電力系統(tǒng)自動裝置復習題參考答案緒論 復習思考題1、 簡述電力系統(tǒng)自動裝置的作用。答： 電力系統(tǒng)自動裝置是保證電力系統(tǒng)安全運行、 穩(wěn)定運行、 經(jīng)濟運行和避免電力系統(tǒng)發(fā)生大面積故障的自動控制保護裝置。2、 電力系統(tǒng)自動裝置有哪些功能？答：電力系統(tǒng)自動裝置的功能主要有：( 1 )配合繼電保護裝置提高供電的可靠性；( 2 )保障電網(wǎng)的安全運行，防止故障的進一步擴大；( 3 )保證電能質(zhì)量，使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和經(jīng)濟運行。3、 電力系統(tǒng)自動裝置有哪些類型？答： 電力系統(tǒng)自動裝置有自動操作型和自動調(diào)節(jié)型。 而自動操作型又可分為正常操作型和反事故操作型。第一章 復習思考題1、 AA T 裝置有何用途？答： 備用電源和設(shè)備自動投入裝置的作用是在當工作電源因故障被斷開后， 能自動、 迅速地將備用電源或設(shè)備投入工作或?qū)⒂脩羟袚Q到備用電源上，使負荷不至于停電的一種自動裝置，保證用戶供電的可靠性和電力系統(tǒng)安全運行。2、對AAT 裝置有哪些基本要求？答： AA T 裝置應(yīng)滿足以下基本要求：(1) 保證工作電源或設(shè)備斷開后，備用電源或設(shè)備才能投入；(2) 工作母線突然失壓時AA T 應(yīng)能動作；(3) AAT 裝置應(yīng)保證只動作一次；(4) 發(fā)電廠用 AA T 裝置運行方式應(yīng)靈活；(5) 應(yīng)校驗 AAT 動作時備用電源過負荷情況；(6) 備用電源投于故障時應(yīng)使其保護加速動作；(7) AAT 裝置動作過程應(yīng)使負荷中斷供電的時間盡可能短。3、為什么要求AAT 裝置只能動作一次？答：當工作母線發(fā)生持續(xù)性短路故障或引出線上發(fā)生未被出線斷路器斷開的持續(xù)性故障時，備用電源或設(shè)備第一次投入后， 由于故障仍然存在， 繼電保護裝置動作， 將備用電壓或設(shè)備斷開。此后，不允許再次投入備用電壓或設(shè)備，以免對系統(tǒng)造成不必要的沖擊，因此， AA T 裝置只能動作一次。4、簡述明備用和暗備用的含義。答： 明備用方式是指備用電源在正常情況下不運行， 處于停電備用狀態(tài)， 只有在工作電源發(fā)生故障時才投入運行的備用方式。暗備用方式是指兩個電源平時都作為工作電源各帶一部分自用負荷且均保留有一定的備用容量，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源承擔全部負荷的運行方式。5、指出圖1-1 中 AAT 裝置典型一次接線屬哪種備用方式，故障時如何將備用電源投入？答：圖 1-1 中（ a） 、 （b） 、 （d） 一次接線屬明備用方式，（ c ） 、 （e）、 （f） 一次接線屬暗備用方式。故障時的動作過程如下：（1）圖1-1 （a）中，T1為工作變壓器，T0為備用變壓器，1Q 4QF為斷路器。正常情況下，斷路器1QF、 2QF 閉合， T1 投入運行； 3QF、 4QF 斷開， T0 不投入運行，工作母線由 T1 供電。故障情況時，如 T1發(fā)生故障，T1的繼電保護動作，使 1QF、2QF斷開，然后AAT裝置 動作將3QR 4QF迅速閉合，使工作母線的用戶由備用變壓器T0重新恢復供電。（2）圖1-1 （b）中，T1、T2為工作變壓器，T0為備用變壓器，1QF-7QF為斷路器。正常情況下， 斷路器1QF、 2QF 閉合，T1 投入運行；6QF、 7QF 閉合，T2 投入運行；3QF、4QR 5QF斷開，T0不投入運行。