束时频率与额定值偏差很小或趋于零——调节结果是无差的。

一次调频为有差调频，二次调频为无差调频；一次调频（调速器），二次调频（调频器）。

12、负荷调节效应和自动按频率减负荷的作用是否相同?有什么区别?答：负荷调节效应和按频率自动减负荷的作用不相同。

虽然负荷调节效应和按频率自动减负荷的结果都能够使系统频率稳定，且稳定频率低于额定频率，但两者存在本质区别：负荷调节效应是利用负荷本身具有的特性，在电力系统出现功率缺额，系统频率下降时自动减少吸收的有功功率，当负荷减少吸收的有功功率与系统的功率缺额相等时，系统频率稳定不再下降。

显然，如果系统功率缺额严重，负荷调节的结果，系统稳定频率低，往往不能维持系统的安全运行。

按频率自动减负荷是利用一种安全自动装置，在电力系统出现功率缺额，按照系统频率下降的不同程度，自动切除部分负荷，当切除的负荷接近系统功率缺额时，系统频率不再下降，而且回升，最后稳定在低于额定频率的数值。

显然，如果系统功率缺额严重，切除负荷量相应加大，稳定频率将不会威胁系统安全运行。

14、分区调频法的特点是什么？写出联络线调频方程式答：分区调频法的特点是：区内负荷的非计划负荷变动主要由本区内的调频厂来负担，其他区的调频厂不参与调频，因此区域间联络线上的功率应该维持计划值不变。

联络线调频方程式：15、什么是电力系统经济运行答：电力系统经济运行的目的就是在保证整个系统安全可靠和电能质量符合标准的前提下，尽可能提高电能的生产和输送效率，降低供电的燃料消耗和供电成本。

16、简述电力系统安全自动控制装置的主要任务。

答：主要任务是：当系统发生故障时，按照预订的控制准则迅速作出反应，采取必要的措施避免事故扩大。

17、什么是等微增率准则？为什么根据该准则能使电力系统运行最经济?答：18、简述电力系统中实现频率和有功功率自动调节的方法。

答：主导发电机法、同步时间法和联合自动调频法。

19、简述电力系统负荷的由哪几种不同分量组成。

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

(题6所需画的图→如下所说)计算题（考原题或者类似只改数据）P 189 习题4-2、4-3（2）P 189 4-2．已知某电力系统，5.1*=L K ，20*=G K ，当3000=L P Mw 时，50=N f Hz ，求符合增加120Mw 时，系统调速后的运行点。

P 189 4-3．已知：某发电厂有3台发电机组在公共母线上并联运行，1号机组额定功率100MW ，2号机组额定功率300MW ，3号机组额定功率600MW 。

三台机组的额定功率因数85.0cos =N ϕ，假设[]85.0,0cos ∈ϕ。