电力系统自动化复习大纲(1)

电力系统自动化复习大纲
第一章发电机的自动并列
1、发电机的并列方式一般分为哪两种，常用的是哪一种，各自的
并列步骤是怎么样的（励磁开关和断路器的顺序）？
答：自同期并列，准同期并列；常用的是准同期并列；准步骤：先并入励磁开关，调节发电机组动态参数使其符合并列条件；自步骤：先和上断路器再加励磁电流。

2、准同期并列的理想条件？（幅值，频率，相角差，）如果三个
条件任一一个不满足，分别会造成什么后果？
答：条件：频率相等，电压幅值相等，相角差为零。

幅值不相等：产生无功冲击电流，会对发电机绕组产生影响；频率不相等：会产生滑差，使并列时的冲击变大；相角差不为零：产生有功冲击电流，使机组连轴受到突然冲击，对机组和电网都不利。

3、什么叫滑差？什么叫做滑差周期？什么叫做脉动电压？如何
从脉动电压的波形上检测准同期并列的条件？自动准同期装置分为哪三个控制单元，掌握自动准同期并列的例题例1-1
答：滑差：两电压相量同方向旋转，一快一慢，两者间电角频率值差；自动准同期装置单元：频率差控制单元，电压差控制单元，合闸信号控制单元。

4什么叫做线性整步电压其波形图是怎么样的由哪三部分组成？答：线性整步电压指其幅值在一周期内与角差分段按比例变化的电压；波形图呈三角形波形由整形电路，相敏电路，滤波电路
第二章同步发电机励磁自动控制系统
1、同步发电机的励磁系统一般有哪两部分组成？其任务有哪五点？什么情况下需要强行灭磁？
答：有励磁功率单元和励磁调节器组成。

任务：电压控制，控制无功功率的分配。

提高同步发电机并联运行的稳定性，改善电力系统的运行条件，水轮发电机组要求实现强行减磁。

当水轮发电机组发生故障突然跳闸时。

2、同步发电机励磁系统有哪几种常见的励磁系统，现代大型发电机常用的是哪两种，其中静止励磁系统又叫什么系统？其有什么特点？答：常见(直流励磁机励磁系统，交流励磁机励磁系统；）自励直流励磁机，无刷励磁系统；静止励磁系统又叫发电机自并励系统；特点：发电机的励磁电源不用励磁机，而由机端励磁变压器经整流装置供给，采用大功率晶闸管元件，没有转动部分。

3、什么情况下需要给转子磁场进行强励？为什么要强励？衡量转子磁场强励的两个十分重要的指标有哪两个？他们分别的含义？
答：事故情况下，系统母线电压极度降低，说明电力系统无功功率的缺额很大，为了是系统迅速恢复正常，就要有关的发电机转子磁场能迅速增强，达到尽可能高的值，弥补系统无功功率的缺额。

2个重要的指标：转子励磁电压的最大值，磁场建立的速度。

4、什么情况下需要对发电机转子磁场进行强行灭磁，常见的灭磁方法有哪两种？
答：由于内部故障等需要强迫发电机立即退出工作，在断开发电机断
路器的同时，必须使转子励磁尽快消失，防止因励磁产生的过电压。

常见的：理财绕组对恒定电阻放点灭磁，交流励磁机系统的逆变灭磁。

5、励磁调节器由哪三个单元组成？每个单元的输入输出信号是什么？其中多种辅助控制信号是设置在哪一个单元？包含哪些辅助控制信号？正竟比和负竟比电路是设置在哪一个单元，分别有哪些信号？答：测量比较单元，综合放大单元，移相触发单元组成，多种辅助控制信号设在综合放大单元，包含：最大，最小励磁限制信号；励磁系统稳定信号，电力系统稳定器信号；设在综合放大单元；正竟比：测量比较电路输出信号Ude，低励磁限制信号Ume，负竟比：最大励磁限制信号Umx，瞬时过电流限制信号Uic；电压/频率限制器信号。

