1某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列,系统的参数为(精)
电力系统自动化习题&答案
选择题======================概念题====================== 1.自同期并列将未加励磁电流的发电机升速至接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值时进行并网操作属于自同期并列。
2.准同期并列将发电机组加上励磁电流，在并列条件符合时进行并网操作为准同期并列。
3.强行励磁在某些故障情况下，使发电机转子磁场能够迅速增强，达到尽可能高的数值，以补充系统无功功率确额。
4.等微增准则运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷称为等微增准则。
5.负荷的调节效应负荷的有功功率随着频率而改变的特性叫作负荷的功率—频率特性，也称负荷的调节效应。
6.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。
7.电压调整电力系统中使供各用户的电压与额定电压的偏移不超过规定的数值。
8.励磁电压响应比励磁电压在最初0.5s内上升的平均速率为励磁电压响应比。
9.二次调频频率的二次调整是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，使调整结束时频率与额定值偏差很小或趋于零。
10.RTU远方终端（RTU）是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，检测并传输各终端（发电厂或变电站）的信息，并执行调度中心发给厂、所的命令。
11.码元：每个信号脉冲为一个码元。
12.数码率：每秒传送的码元数。
13.信息速率：系统每秒传送的信息量。
14.误码率：数据传输中错误码元数与总码元数之比。
15.循环式通信规约由RTU循环不断地向主站传送信息的方式为循环式通信规约。
16.问答式通信规约由主站询问各RTU，RTU接到主站询问后回答的方式为问答式通信规约。
17.超短期负荷预测1小时以内的负荷预测为超短期负荷预测，适用于质量控制、安全监视、预防控制。
18.短期负荷预测1日到1周的负荷预测为短期负荷预测，适用于火电分配及水火协调。
19.中期负荷预测1月到1年的负荷预测为中期负荷预测，适用于机组检修。
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。
电气自动化装置重点习题
第1章习题1-1 （1）设12位A/D 转换器，最高位是符号位，其余11位是数值位，若其满量程对应一次系统交流电压500kV 。
试求对于一次系统电压的A/D 转换分辨率、最大量化误差和标度变换系数。
（2）若改用8位A/D 转换器，最高位是符号位，重求（1）。
1-2 对工频正弦电压信号2sin(100/2)V u t ππ=+，叠加直流偏置电压3V 后进行等周期采样，每周期采样点数12N =。
（1）试写出瞬时采样值序列01111213,,,,,u u u u u ；（2）分别基于0111,,,u u u 和1212,,u u u 采用傅立叶算法求该正弦电压的幅值和相位。
2-1同步发电机准同期并列的允许频差，通常可取0.2%-0.5%，试计算相应的脉动周期。
若发电机断路器的合闸时间为0.4秒，求所对应的越前相角的变化范围。
2-2某发电机-变压器组采用自动准同期并列方式与系统进行并列。
在基准容量100MVA 下，系统的等值电抗标幺值为0.25xx=；发电机的额定容量为50MVA ，次暂态电抗"0.1dx =，"0.125q x =；升压变压器的额定容量为55MVA ，短路电压为10%；；断路器合闸时间0.5s QFt=，其最大可能误差时间为20%±QFt；自动并列装置动作时间0.03s ct=最大误差时间为0s ±。
发电机的冲击电流允许值为"1.12im e i I =。
试计算合闸越前时间，允许合闸电压差，允许滑差角频率及脉动电压周期。
自由习题2-3、有一台发电机采用自动准同期方式与系统并列，已知有关参数如下：X q "=0.125，X L =0.25，E q "=1.05，断路器合闸时间为0.5S ，它的最大可能误差为±20%，自动并列装置最大误差时间为±0.05S ，允许电流幅值取为i s.m "=1.414I n ，求：最大允许合闸误差角δa.e ，允许滑差角频率ω∑∙m 和相应的脉动电压周期T S 。
发电机自动准同期装置并列参数分析
发电机自动准同期装置并列参数分析摘要：本文首先对同步发电机的并列运行相关内容进行基本阐述，然后分析发电机自动准同期装置并列相关参数，旨在促进我国电力企业发展提供参考和借鉴。
关键词：发电机；自动准同期装置；并列参数；分析研究1引言发电机在对用电设备进行电能输送时，需要借助电力系统。
同期并列技术就是将发电机与电力系统进行并列操作，帮助减少发电机并网过程中出现故障的概率。
随着我国经济社会和科学技术的不断发展，电力企业电网规模也不断扩大，发电机和数量和性能也在不断提高。
因此，加强对发电机自动准同期装置并列技术和相关参数进行不断研究和分析变得更加重要。
2 同步发电机并列运行同步发电机并列运行是指电力企业的同步发电机和电力系统根据一定的条件和规则并列运行。