母線I由 T1供電，母線H由 T2供電。故障情況時，如 T1發(fā)生故障，T1的繼電保護動作，使 1QF、2QF斷開，然后AAT裝置 動作將3QF、4QF迅速閉合，使母線I的用戶由備用變壓器 T0重新恢復供電。如 T2發(fā)生故 障，T2的繼電保護動作，使 6QR 7QF斷開，然后 AAT裝置動作將3QR 5QF迅速閉合，使 母線n的用戶由備用變壓器 T0重新恢復供電。（3）圖（d）中，工作母線和備用母線每組有兩個斷路器。正常情況下，備用母線上的所有都斷路器斷開，由工作母線及工作母線斷路器進行供電。故障情況時，對應(yīng)故障工作母線的斷路器斷開，對應(yīng)的備用母線的斷路器閉合，使故 障線路恢復供電。（4）圖（c）中，T1、T2為工作變壓器（互為備用變壓器），1QF-5QF為斷路器。其中 3QF為分段斷路器。正常情況下，斷路器1QF、 2QF 閉合，T1 投入運行；4QF、 5QF 閉合，T2 投入運行；3QF斷開。母線I由T1供電，母線H由T2供電（與圖b相似）。故障情況時，如 T1發(fā)生故障，T1的繼電保護動作，使 1QR 2QF斷開，然后AAT裝 置動彳將3QF迅速閉合，使母線I的用戶由T2供電。（T2發(fā)生故障的動作過程類似）（5）圖（e）中，正常情況下，1QR 2QF、4QF、5QF閉合，分段斷路器 3QF斷開，母 線I、母線n分別由 L-1和L-2供電。故障情況時，如 L-1發(fā)生故障，繼電保護動作將 1QF、2QF斷開，AAT將3QF迅速閉合，母線I的用戶由L-2恢復供電。（ 6）圖（ f ）中的接線主要應(yīng)用在中小容量發(fā)電廠和變電所，高壓則為內(nèi)橋接線（ 3QF 為橋接斷路器），正常情況下兩條線路和兩臺變壓器同時運行，1QR 2QF閉合，3QF斷開。故障情況時，1QF或2QF斷開，3QF內(nèi)橋斷路器自動投入。6、 AAT 裝置有哪兩部分組成？各有什么作用？ 答：AAT 裝置由低壓起動和自動合閘兩部分組成。低壓起動部分的作用是：當母線因各種原因失去電壓時，斷開工作電源。 自動合閘部分的作用是：在工作電源斷路器斷開后，將備用電源斷路器投入。7、試簡述圖1-2 中 AAT 裝置的工作原理和接線特點。答： （略）8、 AAT 裝置低電壓起動時間繼電器的動作時間值如何整定？為什么？答： （略）9、 AA T 裝置中的閉鎖繼電器延時返回時間值應(yīng)如何整定？為什么？答： （略）10、 AA T 動作時間一般是越短越好，但應(yīng)考慮哪些因素？答： （略）11、微機備自投有哪幾種應(yīng)用方式？答： （略）12、并聯(lián)切換和串聯(lián)切換的含義是什么？他們有何優(yōu)缺點？答： 并聯(lián)切換指的是切換時工作電源和備用電源是短時并聯(lián)運行的。 其優(yōu)點是保證廠用電連續(xù)供給， 缺點是并聯(lián)期間短路容量增大， 對斷路器的斷流容量有一定要求。 切換時要注意兩電源之間的差拍電壓和相角差。 串聯(lián)切換也稱為斷電切換， 指的是一個電源切換后才允許投入另一個電源，其優(yōu)點是斷路器的斷流容量較小，缺點是斷電時間較長。 （優(yōu)缺點與并聯(lián)切換相反）13、什么叫快速切換？廠用電快速切換有何優(yōu)點？答： 快速切換是指在廠用電母線的電動機反饋電壓 （即母線殘壓） 與投入電源電壓的相角差還沒有達到電動機允許承受的合閘沖擊電流前合上備用電源。 廠用電快速切換的優(yōu)點是合閘時的沖擊電流在安全值內(nèi)，且廠用電失電時間短，保證了廠用電的正常運行。第二章 復習思考題1. 什么是自動重合閘？輸電線路裝置自動重合閘的作用是什么？