6、发电机在实际运行中，其调差系数一般采用（正调差or负调差or无差调节）
答：正差调节系数。

7、在发电机的励磁控制系统中，通常采用什么环节来提高系统的稳定性？这种并联校正的微分负反馈网络即为（）？
答：采用电压速率反馈环节来提高，即为励磁系统稳定器。

8、电力系统的稳定又分为哪两种稳定？什么叫电力系统稳定器（PSS）?答：暂态稳定，动态稳定。

PSS:一个可能引起负阻尼的励磁调节器，在期中注入某些附加控制信号，便可提供正的阻尼，平息振荡，能提供各种控制信号的装置。

第三章电力系统频率及有功功率的自动调节
1、电力系统频率的自动控制系统由哪两部分组成？分别安装部
位？什么叫AGC?其属于频率的几次调节？什么叫做EDC？其属于频率的几次调节？分别起什么作用？这两部分配合起来起到什么作用？
答：由就地控制和中心控制组成；就地控制安装在汽轮发电机上，中心控制在调速中心；AGC：自动发电控制，属于2次调节,使发电机能按设定完成配电要求;EDC：经济负荷分配，属于3次调节，使运行成本最小；合起来控制电力系统的频率，保证各发电机的有功输出功率符合经济负荷分配要求。

2、电力系统的负荷波动分为哪三部分，由这三部分波动引起的频
率偏移分别由什么来调频？
答：第一种：利用发电机组上装设的调速器来控制和调整原动机的输入功率，第二种：仅靠调速器不够需调频器AGC的允许，同期在10S-3min，第三种：用经济分配原则，可通过负荷预测。

3、什么叫做负荷的频率静态特性？什么叫做发电机组的调差系
数？什么又叫做发电机组的单位调节功率？
答：负荷的频率静态特性：有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率。

调差系数：从空载到满载调速系统一般在5%-6%的调差系数；单位调功功率：调差系数的倒数。

4、什么叫做发电机的调节特性的失灵区？其对频率调整起到什
么影响呢？
答：失灵区：由于测量元件的不灵敏性，对微小的转速变化不能反应。

5、掌握电力系统的频率特性中例题例3-1
6、什么叫做电力系统的调频？调频的目的是什么？有哪四种调
频的方法，常用的又有哪几种？各自的调频方程式又是怎么样的？
答：调频：改变发电机功率的设定值；目的：调整系统频率为额定值，以及保持联络成功率为计划值；方法：有差调频法，主导发电机法，积差调频法，改进积差调频法，分区调频法。

常用的：积差调频法；
7、什么叫做等微增率原则？
答：运行发电机的按微增率相等的原则来分配负荷，这样可以使系统总的消耗小。

8、什么叫做AGC？既要能够写出英文全称也要写出中文全称？
他的基本任务和目标是什么？
答：自动发电控制（Automatic Generation Control）任务：1使全系统的发电机输出功率和总负荷功率相匹配，2将电力系统的频率偏差调整到零，保持系统频率为额定值，3控制区域间联络线的交换功率与计划值相等，以实现各个区域内有功功率和负荷功率的平衡4在区域网内各发电厂时间进行负荷的经济分配。

9、衡量电能质量的两个重要指标什么？当系统无功不足时，系统
电压会怎么样？当系统有功不足时？系统频率会怎样？什么叫做UFLS？UFLS的各轮动作频率选择多少？
答：UFLS：频率自动减负荷
第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术
1、电力系统中常见的五种无功功率电源？电力系统常见的四种
调压措施？
答：1同步发电机，2同步调相机及同步电动机，3并联电容器，4静止无功功率补偿器，5高压输电线路的充电功率。

调压措施：1发电机控制调压，2控制变压器变比例压，3利用无功功率补偿设备调压，4利用串联电容器控制电压。

第五章电力系统调度自动化
1、电力系统调度的主要任务有哪四个？我国电力系统按照结构
和分布上的特点，一直盛行分级调度的制度，一般分为几级？各自管辖区域的电压等级是多少？
答：主要任务：保持供电的质量优良，保证系统运行的经济性，保持较高的安全水平，提供强有力的事故处理措施。

一般分为三级，220KV 以上的网络及与有关主要的发电厂由中心调度管辖，220KV以下的网络及有关发电厂由省级调度管辖，城市用电归地区供电局管辖。

2、什么叫做EMS（中英文全称），EMS包含哪两部分？什么又叫
做SCADA系统（中英文全称）？SCADA系统的任务有哪些？答：EMS：具有两种功能的电力系统调度自动化系统，包含：与所属电厂及省级调度等进行测量渎值，状态信息及控制信号的远距离的高可靠性的双向变换简称电力系统监控系统SCADA，本身具有协调功
能
3、SCADA/EMS系统包含哪些子系统？
答：支撑平台子系统，SCADA子系统，AGC/EDC子系统，高级应用软件PAS子系统，调度员仿真培训系统DTS，调度管理信息系统。