这种运行情况能够帮助增大供电系统的稳定性，提高供电效果和质量，并使电力负荷的分配更加合理，从而综合性的提高企业的电力运行经济效益。
具体的并列运行发电机如下图1所示：根据运行的不同需要，并列操作是同步发电机的运行操作和电力系统解列这个两部分的共同并列运行操作，也叫同期操作。
图1.电力系统中并列运行的发电机2.1并列操作的要求和条件为了使得同步发电机的运行效果更加优异，减少故障的发生，发电机在投入的瞬间冲击电流需要根据实际情况达到最小，保证其最大数值在额定电流的2倍以下。
同时，在发电机进行并列运行时，需要控制波动效果在最小范围内，保证运行状态的稳定性。
3 相关自动准同期装置参数分析3.1基本原理影响自动准同期运行的因素有许多，其中频率差因素和相角差因素是一对相互影响且相对矛盾的因素。
当两个系统中的原有相位差为Δa≠0时，若需要满足频率要素相等，则Δa恒定，且不可能Δa=0。
当Δf =fg－fS≠0时, 即存在频率差时，Δa才会出现等于0的机会。
根据运行实际情况，与相位差相比，电压差和频率差对于整体电力运行系统和电力设备的影响更加微小，并且其电压和频率能够通过调整和控制较为简单的满足运行要求。
电力系统自动化期末考试卷参考答案(仅供参考)
3、SCADA (要求写出英文全称并解释)SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)数据采集与监视控制系统4、FA （要求写出英文全称并解释）智能分布式馈线自动化（FA）5、配电图资地理信息系统（AM/FM/GIS）（要求写出英文全称并解释）AM/FM自动绘图与设备管理GIS地理信息系统四、问答题（共16分）1、分区调频中，以两个区域为例，如何判断负荷的改变发生在哪个区域。
（4分）5、以单机无穷大系统为例作图说明电力系统暂态稳定分析的等面积定则，并解释励磁系统是如何提高电力系统暂态稳定性的（5分）缩短时间常数，提高强励倍数遥测(遥测信息)：远程测量。
采集并传送运行参数，包括各种电气量（线路上的电压、电流、功率等量值）和负荷潮流等。
遥信(遥信信息)：远程信号。
采集并传送各种保护和开关量信息。
遥控(遥控信息)：远程控制。
接受并执行遥控命令，主要是分合闸，对远程的一些开关控制设备进行远程控制。
遥调(遥调信息)：远程调节。
接受并执行遥调命令，对远程的控制量设备进行远程调试，如调节发电机输出功率。
2、电机并网时，如果相序不对(如系统侧相序为A、B、C、为发电机侧相序为A、C、B，能否并列？为什么？（3分）不能因为不是正向序，需保持各相角度差才可以。
上述情况应任意调换两相接线。
五、计算分析题（共30分）1、 某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列，系统的参数为已归算到以发电机额定容量为基准的标么值。
一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗''q X 为0.128；系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路之和为0.22；断路器合闸时间为s t QF 4.0=，它的最大可能误差时间为QF t 的%20±；自动并列装置最大误差时间为s 05.0±；待并发电机允许的冲击电流值为GE h I i 2''max.=。
求允许合闸相角差ey δ、允许滑差sy ω与相应的脉动电压周期。
电力系统自动化期末考试卷参考答案仅供参考
1、 分区调频中，以两个区域为例，如何判断负荷的改变发生在哪个区域。
（4分）5、以单机无穷大系统为例作图说明电力系统暂态稳定分析的等面积定则，并解释励磁系统是如何提高电力系统暂态稳定性的（5分）缩短时间常数，提高强励倍数 五、计算分析题（共30分）1、 某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列，系统的参数为已归算到以发电机额定容量为基准的标么值。
一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗''q X 为0.128；系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路之和为0.22；断路器合闸时间为s t QF 4.0=，它的最大可能误差时间为QF t 的%20±；自动并列装置最大误差时间为s 05.0±；待并发电机允许的冲击电流值为GE h I i 2''max .=。
求允许合闸相角差ey δ、允许滑差sy ω与相应的脉动电压周期。
（8分）3、在某电力系统中，与频率无关的负荷占28%，与频率一次方成比例的负荷占41%，与频率二次方成比例的负荷占11%，与频率三次方成比例的负荷占20%。
当系统频率由50Hz 下降到48Hz 时，系统K L*值为多少？（6分） 经计算得为1.2032、某电力系统在额定运行时，总负荷为4000MW ，负荷调节效应系数K=1.8。
突然切除150MW 发电功率，不考虑调速器作用。
(1)如不采取措施，试计算系统的稳态频率；(2)如系统的稳态频率要求恢复到49.5Hz 以上，计算系统至少应切除多少负荷。