答： 當斷路器由繼電保護動作或其它非人工操作而跳閘后， 能夠自動的將斷路器重新合閘的自動裝置稱為自動重合閘。輸電線路裝置自動重合閘的作用： （ 1）提高供電的可靠性，減少線路停電的次數(shù)； （ 2） 提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，提高輸電線路的傳輸容量； （ 3）糾正斷路器誤動；（ 4）與繼電保護相配合，可加速切除故障。2. 試述自動重合閘應(yīng)滿足的基本要求。答：自動重合閘應(yīng)滿足的基本要求如下：（ 1 ）采用控制開關(guān)位置與斷路器位置不對應(yīng)方式起動。（ 2 ） 手動跳閘或通過遙控裝置跳閘， 或手動合閘于故障線路時， 繼電保護把斷路器斷開后， 重合閘不應(yīng)動作。（ 3 ）重合閘的動作次數(shù)應(yīng)符合預先的規(guī)定。（ 4 ）重合閘動作后能自動復歸，準備好再次動作。（ 5 ）能與繼電保護動作配合，加速保護動作（前加速或后加速保護）。（ 6 ）當斷路器處于不正常狀態(tài)而不允許實現(xiàn)重合閘時，應(yīng)將自動重合閘裝置閉鎖。3. 重合閘重合于永久性故障上，對電力系統(tǒng)有什么不利影響？答：當重合于永久性故障時，會使電力系統(tǒng)再一次受到故障沖擊， 對系統(tǒng)穩(wěn)定運行不利， 可能會引起電力系統(tǒng)的振蕩,降低系統(tǒng)穩(wěn)定性。另外，由于在很短時間內(nèi)斷路器要連續(xù)兩次切斷短路電流，從而使斷路器的工作條件變得惡化。4. 自動重合閘的啟動方式有哪兩種？各有什么優(yōu)缺點？答：重合閘的啟動方式通常有由不對應(yīng)啟動和保護啟動兩種。不對應(yīng)啟動方式的優(yōu)點是簡單可靠， 可糾正斷路器誤碰或誤跳， 提高供電的可靠性和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。缺點是當斷路器的輔助接點接觸不良時，不對應(yīng)啟動方式將失敗。保護啟動方式的優(yōu)點是可糾正繼電保護誤動作引起的誤跳閘。 缺點是不能糾正斷路器的誤動。5. 根據(jù)圖 2-1 所示的重合閘裝置原理接線圖， 試說明當線路發(fā)生永久性故障時， 重合閘裝置如何保證只重合一次？答：（詳細見課本P.28 （ 3）6. 輸電線重合閘有哪些閉鎖條件？答：（略）7. 什么是重合閘復歸時間？整定時應(yīng)考慮哪些因素？答： 重合閘復歸時間就是從一次重合結(jié)束到下一次允許重合之間所需的最短間隔時間 （在電氣式重合閘中即電容C 上電壓從零充到 KRC 電壓線圈動作電壓所需的時間） 。復歸時間的整定需考慮以下兩個方面因素： （ 1） 重合到永久性故障時， 由動作時間最長的保護切除故障，重合閘不應(yīng)再動作；（ 2）保證斷路器切斷能力的恢復，重合成功后，復歸時間不小于斷路器第二個“跳閘合閘”的間隔時間。8. 雙電源線路上采用自動重合閘裝置時，需要考慮哪些特殊問題？為什么？答： 在雙電源線路上采用自動重合閘裝置時， 必須考慮兩個特殊的問題， 即故障點斷電時間問題和同步問題。對于故障點斷電時間問題， 因為當線路發(fā)生故障時， 線路兩側(cè)的繼電保護可能以不同的時限跳開兩側(cè)的斷路器， 這種情況下只有兩側(cè)的斷路器都跳開后， 故障點才完全斷電， 所以 重合閘應(yīng)加較長的延時,即考慮要故障點斷電時間問題。對于同步時間問題， 因為當線路發(fā)生故障， 兩側(cè)斷路器跳閘后， 線路兩側(cè)電源之間電動勢夾角擺開， 甚至有可能失去同步。 所以， 后重合側(cè)重合時應(yīng)考慮是否允許非同步合閘和進 行同步檢定的問題。9. 在檢無壓和檢同步三相自動重合閘中，當處于下列情況會出現(xiàn)什么問題？