《电力系统自动化》考试复习题及答案
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《电力系统自动化》课程考试复习内容-答案
整理:史跃鹏2011。7.17
2011学年第二学期
说明:电气工程专业课为:《电力电子技术》《自动控制技术》《电力系统分析》,要求平均分大于75分才能获得学位。1.请简述电力系统的主要特点和运行的基本要求。
参考书:第1章“电力系统特点和基本要求”
答:特点:
1、与国民经济、人民日常生活联系紧密.
2、系统结构庞大复杂
3、各种暂态过程非常短促
4、电能不能大量储存
基本要求:
1、保证供电的可靠性
2、保证良好的电能质量
3、保证系统运行的经济性。
2.请简述电力系统自动化的主要研究内容。
参考书:第1章“电力系统自动化主要内容”
答:1、电力系统调度自动化
2、电厂动力机械自动化
3、变电站自动化
4、电力系统自动装置
3.准同期并列的三要素是什么?
参考书:第2章第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列的理想条件”
答:
1.并列开关两侧的电压相等,
2。并列开关两侧电源的频率相同,
3.并列开关两侧电压的相位角相同。
4.并列操作瞬间如果存在相位差,请分析准同期并列操作对系统的影响.
参考书:第2章 第1节“二、准同期并列"中的“同期并列误差对并列的影响”的“合闸相角差对并列的影响"
答:出现因相位不等的电压差,相位差180度时,电压差最大,冲击电流可以达到额定电流的20倍,可能损坏定子绕组端部,相位差在0-180度之间时,冲剂电流既有有功分量,也有无功分量,在发电机轴上产生冲击力矩。
5.并列操作瞬间如果存在频率差,请分析准同期并列操作对系统的影响.
参考书:第2章 第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列误差对并列的影响”的“合闸频率差对并列的影响”
答:因为频率不等产生电压差,这个电压差是变化的,变化值在0-2Um 之间.这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压.它产生的拍振电流也时大时小变化,有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时小变化,使发电机振动.频率差大时,无法拉入同步。
6.并列操作瞬间如果存在电压幅值差,请分析准同期并列操作对系统的影响。 参考书:第2章 第1节“二、准同期并列"中的“准同期并列误差对并列的影响”的“合闸电压幅值差对并列的影响”
答:合闸时产生冲击电流,为无功性质,对发电机定子绕组产生作用力。
7.已知发电机准同期并列允许压差为额定电压的5%,允许频差为额定频率的0.2%,当图1所示T s分别为9s 和11s 时,请分析正弦整步电压波形是否满足并列操作的压差和频差条件。
参考书:第2
章 第2节“一、脉动电压”
答案:当Ts=9s
时,压差条件满足,频差
条件不满足;
当Ts=11s 时,压差和频差条件均满足. 8.图2所示两种频差情况的U t.ad (恒定越前时间脉冲)与Uδ.ad (恒定越前相角脉冲)关系波形图,通过比较U t。a d与U δ。ad 顺序检查频差大小,请问哪种频差情况满足并列操作的要求,为什么?
U 图1 正弦整步电压波形
u (b) u t.ad 2π u δ
u u t.ad 2π
u δ图2 两种频差情况的U t.ad 与U δ.ad 关系波形图
(a)
u u
u δ(c)
参考书:第2章 第3节“一、整步电压;二.恒定越前时间信号形成;三。频率差检测"答案:图(a )所示,u δ.a d有效电平出现时间先于u t .a d,表示s sY ωω<,即实际频差小
于允许频差;图(b)所示,ut 。ad 有效电平出现时间先于uδ.ad ,表示s sY ωω>,即实
际频差大于频差设定值;图(c)所示,u δ.ad 有效电平出现时间等于u t.ad ,表示s sY ωω=
,即实际频差等于允许频差;显然图(a )、图(c)所示情况满足并列操作要求。
9.同步发电机励磁自动调节的主要作用有哪些?
参考书:第3章 第1节“一、同步发电机励磁控制系统的主要任务”
答:
1、 控制电压
2、 合理分配并联发电机间的无功功率
3、 提高电力系统的稳定性
4、 改善电力系统的运行条件(1、改善异步电动机的启动性能2、为发电机异步运行创造条件3、提高带时限继电保护动作的可靠性)
5、 水轮发电机组要求强行减磁
10。简述同步发电机自并励励磁系统结构及其工作原理和特点?画出其示意图.
参考书:第3章第3节“同步发电机励磁系统"中的“三、静止励磁系统”
答:工作原理:(如下图)发电机励磁功率取自发电机端,经过励磁变压器TV降压,可控硅整流器VS整流后供给发电机励磁。发电机励磁电流通过自动励磁调节器控制晶闸管的控制角进行控制。
特点:1、结构简单,可靠性高,造价低,维护量小。
2、没有励磁机,缩短了机组主轴的长度,可减少电厂土建造价.
3、直接用可控硅控制转子电压,可获得很快的励磁电压响应速度,可以近似地认为具有阶跃函数那样的响应速度。
示意图:
11.简述同步发电机他励交流励磁系统结构及其工作原理和特点?画出其示意图。
参考书:第3章第3节“同步发电机励磁系统”中的“二、交流励磁机励磁系统”
答:工作原理:交流主励磁机与交流副励磁机与发电机同轴转动。交流副励磁机配有一个自励恒压调节器维持其端电压为恒定值。副励磁机输出的交流电经过可控硅整流变成直流给主励磁机励磁。主励磁机输出的交流电经过不可控硅整流器变成直流,供给发电机作为励磁电流。
特点:1、取消了直流励磁机,不存在换向问题,而交流励磁机的容量可以做的很大,所以容量不受限制
2、交流主励和副励与发电机同轴,自成体系,励磁系统不受电网的干扰,可
靠性高
3、由于晶闸管的控制角变化很快,励磁电流可以很快变化,所以为快速励磁系统。
4、交流励磁机的时间常数大,控制环节多,增加了励磁系统的时间常数。为解决此问题,励磁机转子采用叠片式结构,也使得输出的直流波纹减小。
5、有转子滑环和碳刷.
6、加长了主机轴长度.
12。同步发电机自动励磁调节器由哪几个单元电路构成?各单元的主要功能要求