(6分)（1）三角P*=150/4000=0.0375三角f*=三角P*/k=0.0375/1.8=0.0208 三角f=-0.0208*50=1.04HZ 稳态频率为48.96HZ （2）0.5/50*1.8=0.018（150-0.018*4000）/(1-0.018)=79.43MW4、 如下图所示，变压器变比为110±2×2.5% /11 kV ，励磁支路和线路对地电容均被忽略。
电力系统自动装置原理试题
选择题1. 同步发电机并列时脉动电压周期为20s ，则滑差角频率允许值ωsy 为（ A )。
A 、0。
1％ B 、0.2% C 、0.26% D 、0。
52％2. 同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（ D ）.A 、三角波B 、正弦波C 、方波D 、正弦脉动波 3. 下图四个脉动电压波形，最适合并列条件的是（ A ）.4. 同步发电机励磁系统由( A ）组成.A 、励磁调节器、励磁功率单元B 、同步发电机、励磁调节器C 、同步发电机、励磁功率单元D 、同步发电机、励磁调节器、励磁系统5. 同步发电机并列方式包括两种,即（ B ）。
A 、 半自动准同期并列和手动准同期并B 、准同期并列和自同期并列C 全自动准同期并列和手动准同期并列D 、全自动准同期并列和半自动准同期并列6. 在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU ，RTU 接到询问后回答的方式属于( D ）.A 、主动式通信规约B 、被动式通信规约C 、循环式通信规约D 、问答式通信规约 7. 下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（ A )。
A 、交流励磁系统B 、直流励磁系统C 、静止励磁系统D 、自并励系统8. 某同步发电机的额定有功出力为100MW ，系统频率下降0。
5Hz 时，其有功功率增量为20MW ，那么该机组调差系数的标么值R ＊为（ C ).A 、20B 、-20C 、0.05D 、—0。
059. 下列关于AGC 和EDC 的频率调整功能描述正确的是( D ）。
A 、AGC 属于频率一次调整，EDC 属于频率二次调整。
B 、AGC 属于频率一次调整，EDC 属于频率三次调整。
C 、AGC 属于频率二次调整,EDC 属于频率一次调整.D 、AGC 属于频率二次调整,EDC 属于频率三次调整。
10. 在互联电力系统中进行频率和有功功率控制时一般均采用( D ）。
A 、有差调频法B 、主导发电机法C 、积差调频法D 、分区调频法 11. 电力系统的稳定性问题分为两类，即（ B )。
电力系统自动装置-复习思考题(附答案)
A
对三相半控桥和三相全控桥来说，输入交流，输出直流。（），输出直流越大。
A.功率因数角越小B.功率因数角越大
C.控制角越小D.控制角越大
C
发电机并列时当发电机电压和系统电压仅有小的合闸相角误差时，并列冲击电流（）。
B.发电机电压在额定范围内
C.合闸相角为零
D.功率相等
C
准同期并列要求频差较小的条件其目的主要是为了（）。
A.发电机机端电压与系统电压相等
B.发电机发出功率与系统符合相等
C.对发电机冲击电流最小
D.并列后尽快进入同步运行
D
自动准同期装置合闸的条件之一是（）。
A.电压差为零
B.功率因数角相等
C.额定电压相等
A
互联系统按频率联络线功率偏差控制，表明调整结束时，（）
A. =0 B. =0C. =0, =0 D. =0。 =0
C
霍尔元件可比例输出（）。
A．两个量的乘积
B．三个量的乘积
C．两个量的和
D．两个量的差
A
交流励磁系统是指（）
A.励磁机为交流发电机
B.励磁机为直流发电机
C.发电机为交流发电机
D.励磁电流为直流电。
A.当低频减载拒动时切除负载
B.当低频减载误动时切除负载
C.当系统长时间处于低频状态时切除负载
D.当系统频率突然降低时切除负载
C
电力系统调频电厂的任务是承担（）。
A.系统基本负荷B.计划内变动负荷C.计划外变动负荷D.随频率变化的负荷
C
电力系统自动装置可分为两种类型，即（）。
电力系统自动化第1章-发电机的自动并列
Us波形图如下：
u
s
u u
x
G
o
u
t
Us
s
2
o
t
TS
(b)
第二节 准同期并列的基本原理
•
•
（二） U G 与 U X 两电压幅值不相等
2
2
此时可求得US的值为： US U X UG - 2UX UG cosS t
当s t 0时，US U G - U X 为两电压幅值差；
当s t 时，US U G U X为两电压幅值和。
条件下，先合并列断路器QF，接着合励磁开关，给转子加励
磁电流，在发电机电势逐步增长的过程中，由电力系统将并
列机组拉入同步运行。
由于自同期并列合闸时发电机尚无励磁，所以在断路器闭
合的瞬间相当于电力系统通过发电机定子绕阻金属性三相短
路，冲击电流较大。
三、自同期并列
2、优点：操作简单，并列迅速，易于实现自动化。
3、并列操作的两种方式
准同期并列（一般采用）
自同期并列（很少采用）
3、并列操作的方式
（1）准同期并列的概念：
发电机在并列合闸前已励磁，当发电机频率、电压相角、电
压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小
接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，这种方
式称为准同期。
KMC
.