（ 1）線路兩側(cè)檢無壓均投入。（ 2）線路兩側(cè)僅一側(cè)檢同步投入。答： （ 1 ）在檢無壓和檢同步三相自動重合閘中，當線路兩側(cè)檢無壓均投入時，會造成非同步重合閘，從而產(chǎn)生較大的沖擊電流。因此，線路兩側(cè)的無電壓檢定是不允許同時投入。（ 2 ） 在檢無壓和檢同步三相自動重合閘中， 當線路兩側(cè)僅一側(cè)檢同步投入時， 否則斷路器閉合瞬間可能在系統(tǒng)中產(chǎn)生沖擊電流， 或在斷路器閉合后系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩。 因此， 同步檢定 不能只投入某一側(cè)，必須是線路兩側(cè)的同步檢定都投入。10. 什么是非同步自動重合閘？其有何特點？答： （略）11. 雙側(cè)電源線路非同步自動重合閘方式有哪兩種？各有何優(yōu)缺點？ 答： （略）12. 試述檢定同步的工作原理。答： （見課本 P.37） （略）13. 什么是重合閘前加速保護？什么是重合閘后加速保護？各具有什么優(yōu)點？答： 重合閘前加速保護是指當線路上發(fā)生故障時， 靠近電源側(cè)的保護首先無選擇性瞬時動作跳閘，而后借助自動重合閘來糾正這種非選擇性動作。自動重合閘后加速是指當線路發(fā)生故障時，首先保護有選擇性動作切除故障，重合閘進行一次重合。若重合于瞬時性故障， 則線路恢復供電；如果重合于永久性故障上， 則保護裝置加速動作，瞬時切除故障。前加速保護的優(yōu)點： （ 1） 能快速地切除瞬時性故障。（ 2 ）使瞬時性故障不至于發(fā)展成永久性故障 從而提高重合閘的成功率。 （ 3 ） 使用設(shè)備少， 只需裝設(shè)一套重合閘裝置， 簡單、 經(jīng)濟。前加速保護的缺點： （ 1 ） 斷路器 1QF 的工作條件惡劣，動作次數(shù)增多。 （ 2 ）對永久性故障，故障切除時間可能很長。 （3）如果重合閘或斷路器1QF 拒絕合閘，將擴大停電范圍后加速保護的的優(yōu)點： （ 1）第一次有選擇性的切除故障，不會擴大停電范圍。 （ 2）保證永久性故障能瞬時切除， 并仍然是有選擇性的。 （ 3）和前加速保護相比，使用中不受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負荷條件的限制。后加速保護的的缺點： （ 1 ）每個斷路器上都需要裝設(shè)一套重合閘，與前加速相比較為復雜。（ 2 ）第一次切除故障可能帶有延時。14. 什么是綜合重合閘？綜合重合閘裝置能實現(xiàn)哪幾種重合閘方式？答：在設(shè)計線路重合閘裝置時，把單相重合閘和三相重合閘綜合在一起考慮， 即當發(fā)生單相接地故障時，采用單相重合閘方式， 而發(fā)生相間短路時， 采用三相重合閘方式，綜合這兩種重合閘方式的裝置，稱為綜合重合閘裝置。綜合重合閘可實現(xiàn)四種重合閘方式： 綜合重合閘方式、 單相重合閘方式、 三相重合閘方式、停用方式（直跳方式） 。15. 與三相重合閘比較，綜合重合閘有哪些特殊問題需要考慮？答： （見課本P.4345） （略）第三章 復習思考題1. 何謂并列？發(fā)電機并列操作應(yīng)遵循哪原則？答： 電力系統(tǒng)并列操作一般是指兩個交流電源在滿足一定條件下的互聯(lián)操作， 也叫同步操作、同期操作或并網(wǎng)。并列的原則是： （1）并列瞬間，發(fā)電機的沖擊電流不應(yīng)超過規(guī)定的允許值； （2）并列后，發(fā)電機應(yīng)能迅速進入同步運行。2. 并列的方法有哪兩種？各有何特點？答： 并列的方法有準同步并列和自同步并列兩種。 