电力系统自动化习题及答案

第一章发电机的自动并列习题

1、同步发电机并网（列）方式有几种？在操作程序上有何区别？并网效果上有何特点？

分类:准同期,自同期

程序：准：在待并发电机加励磁，调节其参数使之参数符合并网条件，并入电网。

自：不在待并电机加励磁，当转速接近同步转速，并列断路器合闸，之后加励磁，由系统拉入同步。

特点：准;冲击电流小，合闸后机组能迅速同步运行，对系统影响最小

自：速度快，控制操作简单，但冲击电流大，从系统吸收无功，导致系统电压短时下降。

2、同步发电机准同期并列的理想条件是什么？实际条件的允许差各是多少？

理想条件：实际条件（待并发电机与系统）

幅值相等：UG=UX 电压差Us不能超过额定电压的5%-10%

频率相等：ωG=ωX 频率差不超过额定的0.2%-0.5%

相角相等：δe=0（δG=δX）相位差接近，误差不大于5°

3、幅值和频率分别不满足准同期理想并列条件时对系统和发电机分别有何影响？

幅值差：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。

频率差：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。

4、何为正弦脉动电压？如何获得？包含合闸需要的哪些信息？如何从波形上获得？

5、何为线形整步电压？如何得到线形整步电压？线性整步电压的特点是什么？

6、线性整步电压形成电路由几部分组成？各部分的作用是什么？根据电网电压和发电机端电压波形绘制出各部分对应的波形图。

书上第13页，图1-12

组成：由整形电路，相敏电路，滤波电路组成

作用：整形电路：是将Ug和Ux的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列方波，其幅值与Ug和Ux无关。

相敏电路：是在两个输出信号电平相同时输出高电平，两者不同时输出低电平。

滤波电路：有低通滤波器和射极跟随器组成，为获得线性整步电压Us和&e的线性相关，采用滤波器使波形平滑

7、简述合闸条件的计算过程。

Step 1：计算Usmin，如果Usmin≤USy转Step 2；否则调整G来改变UG

Step 2：ωsy的计算

Step 3：如果ωs≤ωsy继续Step 4；否则调整G来改变ωG，ωs=ωG-ωX

Step 4：δe的计算：δe=tYJ?ωs

Step5：δe≤δey合闸；否则调整G来改变ωG，从而δe

8、简述同步发电机并列后由不同步到同步的过程（要求画图配合说明）。

书上第7页，图1-4

说明：1、如果发电机电压Ug超前电网电压Ux，发电机发出功率，则发电机将被制动减速，当Ug落后Ux，发电机吸收无功，则发电机加速。

2、当发电机刚并入时处于a电，为超前情况，Ws下降---到达b点，Wg=Wx，&e最

大，W下降，&e下降--处于原点，Ug=Ux----&e=0，Wg＜Wx--过原点后，

&e＜0，--Wg上升

总之。A-b-0-c，c-0-a，由于阻尼等因素影响，摆动幅度逐渐减小到同步角

9、准同期并列为什么要在δ=0之前提前发合闸脉冲？提前时间取决于什么？恒定越前时间并列装置的恒定越前时间如何设定？

10、恒定越前时间并列装置如何检测ωs<ωSY？

当|ta|＞|tyj|时，即恒定超前相角电平检测器失于恒定越前时间电平检测器动作时，才说明这是的Ws小于允许滑差的频率Wsy

11、恒定越前时间并列装置如何检测发电机电压与系统电压的超前滞后？

12、数字式自动准同期装置主要输入信号和输出信号有哪些？

输入信号：指发电机和母线电压互感器二次侧交流电压信号中提取交流电压幅值信号，频率测量信号

输出信号：发电机同步转速调节的增速、减速信号，调节发电机电压的升降压，降压信号，并列断路器合闸脉冲控制信号

第二章同步发电机励磁自动控制系统

1、同步发电机励磁自动调节的作用是什么？

（1）电力系统正常运行时，维持发电机或系统某点电压水平；

（2）在并列运行发电机之间，合理分配机组间的无功负荷；

（3）提高发电机静稳定极限。

（4）提高系统的动态稳定；

（5）限制发电机突然卸载时电压上升；

（6）发电机故障时，对发电机实行快速灭磁。

2、同步发电机的励磁系统有哪几种？各有何特点？

a：直流励磁机：结构简单，靠机械整流+换向，维护量大，造价高，励磁系统容量受限制

b：交流励磁系统：励磁系统容量不受限制，不受电网干扰，可靠性高，维护量小，绝缘寿命长；但无法对励磁回路直接进行测量，无法对整流元件工作进行检测，对整流元件可靠性要求高。

c：静止励磁系统：结构简单，可靠性高；不需要通州励磁机，缩短主轴长度，可获得很快的励磁电压响应速度

3、何谓静态稳定？何为暂态稳定？

静态稳定：指电力系统在正常运行状态下，经受微小扰动后恢复原运行状态的能力

暂态稳定：指电力系统在某一正常运行方式下突然遭受较大扰动后，能否过渡到一个新的稳定运行状态或恢复到原运行状态的能力

4、何谓强励？强励的基本作用是什么？衡量强励性能的指标有哪两方面？具体指标是什么？如何定义？

概念：当系统电压大大降低时，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。

作用：（1）作用：有利于电力系统的稳定运行；

有助于继电保护的正确动作；

有助于缩短短路故障切除后母线电压的恢复时间；

有助于电动机的自启动过程；

指标：强励倍数KHSE；励磁电压响应比