UX
K´MC
半自动准同期并列
自动准同期并列
半自动准同期并列
调压：手动
调频：手动
合闸：自动
全自动准同期并列
调压：自动
调频：自动
合闸：自动
第二节
准同期并列的基本原理
三、准同期并列合闸信号的控制
电力系统自动化习题
a) 初始状态。
P
b) 过程划分及功率特性。 PmIII
d
c) 新平衡点及不稳定平衡点 P a
0
d) S加，S减 。 e) 判断。
PmII
c
b
0
δ0
δ c.lim
PI
PIII PT
e
PII
δ cr
δ
例：某发电机通过双回路向一无穷大系统输送1.0
的功率。最大输送功率为1.8，一回路发生故障，
最大输送功率下降到0.4；故障切除后，最大输送
=
0.94992 + cosδ1 2.82776 − δ1
试试试求解得 δ1 = 0.954
能够突然增加负荷： ∆P = P1 − P0
= PmIsinδ1 − PO = 40.3MW
第一节 电力系统的频率特性
例3-2 某电力系统总有功负荷为3200MW（包括电 网的有功损耗），系统的频率为50Hz，若
/ Hz )
即频率降低1Hz，系统负荷减少l09.5MW，由此可
知，KL的数值与系统的负荷大小有关。
第一节 电力系统的频率特性
例3-2 某电力系统总有功负荷为4000MW（包括电 网的有功损耗）， K L* = 1 .5 系统的频率为 50Hz，所有发电机满负荷运行，若在故障后缺 少350MW的电源功率，求电力系统频率下降多 少？
T s 的值可以检测待并发电机组与电网间的滑差角速度ω s 的大小，即频率差的大 小。
例 1-1 某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列，系统的参数已归 算到以发电机额定容量的标么值。一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗
X
" d
为
0.125；系统 等值 机组 的交 轴次暂 态电 抗与线路电抗为
电力系统自动化---第一章 发电机的自动并列
机投入系统，并同时给发电机加上励磁，在原 动机力矩、同步力矩等作用下把发电机拖入同 步，完成并列操作。
1.1
概
×
述
DL
UG
（一）准同期并列 U x
待并发电机组加励 磁电流，其端电压 为 U G ，调节 U G 的状态参数使之符 合并列条件。
当 st 时， U s U G U x 为两电压幅值和。
1.2
US
准同期并列的基本原理
s1
s2
t
图 1-6 U G = U x 时 U s 的波形 s1 s2
US
o
T s1
T s2
UG U x
图 1-7 形
T s1
UG U x T s2
t
o
U G 与 U x 不等时 U s 的波
st
Us 的 u s 为正弦脉动电压， 其最大幅值为 2U G（或 2U x ） 。
相量图及其瞬时值波形如图 1-5（a） 、 （b）所示。 转动一圈的时间为脉动周期 T s 。
1.2
j
准同期并列的基本原理
us
Us
Ux
u x uG
x
( xt 2 )
o
UG
t
Us
2
e
1.2
U
x
准同期并列的基本原理
a
b
TV
二、自动准同期装置
DL 并列断路器
a
b
UG
c
来自厂用电
频率差 控制单元
G
TV
电压差 控制单元
第一章_同步发电机的同步并列教案
1第一章 发电机的自动并列第一节 概 述一、并列操作的意义电力系统运行中，任一母线电压瞬时值可表示为)sin(ϕω+=t U um 式中 ——电压幅值U m ——电压的角速度ω ——初相角ϕ 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，冲击电流应尽的小，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，以减少对电力系统的扰动。
方法两种: 准同期并列（一般采用）、自同期并列。
二、准同期并列待并发电机组加励磁电流，其端电压G ，调节G 的状态参数使之符合并∙U ∙U 列条件。
图1-1准同期并列(a)电路示意；(b)相量图；(c)等值电路x∙)(a xU ∙DL×E ∙xE ∙x)(c21．设发电机电压G 的角速度为，电网电压x 的角速度为，它们∙U ωG ∙U ωx 间的相量差G —x 为s 。
∙U ∙U ∙U 2．要求DL 合闸瞬间的s 应尽可能的小，其最大值应使冲击电流不超过∙U 允许值。
最理想的情况是s 的值为零。
∙U 3．并且希望并列后能顺利进入同步运行状态，对电网无任何扰动。
4．理想条件为G ，x 的三个状态量全部相等。
∙U ∙U ()⎪⎭⎪⎬⎫=====，即相角差为零）（即电压幅值相等）（频率相等03,22,2,,)1(e X G X X G G X G U U f f f f δπωπω这时并列合闸的冲击电流等于零，并且并列后发电机G 与电网立即进入同步运行，不发生任何扰动现象。
5．三个条件很难同时满足。
（一）电压幅值差并列时：①频率=；f G f x ②相角差等于零；δe ③电压幅值不等：则冲击电流最大值为：()''ds''dx G ''maxh X U .X U U .i 552281=-=⋅式中 、——发电机电压、电网电压有效值；U G U x ——发电机直轴次暂态电抗X d "图1-2 准同期条件分析 (a)=0；(b) ≠0δe δe xU)(b ∙s∙G∙3从图1-2（a ）可见，因为与夹角为90º，所以由电压幅值差max ⋅''h i GU 产生的冲击电流主要为无功冲击电流。
电力系统自动化
第一章一、并列操作的概念一台发电机组在投入电网运行之前，它的电压u G与电网电压u s往往不等，需要对发电机进行一系列适当的操作，使发电机满足一定条件后再投人电网，这系列操作称为并列操作，又称为同期。
二、同步发电机组并列操作时遵循如下的原则:(1)断路器合闸时的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)发电机组并人电网后，应能迅速进人同步运行状态，其暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。