準同步并列的優(yōu)點是并列時產(chǎn)生的沖擊電流較小，不會使系統(tǒng)電壓降低，并列后容易拉入同步。自同步并列的優(yōu)點是操作簡單、并列速度快，在系統(tǒng)發(fā)生故障、 頻率波動較大時，發(fā)電機組仍能并列操作并迅速投入電網(wǎng)運 行，可避免故障擴大，有利于處理系統(tǒng)事故。3. 準同期自動并列的三個條件是什么？并列時如果不滿足這些條件會有何后果？答：并列條彳應(yīng)為：（1）發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓的幅值相同；（3）發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓的相位相同，即相角差為 0; （2）發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓的頻率相同。不滿足條件（1）時，會產(chǎn)生無功分量的沖擊電流。沖擊電流的電動力會對發(fā)電機繞組產(chǎn)生影響，當電動力較大時，有可能引起發(fā)電機繞組的端部變形；不滿足條件（2）時，產(chǎn)生有功分量的沖擊電流，合閘后發(fā)電機與電網(wǎng)間立刻交換有功功率，使機組轉(zhuǎn)軸受到突然沖擊， 這對機組和電網(wǎng)運行都是不利的；不滿足條件（3）時，斷路器兩側(cè)出現(xiàn)脈動電壓，如果發(fā)出合閘命令的時刻不恰當，就有可能在相角差較大時合閘，從而引起較大的沖擊電流。此外， 如果在頻率差較大時并列，頻率較高的一方在合閘瞬間會將多余的動能傳遞給頻率低的一 方，即使合閘時的相角差不大，當傳遞能量過大時，待并發(fā)電機需經(jīng)歷一個暫態(tài)過程才能拉人同步運行，嚴重時甚至導致失步。4. 準同期自動并列的實際條件是什么？答：（1）待并發(fā)電機電壓幅值與系統(tǒng)電壓幅值應(yīng)接近相等，誤差不應(yīng)超過土（5%10%）的額定電壓；（2）待并發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率應(yīng)接近相等，誤差不應(yīng)超過士 （0.2 % 0.5 %）的額定頻率；（3）并列斷路器觸頭應(yīng)在發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓相位差接近零度時剛好接通。合閘瞬 間相位差一般不應(yīng)超過土 10°。5. 何謂滑差？何謂滑差頻率？何謂滑差周期？它們之間有何關(guān)系？答：待并發(fā)電機和系統(tǒng)間的角頻率差d GS稱為滑差角頻率，簡稱滑差。待并發(fā)電機和系統(tǒng)間的頻率差 fd fG fS稱為滑差頻率；滑差電壓從02兀變化的一個周期稱為 d G S滑差周期Td。Td的長短反應(yīng)了待并發(fā)電機和系統(tǒng)間的頻差大小。Td短表示頻差大；反之Td長表示頻差小?；钪芷谂c滑差和滑差頻率的關(guān)系為：T 工_ ，Td I dfd6. 什么叫同步點？答：電力系統(tǒng)中把可以進行并列操作的斷路器稱為同步點。7. 同頻并網(wǎng)和差頻并網(wǎng)的特征是什么？答：同頻并網(wǎng)的特征是：并列前同步點斷路器兩側(cè)電源已存在電氣聯(lián)系，電壓可能不同,但頻率相同，且存在一個固定的相角差。差頻并網(wǎng)的特征是：在并網(wǎng)之前，同步點斷路器兩側(cè)是沒有電氣聯(lián)系的兩個獨立的系統(tǒng)， 它們在并列前往往不是同步的，存在頻率差、電壓差。8. 自動準同期裝置主要由哪三大部分組成？各部分的主要作用是什么?