电力系统自动装置原理复习总结.doc

《电力系统自动装置》复习

填空题主要资料：

发电厂的分类一次能源的不同分为火电厂，水电厂，核电厂

电力系统口动装置的结构形式微型计算机系统，工业控制计算机系统，集散控制系统DCS和现场总线系统FCS,计算机网络系统

自动并列装置检测并列条件coG二cox （或fG二fx ）, UG二Ux, 5e= 0即（电压幅值相等，频率相等，相交差相等）

•准同期并列装置的三个主要控制单元频率差控制单元，电压差控制单元，合闸信号控制单元•准同期并列的方式（控制逻辑）恒定越前相角准同期并列和恒定与越前吋间准同期并列• 整步电压分类正弦型整步电压，线性整步电压

•发电机无功调节特性的三种类型调差系数大于0等于0小于0（正、负、无调差）

•同步发电机励磁系统的任务电压控制，控制无功分配，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（强行励磁），强行减磁励磁控制系统的构成同步发电机，励磁功率单元及励磁调节器

•为满足正常运行，发电机励磁功率单元必须满足-定的要求，对励磁单元的要求：1.要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量2.具有做够的励磁顶值电压和电压上升速度

•电力系统的负荷波动可分为哪三种分量？哪两种分量对电力系统的频率变化起主耍影响？随机分量，脉动分量，持续分量，出于屯力系统是个惯性系统，对频率的变化起主要影响的是脉动分量和持续分量

简答题主要资料：

电力系统自动控制划分①电力系统自动监视和控制（电网部分，EMS/DMS）②电厂动力机械自动控制（电厂动力部分）③电力系统电气设备自动装置（电力系统部分）

电力系统口动装置的结构形式微型计算机系统，工业控制计算机系统，集散控制系统DCS和现场总线系统FCS,计算机网络系统

发动机自动并列吋需要遵循的原则是什么？并列断路器合闸吋，冲击电流应尽可能小，其瞬吋最大值不超过允许值（1〜2倍的额定电流）；发电机组并入电网后，应能迅速（暂态过程要短）进入同步运行状态，以减小对系统的扰动。

♦简答同步发电机励磁系统的任务。

电压控制，控制无功分配，提高同步发屯机并联运行的稳定性，改善电力系统的运行条件（强行励磁），强行减磁励磁控制系统的构成同步发电机，励磁功率单元及励磁调节器简答自同期并列及其优缺点。

优点：快速、方便；控制简单；无需选择时机。缺点：冲击电流大；不能用于两个系统间并列操作。引起系统电压突降；应用受限。

同步发电机励磁系统中的励磁调节器的要求是什么？

1.系统正常运行吋，励磁调节器应能反映发电机电压高低以维持发电机电压在给定水平

2. 励磁调节器应能合理分配机组的无功功率；3•对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，要求励磁调节器没有失灵区；4•励磁调节器应能迅速反应系统故障，具备强行励磁等控制功能以提高暂态稳定和改善系统运行条件；5•具有较小的时间常数，能迅速响应输入信息的变化6.机组突然跳闸吋，能迅速灭磁7.能够长期可靠的工作

♦交直流电机的励磁系统原理图及其特点P53〜58

静止励磁系统有什么优点？其可能出现的顾虑是什么？

1取消了励磁机，由发电机端取得励磁能量2设备和接线简单，无转动部分，维护费用低，可靠性得到提高；3缩短了机组长度，降低了造价；4调节速度很快同步发电机自动准同期并列的理想条件是什么？实际条件是什么？

答：理想条件：频率相等，电压幅值相等，相角差为零。实际条件：①电压差不应超过额定电压的5%〜10%；②频率差不应超过额定频率的0.2%〜0.5%；③在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电压的相位差应接近零，误差不应大于5。o

同步发电机自动准同期并列时，不满足并列条件会产生什么后果？为什么？

答：发电机准同步并列，如果不满足并列条件，将产生冲击屯流，并引起发电机振荡，严重吋, 冲击电流产生的电动力会损坏发电机，振荡使发电机失步，甚至并列失败。因：通过相量图分析可知，并列瞬间存在电压差，将产生无功冲击电流，引起发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力作用下受损；并列瞬间存在相位差，将产生有功冲击电流，在发电机轴上产生冲击力矩，严重时损坏发电机；并列瞬间存在频率差。将产生振荡的冲击电流，使发电机产生振动，严重吋导致发电机失步，造成并列不成功。