如果并列操作错误，有可能带来如下严重后果:(1) 产生巨大的冲击电流，甚至大于机端短路电流。
(2) 引起系统电压严重下降。
(3)使电力系统发生振荡以致使系统瓦解。
三、什么同期点无论是发电机投入电网还是两个电网互联，最终都是通过某个断路器实现并列操作，这个断路器就称为同期断路器或者同期点。
四、同步发电机的并列操作可分为准同期并列和自同期并列两种。
1.自同期并列自同期并列就是先将励磁绕组经过一个电阻短路，在不加励磁的情况下，原动机带动发电机转子旋转。
当待并发电机转子转速与系统频率接近时，合上同期断路器，紧接着加上励磁，利用原动机的转矩与同步转矩互相作用，将发电机拉入同步。
自同期并列的优点是并列过程中不存在调整发电机电压幅值、相位的问题，并列时间短且操作简单，在系统电压和频率降低的情况下，仍有可能将发电机并入系统。
自同期并列的缺点是发电机未经励磁，并列时会从系统中吸收无功而造成系统电压下降，同时产生很大的冲击电流。
2、准同期并列准同期并列就是发电机在并列合闸前已加励磁，通过调节发电机的转速和励磁，使发电机电压的相位、频率、幅值分别与并列点系统的电压、相位、频率、幅值相接近，然后将闭合同期断路器，完成并列操作。
准同期并列的优点是开列时冲击电流小，不会引起系统电压降低。
准同期并列的缺点是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，如果合闸时刻不准确，可能造成严重的后果。
第一章 发电机的自动并列
s t
2
2U G sin
e
2
2U x sin
e
2
（1-8）
u s 为正弦脉动电压，其最大幅值为 2U G （或 2U x ） U s 的相量图 。
及其瞬时值波形如图 1-5（a）（b）所示。 、 转动一圈的时间为脉动周期 T s 。
第二节 准同期并列的基本原理
j
us
u x uG
电力系统自动化
武汉理工大学
电力系统自动化
发电机的自动并列 同步发电机励磁自动控制系统 电力系统频率及有功功率的自动调节 电力系统电压调整和无功功率控制技术 电力系统调度自动化 配电管理系统
实验
第一章 发电机的自动并列
概 述
准同期并列的基本原理 自动准同期并列控制
Ux
×
UG
DL
Us
DL
G
UG
(a )
G
(b)
Ux
x
励磁电流，其端电压
U G ，调节 U G 的状态参
X e
G
UG
Ux
X
G
Us
EG
(c)
X
x
数使之符合并列条件。
Ex
图1-1准同期并列
(a)电路示意；(b)相量图；(c)等值电路
第一节 概 述
1． 设发电机电压 U G 的角速度为 G ，电网电压 U X 的角速 度为 x ，它们间的相量差 U G U X 为 U S 。 2． 要求 DL 合闸瞬间 U S 的应尽可能的小，其最大值应使
发电机准同步并列的实际条件：
电力系统自动化技术-模拟题1-3
第一套一、选择题（每小题2分，共20分）1．当导前时间脉冲后于导前相角脉冲到来时，可判定（）。
A．频差过大B．频差满足条件C．发电机频率高于系统频率D．发电机频率低于系统频率2．线性整步电压的周期与发电机和系统之间的频率差（）。
A.无关B.有时无关C.成正比关系D.成反比关系3．机端直接并列运行的发电机的外特性一定不是（）。
A.负调差特性B.正调差特性C.无差特性D.正调差特性和无差特性4.可控硅励磁装置，当控制电压越大时，可控硅的控制角 ( )，输出励磁电流（）。
A.越大越大B.越大越小C.越小越大D.越小越小5. 构成调差单元不需要的元器件是（）。
A．测量变压器B．电流互感器C．电阻器D．电容器6．通常要求调差单元能灵敏反应（）。
A．发电机电压B．励磁电流C．有功电流D．无功电流7．电力系统有功负荷的静态频率特性曲线是（）。
A．单调上升的B．单调下降的C．没有单调性的D．水平直线8．自动低频减负荷装置的动作延时一般为（）。
A．0.1~0.2秒B．0.2~0.3秒C．0.5~1.0秒D．1.0~1.5秒9．并联运行的机组，欲保持稳定运行状态，各机组的频率需要（）。
A．相同B．各不相同C．一部分相同，一部分不同D．稳定10．造成系统频率下降的原因是（）。
A．无功功率过剩B．无功功率不足C．有功功率过剩D．有功功率不足二、名词解释（每小题5分，共25分）1.远方终端2.低频减负荷装置3.整步电压4.准同期5.AGC三、填空题（每空1分，共15分）1.低频减负荷装置的___________应由系统所允许的最低频率下限确定。
2. 在励磁调节器中，设置____________进行发电机外特性的调差系数的调整，实际中发电机一般采用____________。
3.滑差周期的大小反映发电机与系统之间的大小，滑差周期大表示。
4.线性整步电压与时间具有关系，自动准同步装置中采用的线性整步电压通常为。
5.微机应用于发电机自动准同步并列，可以通过直接比较鉴别频差方向。
第2章同步发电机的自动并列
系统电压
U sin( t ) U X mX X 2
U U U sin( t ) U sin( t ) 两者的电压差称为滑差电压U S G X mG G 1 mX X 2
●发电机电压角频率 G ●电网电压角频率 X 二者之间的电压相量差为 US UG U X 冲击电流决定于合闸瞬间的 U S ，要求： （1） U S 尽可能小； （2）并列后迅速进入同步运行状态，对电网扰 动小。
合闸后，发电机处于发电状态，受到制动。发电机发出功率， 沿着功角特性到达b点时，有
G x
s 0
此时，仍为发电机状态， G 继续减小， s 为负值， 使得 e 逐渐减小，发电机发率沿着功角特性往回摆动，到达 原点时， e 为负，交换功率变负，发电机处于电动机状态， 有重新加速，交换功率沿特性曲线变到c点， G x 来回摆动，直到进入同步运行为止。 进入同步运行状态的暂态过程与合闸时的滑差角频率的初始大 小 s 0 有关，若 s 0 较小，到达最大相角b点的相角差变化 较小，可很快进入同步运行。