頻率差控制單元、電壓差控制單元當待并機組的頻率和電壓都滿足并使并列斷路器的主觸頭接通時相答：自動準同步并列裝置主要由合閘信號控制單元、三大部分組成。合閘信號控制單元的作用是檢查并列條件是否滿足， 列條件時，合閘控制單元就選擇合適的時間發(fā)出合閘信號, 角差接近于零或控制在允許范圍以內(nèi)。 只要這三個同步條件中有一個不滿足要求， 就閉鎖合 閘。頻差控制單元的作用是當頻率條件不滿足要求時， 進行頻率的調(diào)整。 當發(fā)電機頻率高于系統(tǒng)頻率時，發(fā)減速命令；當發(fā)電機頻率低于系統(tǒng)頻率時，發(fā)增速命令。電壓差控制單元的作用是當電壓條件不滿足要求時， 進行電壓的調(diào)整。 當發(fā)電機電壓高于系統(tǒng)電壓時，發(fā)降壓命令；當發(fā)電機電壓低于系統(tǒng)電壓時，發(fā)增壓命令。9. 什么叫整步電壓？整步電壓有何特點？答：將脈動電壓中頻率較高的部分濾掉， 得到脈動電壓的包絡(luò)線， 并經(jīng)整流后，得到脈 動電壓的包絡(luò)線的下半部分，這是一個包含同步信息量的電壓，稱之為整步電壓。整步電壓的特點是：（1）整步電壓隨相角差 B周期變化；（2）整步電壓隨時間t周期變化， 當B從0。360。變化一個周期時，脈動電壓也變化一個周期，也是整步電壓的周期；（3）整步電壓的最低點反映了電壓差的大小。10. 何謂恒定越前時間？何謂恒定越前相角？答：在恒定越前時間式準同步并列裝置中，并列裝置在格0。之前提前一個不隨頻差、壓差而變化的時間發(fā)出合閘命令，該越前時間稱為恒定越前時間。在恒定越前相角式準同步并列裝置中，并列裝置在相角差8=0。之前一個固定的相角下發(fā)合閘命令，該越前相角稱為恒定越前相角。11. 并列操作時，如斷路器的主觸頭不在8= 0時刻閉合會出現(xiàn)什么情況？準同期并列裝置是如何保證斷路器的主觸頭在8= 0的時刻閉合？答：并列操作時，如斷路器的主觸頭不在8= 0時刻閉合會產(chǎn)生的沖擊電流。并列時相角差8越大（0 180°范圍內(nèi)），產(chǎn)生的沖擊電流也越大，舜180°時，沖擊電流最大。通過合閘信號控制單元檢查并列條件是否滿足，若并列條件滿足時，在8=0之前以恒定越前時間提前發(fā)出合閘命令，使并列斷路器的主觸頭接通時的相角差8=0o12. 并列斷路器合閘脈沖的越前時間應(yīng)怎樣考慮？答： （略）13. 簡述微機自動并列裝置同步條件檢定的原理。答： （詳細見課本P65） （略）14. ZZQ 5 型自動準同步裝置由哪些部分組成？各部分的的作用是什么？答： （略）15. ZZQ 5 型自動準同步裝置的頻差單元是如何判斷并列時的頻差是否符合要求的？答： （略）第四章 復習思考題1 何謂勵磁系統(tǒng)？答： （略）2 同步發(fā)電機自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的主要任務(wù)是什么？答： （ 1 ）系統(tǒng)正常運行條件下，維持發(fā)電機端或系統(tǒng)某點電壓在給定水平；（ 2）實現(xiàn)并聯(lián)運行發(fā)電機組無功功率的合理分配； （ 3）提高同步發(fā)電機并聯(lián)運行的穩(wěn)定性；（ 4）改善電力系統(tǒng)的運行條件； （ 5 ）對水輪發(fā)電機組在必要時強行減磁。3 對同步發(fā)電機的自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的基本要求是什么？答：勵磁系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的調(diào)節(jié)容量、勵磁頂值電壓、電壓上升速度、強勵持續(xù)時間、電壓調(diào)節(jié)精度與電壓調(diào)節(jié)范圍，應(yīng)在工作范圍內(nèi)無失靈區(qū)，應(yīng)有快速動作的滅磁性能。