♦发电机并列时，三个要素（电压幅值，相角，频率差）中哪个最关键？为什么？

♦分析正弦型整步电压的意义

正弦整步电压含冇电压差、频率差、相位差的信息。正弦整步电压的最小值是电压差；正

弦整步电压的周期是滑羌周期，能够反映频差的大小，正弦整步电压随时间变化过程对应相位差的变化过程。所以，利用正弦整步电压的最小值检测是否满足电压差条件，利用正弦整步电压的周期检测是否满足频率差的条件，利用正弦整步电压随吋间变化过程确定合闸吋刻，使相位差满足条件♦分析线性整步电压的意义

线性整步电压含有频率差、相位差的信息，但不还有电压差的信息。线性整步电压的周期是滑差周期，能够反映频率的人小，线性整步电压随吋间变化过程对应相位差的变化过程，所以利用其周期可以检测是否满足频率差的调节，利用电压随吋间变化过程确定合闸吋刻使相位差满足条件，但需利用其他方法检测电压差是否满足

♦并列合闸控制有恒定越前时间，恒定越前相角两种，试用图形介绍这两种方法，并比较其优劣P28图2-10,图2-11

♦三相桥式电路拓扑图（包括图3-20, 3-21, 3-24,不可控，半控，全控）

♦无调差，正调差，负调差特性的发电机组并联时要注意的问题

♦励磁调节器的辅助控制P89-95

>发电机励磁系统的电压/频率限制和保护

> 发电机失磁监控，发电机失磁的不良影响

运动控制考试范I!

一.填空（基本上考概念，常识性的东西）

1.启动吋，为什么以恒加速度的？原因是什么？主要是哪个调节器的贡献？

2.设计双闭环调速系统时，电流坏和转速坏为什么一个要设计成I型，一个是II型？这两种系统

各有什么优点？P68-P77

3.调速系统屮，根据跟随和抗扰两个指标，是要哪个比较好？因为电动机带动负载要经常变化, 希

望电动机速度稳定，因此追求的是抗扰性能

4.异步电动机矢量变化为什么要进行矢量变化？（其目的是为了提高异步电动机的动态性能。）

动态模型控制异步电动机有2种方式:FOC、直接转矩控制。P179、P191

5.解释什么叫电压空间矢量（SVPWM） P133

6.同步电动机2种控制电源频率的方式：他控式、自控式。P228-P229

7.什么叫无刷直流电机？是不是真止的直流电机？它电源是什么？若给定一个直流电源，怎么相

连接？控制方式与主电路是怎么连接的？P231

二.问答题

1.单闭环为什么比双闭环控制性能好？

答：

2.什么是有静差？为什么会有？怎么才能消除静差信号（开环肯定不行，闭环采用PI调节器可以

消除）？

3.PI调节器的模拟电路，耍求把这个电路的微分方程写出来并转化成传递函数注意：推导过程屮要写出书上的传递函数，记住结果和方法

4•闭环的控制系统有哪些特征？有3点（书上有）

5.若问单闭或者环双闭环系统中，若某个参数变化，系统可否调节？若能，怎么调回去？例如电

网电压下降，触发角不变（来不及变化），则输出电压下降，直流电动机转速下降了，系统怎么自动调回去？【过程要说明口！不过首先要判断系统可否对这个参数进行调节，否则上面的内容都省了】

6.什么是空间矢量控制技术？控制的根木目的？（目的是保持电动机磁链接近原型。控制电压是

手段。）为什么控制电压能控制磁链？【说清楚相关的理论依据，可以用图形表示，也可以用U和磁能之间数学表达式说明】

7.异步电动机原始动态模型如何等效于直流电动机的？【牢记相关的变化式子，也要会其推导过

程】

三•证明题

1 •对于调速系统，给出一个结论，证明之。（比如说，证明双闭坏调速系统能对负载扰动起抑制作用。

2、证明双闭环调速系统屮，开环调速范围为什么小于闭环的。【解答要有逻辑理论依据】答：单闭环为什么比双闭环好，好在哪里，书上有表达式

四.综合题（设计+分析）例课后题3・8

1、给岀电机的参数要求设计直流双闭环调速系统，以及回答对哪些干扰有调节作用，调节器的设计，起动波形，以及在某种特殊情况下系统的状态。

2、转速环什么时候饱和？为什么电流环为什么不容易饱和？

3、电动机从0开始起动的过程中，转速输出信号的波形是？

4、为什么电动机能够在起动的时候保持恒加速？