4、什么叫做RTU(中英文全称)？它的任务包含哪些？
答：RTU：运动终端，是电网调度自动化系统基本设备，安装于各变电所或发电厂。

任务：数据采集，数据通信，执行命令，其他功能。

5、数字信号的调制方法分为哪三种？
答：数字调幅，数字调频，数字调相。

6、用于电力系统通信网中常见的规约有哪两种？各自的含义？
常见的通信信道有哪三种
答：常见：循环式规约，问答式规约。

通信信道：电力载波通信，光纤通信，微波中继通信与卫星通信。

7、值班前置主机的主要任务有哪四个？
答：任务：与系统服务器及SCADA工作站通信，与各RTU通信及通信规约处理，控制切板星的切换动作，设置各终端服务器的参数。

8、AGC的基本功能有哪五个？
答：1使发电机自动跟踪电力系统负荷变化，2响应负荷和发电的随机变化，维持电力系统频率为额定值，3在各区域间分配系统发电功率，维持区间净交换功率为计划值，4对同期性的负荷变化按发电计划调整发电功率，5监视和调整备用容量，满足电力系统安全要求。

第六章配电管理系统（DMS）
1、什么叫做DMS（中英文全称）？其与EMS的区别和差异有哪
些点？配电SCADA系统有哪些特点？
2、什么叫做FA（中英文全称）？馈线自动化方案可分为哪两种
类型，其中前一种是依靠馈线上安装的什么和什么自身功能来消除瞬时性故障和隔离永久性故障的？
答：FA：馈线自动化（Feeder Automation）。

分为：就地控制与远程控制；就地控制依靠安装的重合器和分段器，
3、什么叫重合器？什么叫分段器？重合器和分段器有哪些区
别？
答：重合器：能够检测故障电流，在给定时间内断开故障电流并能进行给定故障重合的一种具有自具能力的控制开关；分段器：是提高配电网自动化程度和可靠性的重要设备。

分段器必须与电源侧前级主保护开关配合，在无压的情况下自动合闸。

4、远程自动抄表计费系统由哪几部分组成？
答：由具有自动抄表功能的电能表，抄表集中器，抄表交换机和中央信息处理机组成。

5、变电所综合自动化的基本功能（或子系统组成）有哪些？变电
所的结构形式有哪四种，其中分散与集中相结合式有什么特点？答：基本功能：监控子系统，微机保护子系统，电压，无功综合控制子系统，低频减负荷及备用电源自控制子系统，通信子系统。

结构
形式：集中式，分布集中式，分散与集中相结合式，全分散式。

第一章作业：
1、同步发电机并网（列）方式有几种？有何区别？
答：同步发电机并网方式有两种，分别为准同期并列方式及其自同期并列方式
其中准同期并列方式的过程为：发电机组G 已经加上了励磁电流，使其端电压为,调节待并发电机组的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入的操作叫做准同期并列
自同期并列方式的过程为：将一台未加励磁电流的发电机升速到接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值时，且机组的加速度小
于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器QF ，接着立刻合上励磁开关KE ，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行
2、同步发电机准同期并列的理想条件是什么？
答：（1）或者，即频率相等
（2）,即电压幅值相等
（3），即相角差为0
3、线性整步电压形成电路由哪几部分组成
答：整形电路：将的正弦波转换为与其频率和相位相同的
一系列方波，方波的幅值与幅值无关 相敏电路：在两个输入信号的电平相同的时候输出高电平为1，两者不同时输出为低电平0.
G U G U s ωG X f f =G X ωω=G X U U =0e δ=G X U U G
X U U
滤波电路：由低通滤波器和射极跟随器组成
第二章作业：
1、同步发电机励磁自动调节的作用是什么？
答：（1）控制电压（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现强行减磁
2、同步发电机的励磁系统有哪几种？各有何特点？
答：
1、直流励磁系统
（1）自励直流励磁机励磁系统：其中发电机转子绕组由专门的直流励磁机供电，调整励磁机磁场电阻，可改变励磁机励磁电流，从而达到人工调整发电机转子电流的目的
（2）他励直流励磁及励磁系统：其励磁绕组由副励磁机供电，副励磁机与励磁机都与发电机同轴
2、交流励磁机励磁系统
（1）他励交流励磁机励磁系统：其主副励磁机的频率都大于50Hz （2）无刷励磁系统：其励磁机电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一根轴上旋转，所以它们不需要任何滑环与电刷等接
触元件
3、静止励磁系统（发电机自并励系统）：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，由于励磁电源是发电机本身提供，故又称为发电机自并励系统
3、强励的基本作用是什么？衡量强励性能的指标是什么？
答：当系统电压大大降低，发电机的励磁电源会自动迅速增加励磁电流，这种作用叫做强励磁，主要有以下几个方面的作用
（1）增加电力系统的稳定性
（2）在短路切除后，能够使电压迅速恢复
（3）提高带时限的过流保护动作的可靠性
（4）改善系统故障时电动机的自启动条件
衡量强励性能的指标为强励磁值和响应比。