4 何謂勵磁電壓響應(yīng)比？何謂強勵倍數(shù)？答：通常將勵磁電壓在最初 0.5s 內(nèi)上升的平均速度定義為勵磁電壓響應(yīng)比，用以反映勵磁機磁場建立速度的快慢。強勵倍數(shù)是在強勵期間勵磁功率單元可能提供的最高輸出電壓與發(fā)電機額定勵磁電壓之比。5 同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)類型有哪些？其勵磁方式有哪兩種？答： 同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)類型有：直流勵磁機系統(tǒng)、交流勵磁機系統(tǒng)和發(fā)電機自并勵系統(tǒng)。勵磁方式分為自勵方式和他勵方式兩種。6 畫出三相全控橋式整流電路，哪些晶閘管為共陽極組，哪些為共陰極組 ? 答： （略）7 三相全控橋式整流電路 在什么條件下處于整流工作狀態(tài)和逆變工作狀態(tài)？整流和逆變工作狀態(tài)有何作用？整流和逆變工作狀態(tài)有何作用？答：三相全控橋式整流電路的控制角a在0°< a< 90°時，三相全控橋工作在整流狀態(tài)；當90° V “V 180°時，三相全控橋工作在逆變狀態(tài)。整流狀態(tài)主要用于對發(fā)電機的勵磁；逆變狀態(tài)主要用于對發(fā)電機的滅磁。8 簡述自動勵磁調(diào)節(jié)器的工作原理。答： （略）9 可控硅自動勵磁調(diào)節(jié)裝置由哪些環(huán)節(jié)組成？各環(huán)節(jié)的作用是什么？答：可控硅自動勵磁調(diào)節(jié)裝置主要由調(diào)差 環(huán)節(jié) 、測量比較環(huán)節(jié) 、綜合放大環(huán)節(jié) 、移相觸發(fā) 環(huán)節(jié) 和可控整流環(huán)節(jié)組成。調(diào)差環(huán)節(jié)的作用是在勵磁控制器的發(fā)電機電壓測量回路中， 附加一個與發(fā)電機電流成比例的電壓， 使測量比較單元感受到的電壓隨發(fā)電機無功電流的大小而變化， 從而獲得調(diào)差系數(shù)。通過改變的調(diào)差系數(shù)，以保證并列運行機組間無功功率能合理地分配。測量比較環(huán)節(jié)的作用是測量發(fā)電機電壓并將之轉(zhuǎn)變成直流電壓， 再與給定的基準電壓相比較，得出電壓偏差信號。綜合放大環(huán)節(jié)的作用是將電壓偏差信號及其他輔助信號進行線性綜合放大。移相觸發(fā)環(huán)節(jié)的作用是將控制信號轉(zhuǎn)換成觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)功率整流單元的晶閘管，達到調(diào)節(jié)勵磁的目的?？煽卣鳝h(huán)節(jié)的作用是在觸發(fā)脈沖的控制下將機端三相交流轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲潘柚绷鳌?0 .勵磁調(diào)節(jié)器的輔助控制功能有哪些？輔助控制與正常情況下的自動控制有何區(qū)另I" 答：（略）11 .對勵磁調(diào)節(jié)器靜態(tài)特性調(diào)整的基本要求是什么? 答：（略）12 .何謂調(diào)差系數(shù)？兩臺并聯(lián)運行的發(fā)電機，為使無功負荷按機組容量分配，調(diào)差系數(shù)應(yīng)有什么要求？