可采用两种方式
恒定越前相角准同期 恒定越前时间准同期
准同期并列的基本原理
二、准同期并列装置
频率差控制单元
并列装置的构成
电压差控制单元
合闸信号控制单元
半自动：无频率差、电压差控制功能。
自动化程度一般分为
全自动
自动准同期并列装置 三个控制单元
频率差允许 电压差允许
与 门
QF
并列断 路器
TVX
TVG
一、脉动电压变化
UG U X
US
S1
TS1
S 2
G X
两电压相量做相 对运动
chapter1-2准同期并列的基本原理
第二节 准同期并列的基本原理
三、准同期并列合闸信号的控制
电压差允许 频率差允许
与
门 合闸信号
提前量信号 提前量信号形成
定，整定值应和滑差及压差无关，故称为“恒定越前时间”。
第二节 准同期并列的基本原理
二、自动准同期装置
•
a
Ux
b
TV
DL 并列断路器 a
•
UG
G
b c
TV 频率差
控制单元
电压差 控制单元
来自厂用电
合闸信号 控制单元
电源
增速 减速 升压 降压
图 1-8 自动准同期并列装置组成
合闸
第二节 准同期并列的基本原理
主触头闭合瞬间所出现的冲击电流值以及进入同步运行的暂
•
态过程，决定于合闸时的脉动电压U s
和滑差角速度 s
。
•
因此，准同期并列主要对脉动电压U s 和滑差角速度 s 进行
检测和控制，并选择合适的时间发出合闸信号，使合闸瞬间
•
的U s 值在允许值以内。检测的信息也就取自 DL 两侧的电压，
•
而且主要是对U s 进行检测并提取信息。
时刻，提前一个“恒定越前时间”发出合闸信号。
第二节 准同期并列的基本原理
自动准同期装置的组成可用图1-8表示，按自动化程度分为： （1）半自动准同期并列装置 没有频差调节和电压调节功能，只有合闸信号控制单元 待并发电机的频率和电压由运行人员监视和调整 当频率和电压都满足并列条件时，并列装置就会在合适的
电力系统自动化期末考试卷及参考答案
电力系统自动化期末考试卷一、填空题（每空1分，共26分）1、同步发电机并网方式有两种，这两种方法为：自同期并网、准同期并网。
2、同步发电机并列的滑差角频率允许值ωsy为2rad/s，则脉动电压周期为 pi (s)。
3、同步发电机并列的理想条件表达式为：角差为0 、压差为0 、频差为0 。
4、同步发电机与无穷大系统并联运行时，调节发电机的励磁不改变有功功率，改变无功功率。
（填改变或不改变）5、同步发电机励磁系统由励磁调节器和励磁功率单元两部分组成。
6、某台装有调速器的同步发电机，额定有功出力为100MW，当其有功功率增量为10MW时，系统频率上升0.25Hz，那么该机组的调差系数的标么值为R*= 0.05 （有名值或标厶值均可）7、电力系统最经济的分配准则是等微增率法则。
8、励磁系统向同步发电机的转子提供励磁电流，励磁电源由发电机本身提供的励磁系统称之为自励系统。
9、电力系统的稳定性问题分为两类，即静态稳定、暂态稳定。
10、当同步发电机进相运行时，发出有功功率，吸收无功功率（指相对于系统）11、AGC属于频率的二次调整，EDC属于频率的三次调整。
12、常用的无功电源包括发电机、电容器、电抗器、调相机。
13、变压器可以调节系统电压，不是无功电源（填可不可以，是不是）三、名词解释（前四题每题3分，第5题6分，共18分）1、AGC （要求写出英文全称并解释）自动发电量控制AGC（Automatic Generation Control）2、RTU （要求写出英文全称并解释）二、选择题（每空1分，共10分）1、同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（ C ）线性整步电压的波形是（ B ）A、正弦波B、三角波C、正弦脉动波D、方波2、下面关于无功电源的正确描述是（ A ）A、发电机是基本的无功电源B、并联电容量可以吸收无功也可以补偿无功C、SVC只能补偿无功，不能吸收无功D、调相机只能发出无功功率3、图四个脉动电压波形，问最适合并列条件的是（ A），电压差从小到大排列是（ acbd ）。
电力系统自动化期末考试卷参考答案(仅供参考)
、选择题（每空1分，共10分）1、同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（ C ）线性整步电压的波形是（ B ）一、填空题（每空1分，共26分）1、同步发电机并网方式有两种，这两种方法为：自同期并网、准同期并网。
2、同步发电机并列的滑差角频率允许值 3 sy为2rad/s ,则脉动电压周期为pi （s）。
3、同步发电机并列的理想条件表达式为：角差为0、压差为0 、频差为0 。
4、同步发电机与无穷大系统并联运行时，调节发电机的励磁不改变有功功率，改变无功功率。
（填改变或不改变）5、同步发电机励磁系统由励磁调节器和励磁功率单元两部分组成。
6、某台装有调速器的同步发电机，额定有功出力为100M W当其有功功率增量为 10MW时，系统频率上升0.25Hz，那么该机组的调差系数的标么值为R*= 0.05 ___________ （有名值或标厶值均可）7、电力系统最经济的分配准则是等微增率法则。
8、励磁系统向同步发电机的转子提供励磁电流，励磁电源由发电机本身提供的励磁系统称之为自励系统。
9、电力系统的稳定性问题分为两类，即静态稳定、暂态稳定。
10、当同步发电机进相运行时，发出有功功率，吸收无功功率（指相对于系统）11、 AGCW于频率的二次调整，EDC属于频率的三次调整。
12、常用的无功电源包括发电机、电容器、电抗器、调相机。
13、变压器可以调节系统电压，不是 _________ 无功电源（填可不可以，是不是）A、正弦波 B 、三角波 C 、正弦脉动波 D 、方波2、下面关于无功电源的正确描述是（ A ）A、发电机是基本B、并联电容量可 C SVC只能补偿无功,的无功电源以吸收无功也可以补不能吸收无功D、调相机只能发出无功功率偿无功三、名词解释（前四题每题3分，第5题6分，共18 分）1、AGC （要求写出英文全称并解释）自动发电量控制 AGC （Automatic Generation Control ）2、RTU （要求写出英文全称并解释）3、图四个脉动电压波形, 问最适合并列条件的是（A ），电压差从小到大排列是（acbdA B C D4、电力系统发生有功功过剩时，必然造成系统频率（ A ）于额定值。