4、何谓灭磁？简述常见的灭磁方法？
答：当转子磁场已经建立起来后，如果由于某种原因（如发电机绕组内部故障时）需强迫发电机立即退出工作时，在断开发电机断路器的同时，必须使转子磁场尽快消失，否则发电机会因过励磁而产生过电压，或者会使定子绕组内部的故障继续扩大，所谓灭磁就是将发电机转子励磁绕组的磁场尽快地减弱到最小程度
常见的灭磁方法：（1）将转子励磁绕组自动接到放电电阻灭磁的方法（2）交流励磁机系统的逆变灭磁
第三章作业题
1、频率和有功功率调节的主要任务是什么
答：维持系统频率在额定值范围内，各发电机的有功输出功率符合经济负荷分配要求的同时，保持互联系统联络线功率为计划值
2、电力系统频率一次调节和二次调节有何区别？
答：由电力系统负荷随机分量波动引起的频率偏移，一般利用发电机组上装设的调速器来控制和调整原动机的输出功率，以维持系统的频率水平，这称为频率的一次调整
由电力系统负荷脉动分量引起的频率波动，仅仅靠调速器的控制作用往往不能讲频率偏移限制在允许范围之内，这时必须由调频器参与控制和调整，属于AGC 的任务之一，这种调整叫做频率的二次调整
3、调速器的失灵区对频率调整有何影响
答：理想的机组调节特性为一条直线，但是实际上，由于测量元件的不灵敏性，对微小的转速变化不能反应，特别是机械式的调速器尤为明显，这就使得调速器具有一定的失灵区，因而调节特性是一条具有一定宽度的带子。

4、何谓等微增率原则？为什么根据该准则能使电力系统运行最经济？
答：（1）运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷，这样使得系统总的燃料消耗为最小，从而是最经济
微增率：燃料成本曲线上某一点切线的斜率称为燃料成本微增率。

（2）课本86页二、不考虑网损时负荷的经济分配的证明
5、在某电力系统中，与频率无关的负荷占28%，与频率一次方成正比的负荷占41%，与频率二次方成正比的负荷占11%，与频率三次方成正比例的负荷占20%，当频率由50HZ 下降到48HZ ，系统的为多少？
*L K
答：可知 可知负荷的标幺值为
故，
所以
第四章作业
1、电力系统常用的无功功率电源有哪些，各有何特点？
答：（1）同步发电机：同步发电机目前是电力系统中唯一的有功功率电源，它又是基本的无功功率电源
（2）同步调相机及同步电动机：同步调相机是特殊运行状态下的同步电动机，可视为不带有有功负荷的同步发电机或者是不带机械负荷的同步电动机，在过激运行时，它向电力系统提供感性无功功率；欠激运行时，从电力系统中吸收感性无功功率。

（3） 并联电容器：并联电容器从电力系统中吸收容性无功功率，也
就是说可以向电力系统提供感性无功功率，因此可视为无功功率电源
（4） 静止补偿器（SVC ）：SVC 能快速、平滑地调节无功功率的大小
和方向，以满足动态无功功率补偿要求，尤其对冲击性负荷适应性较好
（5） 高压输电线路的充电功率：高压输电线路，特别是分裂导线，
其充电功率相当可观，是电力系统所固有的无功功率电源 *480.9650
f ==223*01*2**0.280.41*0.960.11*0.960.2*0.960.95n L n P a a f a f a f =++++=+++= **110.950.05L L P P ∆=-=-=**10.04f f ∆=-=***
1.25L L P K f ∆==∆
2、电力系统常用的电压调节的措施有哪些？请分别说明他们的特点 答：（1）控制和调节发电机励磁电流，以改变发电机端电压:控制同步发电机的励磁电流就可以改变发电机的机端电压
(2)控制变压器变比调压：一般电力变压器都有可以控制调整的分接头，调整分接头的位置可以控制变压器的变比，通常分解抽头设在高压绕组（双绕组变压器）或中高压侧绕组（三绕组变压器）
（3）利用无功功率补偿设备：合理的配备无功功率补偿设备（电容器组、同步调相机）以改变电力网络中的无功功率分布，减少网络中的有功功率损耗和电压损耗，从而改善用户负荷的电压质量
（4）利用串联电容器控制电压：在输电线路上串联接入电容器，利用电容器上的容抗补偿输电线路中的感抗，使得电压损耗减少，提高输电线路末端电压
第五章作业
1、电力系统调度的主要任务是什么？
答：（1）保证供电的质量优良（2）保证系统运行的经济性（3）保证较高的安全水平——选用具有足够的承受事故冲击能力的运行方式
（4）保证强有力的事故处理措施
2、电力系统通信规约分为哪两类？有何特点
答：为了保证通信双方能正确、有效、可靠地进行数据传输，在通信的发送和接受的过程中有一系列的规定，以约束双方进行正确、协调的工作，我们将这些规定称为数据传输控制规程，简称通信规约，电G U
力系统一般有循环式通信规约（CDT）和问答式通信规约（Pollig）。

