自动装置习题及答案(12电力)

励磁系统1.何谓励磁系统？答：供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。

它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。

2.同步发电机自动调节励磁系统的主要任务是什么？答：（1）系统正常运行条件下，维持发电机端或系统某点电压在给定水平；（2）实现并联运行发电机组无功功率的合理分配；（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）对水轮发电机组在必要时强行减磁。

3.对同步发电机的自动调节励磁系统的基本要求是什么？答：励磁系统应具有足够的调节容量、励磁顶值电压、电压上升速度、强励持续时间、电压调节精度与电压调节范围，应在工作范围内无失灵区，应有快速动作的灭磁性能。

4.同步发电机励磁系统类型有哪些？其励磁方式有哪两种？答：同步发电机励磁系统类型有：直流励磁机系统、交流励磁机系统和发电机自并励系统。

励磁方式分为自励方式和他励方式两种。

5.简述自动励磁调节器的工作原理。

答：自动励磁调节器的工作原理如下：根据发电机电压G U 变化，把测得的发电机端电压经调差、测量比较环节与基准电压进行比较，得到正比于发电机电压变化量的de U ，经综合放大环节得到SM U ，SM U 作用于移相触发环节，控制晶闸管控制极上触发脉冲α的变化，从而调节可控输出的励磁电流，使发电机端电压保持正常值。

当G U 上升时，α增大，励磁电流减少，使G U 下降到正常值。

反之，G U 下降，α减小，励磁增大使G U 上升到正常值。

6.什么叫强励？什么叫继电强行励磁？答：强励是指发电机电压出现大幅度下降时，把发电机转子的励磁电流迅速增大到最大允许值。

把发电机励磁回路中的磁场调节电阻R C 两端用继电器接点短接，使发电机励磁电流增大，对发电机实行强励的方法称为继电强行励磁。

自动调频1.电力系统自动调频的任务是什么？对调频系统有哪些要求？答：电力系统自动调频的任务主要是对系统的频率进行监视，及时调整发电机的出力，使系统的有功功率达到新的平衡，保证系统频率在规定范围内。

此外，在满足频率质量的前提下，还要考虑如何使发电成本最小，即按经济原则在电厂和机组间分配有功负荷，以达到电力系统的经济运行。

调频系统应有足够的调整容量、调整精度和调整速度。

2.电力系统为什么分一次调频和二次调频？有什么区别？答：电力系统稳态运行时的频率调整可以通过频率的一次调频和二次调频实现。

当系统负荷发生保护时，系统中各发电机均按自身的静态调节特性，不分先后同时通过各自的调速器系统进行调节，即一次调频。

当负荷变动较大时，一次调频结束时的系统稳态频率可能偏离额定较大。

如要使频率回到额定值附近，必须移动静态调节特性，即改变调速系统的给定值，即通过二次调频来实现。

一次调频是通过调速器调节系统来实现，其调节结果是发电机组的功率——频率特性曲线不变，调整结束时系统的额定频率值偏差较大，属于有差调节；二次调频通过调频器调节系统来实现，其调节结果是发电机组的功率——频率特性曲线平移，调整结束时系统的额定频率值偏差很小或趋于零，可实现无差调节。

3.何谓电力系统负荷的静态频率特性？答：当频率变化时，系统负荷消耗的有功功率也将随着改变。

这种有功负荷随频率而变化的特性称为负荷的静态频率特性。

4.何谓负荷频率的调节效应？答：当系统中有功功率失去平衡而引起频率变化时，系统负荷也参与对频率的调节，有助于系统中有功功率在新的频率值下重新获得平衡，这种现象称为负荷的频率调节效应。

AFL1． 试说明电力系统低频运行的危害性。

答：1）电厂用电设备生产率下载，导致出力减少；2）发电机电势随频率降低而减小，使无功功率也减少，有可能在频率崩溃的同时出现电压崩溃； 3）汽轮机叶片的振动变大，轻则影响使用寿命，重则产生裂纹；4）影响某些测量仪表的准确性和某些继电保护装置动作的准确性；5）影响系统的经济性。

2． 电力系统装设自动按频率减负荷装置的作用是什么？答：电力系统装设自动按频率减负荷装置的作用是限制系统频率的下降。

当电力系统出现较大的功率缺额，频率急剧下降时，动用备用容量往往来不及有效地制止频率的下降，须在电力系统中设置自动按频率减负荷装置，按频率下降的程度自动切除部分负荷，以阻止频率的下降。

3． 简述自动按频率减负荷装置的工作原理。

答：首先确定系统事故情况下的最大可能功率缺额，以及接入自动按频率减负荷装置的相应的功率值。

然后将该总功率按负荷重要程度的不同进行分级。

当电力系统发生事故时，自动按频率减负荷装置按照不同的频率整定值动作，分级按顺序地切除负荷，直到频率回升到恢复频率的允许值范围内。

4． 某电力系统总负荷12500=⋅N L P MW ，出现功率缺额2500max .=V P MW ，负荷调节效应系数5.1=*L K 。

求下列情况下的结果：(1)如果不采取任何措施，求系统的稳定频率？(2)如果希望系统的稳定频率为48.5HZ ，求应切除多少负荷？解：（1）*.250050 6.6671.512500L N L L N P f f K P ∆∆==⨯≈⨯⨯ （Hz ） 系统的稳定频率为：50 6.66743.333f ∞=-= （Hz ）（2）*5048.50.0350f -∆== .max *.*.max **2500 1.5125000.032028.811 1.50.03V L L N s L P K P f P K f -∆-⨯⨯∆==≈-∆-⨯ （MW ） 接入自动按频率减负荷装置功率总数为2028.8MW 。