1某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列-系统的参数为已
计算分析题===================================================1、某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列，系统的参数为已归算到以发电机额定容量为基准的标么值。
一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗''q X 为0.128；系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路之和为0.22；断路器合闸时间为s t QF 4.0=，它的最大可能误差时间为QF t 的%20±；自动并列装置最大误差时间为s 05.0±；待并发电机允许的冲击电流值为GE h I i 2''max .=。
求允许合闸相角差ey δ、允许滑差sy ω与相应的脉动电压周期。
2、同步发电机等值电路如下，试绘制其矢量图。
3、在某电力系统中，与频率无关的负荷占25%，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15%，与频率三次方成比例的负荷占20%。
当系统频率由50Hz 下降到48Hz 时，系统KL*值为多少？4、某电力系统用户总功率为Pfhe=2500MW ，系统最大功率缺额Pqe=800MW ，负荷调节效应系数KL*=1.8。
自动减负荷装置接入后，期望恢复频率为ffh=48 Hz 。
试计算：5、AB 两电力系统由联络线相连。
已知A 系统Hz MW K GA /800=，Hz MW K LA /50=，MW P LA 100=∆；B 系统Hz MW K Hz MW K LB GB /40,/700==MW P LB 50=∆。
求在下列情况下系统频率的变化量△f 和联络线功率的变化量△P ab 。
（1）两系统所有机组都参加一次调频；（2）A 系统机组参加一次调频，而B 系统机组不参加一次调频；I GX d(1) 残留的频率偏差标幺值Δf fh* (2) 接入减负荷装置的总功率P JH (3) 在图中标出P fhe 及P qe 位置和大小（3）两系统所有机组都不参加一次调频；6、仍按第5题中已知条件，计算下列情况下的频率变化量△f 和联络线上流过的功率△P ab 。
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计算分析题===================================================1、某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列,系统的参数为已归算到以发电机额定容量为基准的标么值。
一次系统的参数为:发电机交轴次暂态电抗 ' ' q X 为 0.128;系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路之和为 0.22;断路器合闸时间为 s t QF 4. 0=,它的最大可能误差时间为 QF t 的 %20±;自动并列装置最大误差时间为 s 05. 0±;待并发电机允许的冲击电流值为 GE h I i 2' ' max . =。
求允许合闸相角差ey δ、允许滑差sy ω与相应的脉动电压周期。
2、同步发电机等值电路如下,试绘制其矢量图。
3、在某电力系统中,与频率无关的负荷占 25%,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 15%, 与频率三次方成比例的负荷占 20%。
当系统频率由 50Hz 下降到 48Hz 时,系统 KL*值为多少?4、某电力系统用户总功率为 Pfhe=2500MW,系统最大功率缺额 Pqe=800MW,负荷调节效应系数 KL*=1.8。
自动减负荷装置接入后,期望恢复频率为 ffh=48 Hz。
试计算:5、 AB 两电力系统由联络线相连。
已知 A 系统 Hz MW K GA /800=, Hz MW K LA /50=,MW P LA 100=∆; B 系统 Hz MW K Hz MW K LB G B /40, /700==MW P LB 50=∆。
求在下列情况下系统频率的变化量△ f 和联络线功率的变化量△ P ab 。
(1两系统所有机组都参加一次调频;(2 A 系统机组参加一次调频,而 B 系统机组不参加一次调频;(1 残留的频率偏差标幺值Δf fh* (2 接入减负荷装置的总功率 P JH (3 在图中标出 P fhe 及 P qe 位置和大小I GX d(3两系统所有机组都不参加一次调频;6、仍按第 5题中已知条件, 计算下列情况下的频率变化量△ f 和联络线上流过的功率△ P ab 。
(1 AB 两系统所有机组都参加一次、二次调频, A 、 B 两系统机组都增发 MW 50; (2 AB 两系统机组均参加一次调频, A 系统机组参加二次调频,增发 MW 60; (3 AB 两系统机组均参加一次调频, B 系统机组参加二次调频,增发 MW 60; 7、有 n 台发电机组共同承担负荷,它们的耗量特性分别为:(n k c P b P a F kk k k k k , 2, 12=++=试推导耗量微增率λ与 P L 的关系式(L P f =λ以及λ与 P k 的关系式 (k P f=λ(忽略网络损耗和各机组的功率限额。
8、如下图所示,变压器参数及负荷功率均为已知数据。
变压器高压侧最大负荷时的电压为 110kV , 最小负荷时的电压为 114kV 。
相应负荷母线允许电压范围为6~6.6kV。
试选择变压器分接头。
