电力系统自动化课程测验复习内容

电力系统自动化课程测验复习内容

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电力系统自动化课程考试复习内容

1．请简述电力系统的主要特点和运行的基本要求。 2．请简述电力系统自动化的主要研究内容。 3．准同期并列的三要素是什么？

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。 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。 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。

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Ts 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。

8．图2所示两种频差情况的U t.ad （恒定越前时间脉冲）与U δ.ad （恒定越前相角脉冲）关系波形图，通过比较U t.ad 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？

2π T s

t

U s

图1 正弦整步电压波形

2π

Ts

t

(δ)

u zb

(b)

2π

t

(δ) u t.ad

2π

t

(δ) u δ.ad

2π

Ts

t

(δ)

u zb 2π

t

(δ) u t.ad

2π

t

(δ) u δ.ad

图2 两种频差情况的U t.ad 与U δ.ad 关系波形图

(a)

2π

Ts

t

(δ)

u zb 2π

t

(δ)

u t.ad

2π

t

(δ)

u δ.ad

(c)

参考书：第3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：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。答案：图(a)所示，u δ.ad 有效电平出现时间先于u t.ad ，表示s sY ωω<

，

即实际频差小于允许频差；图(b)所示，u t.ad 有效电平出现时间先于u δ.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？

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。

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。

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

u t.ad

是什么？

13．什么叫发电机“灭磁”，有哪几种灭磁方法？并做比较。

参考教材：王葵、孙莹《电力系统自动化》第2章第3节“励磁系统中的转子磁场的建

立和灭磁”

14．图3给出了同步发电机感应电动势和励磁电流关系。(1)请推导发电机感应电动势、机端电压以及无功电流之间的关系；(2)根据推导结论画出发电机的I Q －U G 无功调节特性；(3) 结合发电机无功调节特性曲线，请解释系统无功负荷减小时，发电机机端电压的变化过程。若要维持发电机端电压不变，则发电机的励磁电流应该如何调节？为什么？

δG

G U

G d jI x

ψ P I

Q I

G I

图3. 同步发电机感应电动势和励磁电流关系

q E

参考答案：由矢量图可知：

q G G d E U j I X =+

感应电动势q E 和机端电压G U 的代数关系为：

cos (cos 1)

q G G Q d q G Q d

G E U I X E U I X δδ=+⇒≈+≈

由上式可知I Q －U G 无功调节特性为：

或：

当系统无功负荷减小时，发电机需要减小无功电流，以使无功负荷与发电机无功功率达到平

I Q

U G

I Q

U G

衡，由图可知当无功电流减小，机端电压升高，由上式可知，如要维持机端电压，必须减小励磁电流，即通过减小发电机的感应电动势维持机端电压的不变。

参考书：第3章“第1节“同步发电机励磁控制系统的主要任务”中的（一）控制电压”

15．简述电力系统的典型调频方法及其调频方程式。

16．图4给出了电力系统的功率－频率关系及频率特性，图中P L 和P L1曲线为负荷频率－有功功率特性，P G 和P G1曲线为发电机频率－有功功率特性，a 点为初始稳定运行点。假设系统内所有机组均装设调速器，如果系统中负荷有功功率减少△P L ，请简述系统的频率调整过程。

c

图4. 电力系统的功率-频率关系及频率特性 b a

△P L △P L2

△P L1b

P L

P L1 P L2 f P

P L =f(f) P L1=f(f)

f 1

f N

P G1=f(f)

P G =f(f) d

△P L1d

17．分别写出电力系统运行的等式约束、不等式约束条件，并说明式中各符号含义。

18．从安全分析与控制的角度可将电力系统运行状态划分为哪几种？如何划分？

19．什么是电力系统分层调度控制？现代电力大系统为什么实行分层调度控制？

20．什么是电力系统的能量管理系统EMS ，EMS 与电网调度自动化SCADA 系统有什么关联？

21．请做出分别用数字调幅、数字调频、二元绝对调相和二元相对调相四种调制方法，对数字信号10100101进行调制的波形。

22．简述电力系统正常运行状态（包括警戒状态）的安全控制主要内容。