答：如果不采取任何措施，系统的稳定频率约为43.3Hz ；如果希望系统的稳定频率为48.5HZ ，应切除的负荷为2028.8MW 。

AAT1、AAT装置有何用途？答：备用电源和设备自动投入装置的作用是在当工作电源因故障被断开后，能自动、迅速地将备用电源或设备投入工作或将用户切换到备用电源上，使负荷不至于停电的一种自动装置，保证用户供电的可靠性和电力系统安全运行。

2、对AAT装置有哪些基本要求？答：AAT装置应满足以下基本要求：(1) 保证工作电源或设备断开后，备用电源或设备才能投入；(2) 工作母线突然失压时AAT应能动作；(3) AAT装置应保证只动作一次；(4) 发电厂用AAT装置运行方式应灵活；(5) 应校验AAT动作时备用电源过负荷情况；(6) 备用电源投于故障时应使其保护加速动作；(7) AAT装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。

3、简述明备用和暗备用的含义。

答：明备用方式是指备用电源在正常情况下不运行，处于停电备用状态，只有在工作电源发生故障时才投入运行的备用方式。

暗备用方式是指两个电源平时都作为工作电源各带一部分自用负荷且均保留有一定的备用容量，当一个电源发生故障时，另一个电源承担全部负荷的运行方式。

4、指出图1-1中AAT装置典型一次接线属哪种备用方式，故障时如何将备用电源投入？答：图1-1中（a）、(b)、(d) 一次接线属明备用方式，（c）、(e)、(f) 一次接线属暗备用方式。

故障时的动作过程如下：（1）图1-1（a）中，T1为工作变压器，T0为备用变压器，1QF-4QF为断路器。

正常情况下，断路器1QF、2QF闭合，T1投入运行；3QF、4QF断开，T0不投入运行，工作母线由T1供电。

故障情况时，如T1发生故障，T1的继电保护动作，使1QF、2QF断开，然后AAT 装置动作将3QF、4QF迅速闭合，使工作母线的用户由备用变压器T0重新恢复供电。

（2）图1-1（b）中，T1、T2为工作变压器，T0为备用变压器，1QF-7QF为断路器。

正常情况下，断路器1QF、2QF闭合，T1投入运行；6QF、7QF闭合，T2投入运行；3QF、4QF、5QF断开，T0不投入运行。

母线Ⅰ由T1供电，母线Ⅱ由T2供电。

故障情况时，如T1发生故障，T1的继电保护动作，使1QF、2QF断开，然后AAT 装置动作将3QF、4QF迅速闭合，使母线Ⅰ的用户由备用变压器T0重新恢复供电。

如T2发生故障，T2的继电保护动作，使6QF、7QF断开，然后AAT装置动作将3QF、5QF迅速闭合，使母线Ⅱ的用户由备用变压器T0重新恢复供电。

（3）图（d）中，工作母线和备用母线每组有两个断路器。

正常情况下，备用母线上的所有都断路器断开，由工作母线及工作母线断路器进行供电。

故障情况时，对应故障工作母线的断路器断开，对应的备用母线的断路器闭合，使故障线路恢复供电。

（4）图（c）中，T1、T2为工作变压器（互为备用变压器），1QF-5QF为断路器。

其中3QF 为分段断路器。

正常情况下，断路器1QF、2QF闭合，T1投入运行；4QF、5QF闭合，T2投入运行；3QF断开。

母线Ⅰ由T1供电，母线Ⅱ由T2供电（与图b相似）。

故障情况时，如T1发生故障，T1的继电保护动作，使1QF、2QF断开，然后AAT装置动作将3QF迅速闭合，使母线Ⅰ的用户由T2供电。

（T2发生故障的动作过程类似）（5）图（e）中，正常情况下，1QF、2QF、4QF、5QF闭合，分段断路器3QF断开，母线Ⅰ、母线Ⅱ分别由L-1和L-2供电。

故障情况时，如L-1发生故障，继电保护动作将1QF、2QF 断开，AAT将3QF迅速闭合，母线Ⅰ的用户由L-2恢复供电。

（6）图（f）中的接线主要应用在中小容量发电厂和变电所，高压则为内桥接线（3QF为桥接断路器），正常情况下两条线路和两台变压器同时运行，1QF、2QF闭合，3QF断开。

故障情况时，1QF或2QF断开，3QF内桥断路器自动投入。

5、AAT装置有哪两部分组成？各有什么作用？答：AAT装置由低压起动和自动合闸两部分组成。

低压起动部分的作用是：当母线因各种原因失去电压时，断开工作电源。

自动合闸部分的作用是：在工作电源断路器断开后，将备用电源断路器投入。

ARE1. 什么是自动重合闸？输电线路装置自动重合闸的作用是什么？答：当断路器由继电保护动作或其它非人工操作而跳闸后，能够自动的将断路器重新合闸的自动装置称为自动重合闸。

输电线路装置自动重合闸的作用：（1）提高供电的可靠性，减少线路停电的次数；（2）提高电力系统并列运行的稳定性，提高输电线路的传输容量；（3）纠正断路器误动；（4）与继电保护相配合，可加速切除故障。

2. 试述自动重合闸应满足的基本要求。

答：自动重合闸应满足的基本要求如下：（1）采用控制开关位置与断路器位置不对应方式起动。

（2）手动跳闸或通过遥控装置跳闸，或手动合闸于故障线路时，继电保护把断路器断开后，重合闸不应动作。

（3）重合闸的动作次数应符合预先的规定。

（4）重合闸动作后能自动复归，准备好再次动作。

（5）能与继电保护动作配合，加速保护动作（前加速或后加速保护）。

（6）当断路器处于不正常状态而不允许实现重合闸时，应将自动重合闸装置闭锁。