9、如下图所示,变压器变比为 110±2×2.5% /11 kV,励磁支路和线路对地电容均被忽略。
送端电压为 120 kV且保持不变,受端电压要求保持为 10.5 kV。
采用电容器进行无功功率补偿,试确定其补偿容量。
10、如下图所示的简单系统,各支路有功功率的测量值均已标在图中。
忽略线路功率损耗,求各支路有功功率的最佳估计值。
U 1=120kVS max =15+j12MVAS min =10+j8 MVAU 2110~114kVS max =30+j15MVA S min =12+j7 MVAS N =31.5MVA110±2×2.5% / 6.3 kVT T计算分析题答案==================================================1、解:1允许合闸相角差ey δ=2arcsin'' max . h i ( '' q X +Xx /2x1.8q E " 2=2 arcsin2x1x(0.128+0.22/ 2x1.8x2x1.05=2 arcsin0.09206=10.56(° =0.184(rad2 ΔtQF =0.4x0.2=0.08sΔtc=0.05s允许滑差sy ω=ey δ/(ΔtQF+Δtc= 0.184/(0.08+0.05=1.42 rad/s 3 Ts=2π/sy ω=2π/1.42=4.42s2、解:同步发电机矢量图3、解:略4、解:dP x I QI P 1=90P 4=22P 5=42P 6=50P 3=26P 2=664(1. 66804. 08. 1104. 025008. 180012(04. 0502*****分分 MWf K f P K P P f f f fh L fh fhe L qe JH N fh =⨯-⨯⨯-=∆-∆-===∆=∆5、解:⑴两系统都参加一次调频时△ f =0.09434 Hz △ P ab =-19.8 MW⑵ A 系统参加一次调频, B 系统不参加一次调频时△ f =0.16854 Hz △ P ab =43.26 MW⑶两系统都不参加一次调频时△ f =1.6667 Hz △ P ab =-16.6667 MW6、解:⑴两系统都参加一次、二次调频,两系统都增发 50MW 时△ f =0.03145 Hz △ P ab =-23.27 MW⑵两系统都参加一次调频, A 系统参加二次调频并增发 60MW 时△ f =0.0566 Hz △ P ab =8.1132 MW⑶两系统都参加一次调频, B 系统参加二次调频并增发 60MW 时△ f =0.0566 Hz △ P ab =-51.887 MW7、解:由(L P f =λ得:⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∑∑=-=nk k k L n k k ab P a11121λ 由(k P f =λ得:⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=k k k k ab P a 22λ8、解:6. 653. 6 719. 2114(25. 1073. 62(0. 610. 6 036. 6110(25. 1073. 625. 107 2(64. 107 22. 10606. 109(21(2122. 1063. 66. 6719. 21143(06. 1093. 66136. 6110719. 21144075. 2123(136. 611040155. 230min2max 21min 1max 112min 2min min 1min 12max 2max max 1max 1min 1min min min max 1max max max <=-⨯=>=-⨯===+=+==⨯-=∆-==⨯-=∆-==⨯+⨯=+=∆=⨯+⨯=+=∆U U U U U U kVU U U U U kV U U U U U kVU X Q R P U kV U X Q R P U t t t t N t t N t t T t t T t t 分的分接头取分分分9、解:2(57. 425. 1025. 1025. 1015. 101505. 10 2(25. 101125. 10725. 1072(62. 112115. 105. 1072(5. 107120150830101202(25. 10112015012301512022'max 2max 2max212min 2'min 21min 1min 11'min 21max 1max 11' max 2分分的分接头,那么取分分分 =⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=====⨯===⨯+⨯-=+-==⨯+⨯-=+-=k k U U XU Q k U kV U U U U kV U X Q R P U U kV U X Q R P U U c c C t N t 10、解:(((((((((((((((((((((2(49ˆ42ˆ91ˆ23ˆ26ˆ65ˆ1(050ˆˆ222ˆˆ222ˆ2 1(050ˆˆ226ˆ290ˆˆ2 1(022ˆˆ266ˆ290ˆˆ2ˆˆˆ2(50ˆˆ42ˆˆ22ˆ26ˆ66ˆ90ˆˆ50ˆ42ˆ22ˆ26ˆ66ˆ90ˆ 3(ˆˆˆˆˆˆˆˆˆ651432434244433323422322 432243242242322232262524232221436542321分 , , 代入数学模型得:, , 解以上三式得:分分分求偏导,得:、、上式分别对分分由系统结构可以得到:=======-++----=∂∂=-++-+-+=∂∂=--+-+-+=∂∂-++--+-+-+-+-+=-+-+-+-+-+-=⎪⎩⎪⎨⎧+=+=+=P P P PP P P P P P P P J P P P P P P J P P P P P P J P P P P P P P P P P P PP P P P P P J P P P P P P P P P。