3、能量管理系统中RTU的基本任务是什么？
答：（1）数据采集（2）数据通信（3）执行命令（4）其他功能：显示、打印功能；越限告警，事件顺序记录功能、自诊断功能
4、值班前置主机的主要任务是什么？
答：（1）与系统服务器及SCADA工作站通信
（2）与各RTU通信及通信规约的处理
（3）控制切换装置的切换工作
（4）设置各终端服务器的参数
5、基带数字信号的调制方式有哪些？
答：（1）数字调幅（2）数字调频（3）数字调相
6、AGC的基本功能有哪些？
答：自动发电控制（AGC）就是通过监视电厂输出功率和系统负荷之间的差异，来控制调频机组的出力，以满足不断变化的用户电力需要，达到电能的发供平衡，并且能使整个系统处于经济的运行状态，在正常系统运行状态下，AGC的基本功能如下：
（1）使发电自动跟踪电力系统负荷变化
（2）响应负荷和发电的随机变化，维持电力系统频率为额定值（50HZ）
（3）在各区域间分配系统发电功率，维持区域间净交换功率为计划值
（4）对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率
（5）监视和调整备用容量，满足电力系统安全要求
第六章
1、输电网与配电网有哪些区别
答：（1）配电网络多为辐射形或少环网，输电网络为多环网
（2）配电设备（如分段器、重合开关和电容器等）沿线分散配置，输电设备多集中在变电所
（3）配电系统远程终端数量大，每个远程终端采集量少，但总的采集量大，输电系统相反
（4）配电系统中的许多野外设备需要人工进行操作，而输电设备多为远程操作
（5）配电系统的非预想接线变化要多于输电系统，配电系统设备扩展频繁，检修工作量大
2、配电系统的SCADA有何特点
答：配电SCADA系统在DMS中的地位和作用于输电SCADA系统在输电网能量管理系统EMS中的地位和作用是等同的，相比于输电SCADA系统，配电SCADA系统要复杂得多，主要体现在以下几个方面
（1）配电SCADA系统的基本监控对象为变电所10kV出线开关以下配电网的环网开关、分段开关、开关站、公用配电变压器和电力用户
（2）配电网的操作频度和故障频度远比输电网要多，配电SCADA系统还要有故障隔离和自动恢复供电的能力，因此配电SCADA系
统要求比输电SCADA系统对数据实时性的要求要高
（3）配电SCADA系统对于数据实时性的要求以及为采集瞬时动态数据的需要，配电SCADA系统对远动通信规约具有特殊的要求（4）配电网为三相不平衡网络，而输电网为三相平衡网络，为考虑这个因素，配电网SCADA系统采集的信息数量和计算的复杂性
要大大增加，SCADA图形显示上也必须反映配电网三相不平衡
这一特点
（5）配电网直接面向用户，由于用户的增容、拆迁、改动等原因，使得配电SCADA系统的创建、维护和扩展的工作量非常巨大，因此配电SCADA系统对可维护性的要求也更高
（6）配电网管理系统DMS集成了管理信息系统MIS许多功能，对系统互联性的要求更高，配电SCADA系统必须具有更好的开放
性
3、远程抄表系统的组成部分有哪些
答：远程自动抄表系统主要具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、抄表交换器和中央信息处理机四个部分
4、重合器与分段器有哪些区别
答：（1）重合器含有灭弧装置，故重合器可以分断短路电流也可以关合短路电流，而分段开关不含有灭弧装置，其可以开断负荷电流、关合短路电流、但不能开断短路电流，因此不能单独作为主保护开关使用，必须与电源侧前级主保护开关配合
（2）重合器本身具有故障电流检测和操作顺序与执行的能力，可以。