答：調(diào)差系數(shù)8是指無功電流由零增加到額定值時發(fā)電機電壓的相對變化，8用以表示發(fā)電機外特性曲線下傾的程度。調(diào)差系數(shù)8的大小表征了勵磁控制系統(tǒng)維持發(fā)電機電壓的能 力大小。由于兩臺正調(diào)差特性機組并聯(lián)運行時，無功負荷分配與調(diào)差系數(shù)成反比。因此，兩臺并聯(lián)運行的發(fā)電機，為使無功負荷按機組容量分配，容量大的機組，其調(diào)差系數(shù)取小些（即發(fā)電機外特性曲線平坦一些）；容量小的機組，其調(diào)差系數(shù)取大些（即發(fā)電機外特性曲線下傾 大些）。（或：要求各機組無功電流變化量的標幺值相等，并聯(lián)運行的兩臺發(fā)電機有相同的調(diào)差系數(shù)。）設(shè)發(fā)電機G1的容量大于發(fā)電機 G2的容量，要使無功負荷按機組容量分配，調(diào)差系數(shù)取值應(yīng)與機組容量彳1成反比，則G1的調(diào)差系數(shù)為 81應(yīng)小于G2的調(diào)差系數(shù)為22,即81< 2正常運行時，發(fā)電機端電壓Ug1=Ug2=Us,發(fā)電機G1所帶的無功電流為I r1,發(fā)電機G2所帶的無功電流為-2。當系統(tǒng)無功負荷增加時，系統(tǒng)電壓的發(fā)生變化，電壓偏差為4U,發(fā)電機端電壓變化為UG1=UG2=US1,這時發(fā)電機 G1所帶的無功電流為I 'r1 ,其無功電流增量為= I'r1Tr1；發(fā)電機G2所帶的無功電流為I'r2,其無功電流增量為 412=1 'r2-Ir2。從圖中分析可知，發(fā) 電機G1所帶的無功電流增量 4I1大于發(fā)電機G2所帶的無功電流增量 412,即I1>I2。由 于G1容量大于G2容量，G1應(yīng)比G2多帶一些無功負荷，使無功負荷能按機組容量分配。由此可見，兩臺正調(diào)差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機并聯(lián)運行，當系統(tǒng)無功負荷波動時，其電壓 偏差相同，調(diào)差系數(shù)較小的發(fā)電機組承擔較多的無功電流。所以，要使無功負荷按機組容量分配，調(diào)差系數(shù)取值應(yīng)與機組容量值成反比。13 . 調(diào)整調(diào)差特性平移的主要目的是什么？如何使調(diào)差特性平移？答：調(diào)整調(diào)差特性平 移的主要目的是：使發(fā)電機平穩(wěn)投入或退出運行，在運行中平穩(wěn)轉(zhuǎn) 移無功負荷，不引起對電網(wǎng)的沖擊。調(diào)整測量比較環(huán)節(jié)中的電位器RP可以實現(xiàn)外特性的平移。調(diào)整電位器阻值增大時, 外特性的平行上移， 即發(fā)電機投入運行， 所帶負荷逐漸增加； 電位器阻值減小時， 外特性的 平行下移，即發(fā)電機退出運行，所帶負荷逐漸減小?！痉治觥靠捎谜n本 P120圖4-50外特性平移與機組無功關(guān)系的特性圖來分析。外華鐘t向上平移,云動負荷速漸增加外椅左陶下平凈.無切用荷:至新循中14 .根據(jù)圖4-47的調(diào)差環(huán)節(jié)接線圖，寫出調(diào)差環(huán)節(jié)輸入和輸出電壓的關(guān)系表達式，并畫出cos 1與cos0的矢量圖，分析調(diào)差環(huán)節(jié)對有功功率和無功功率的影響。答：（參考課本P119-120）由調(diào)差環(huán)節(jié)原理接線圖可知，調(diào)差環(huán)節(jié)輸出電壓U&a、Ub、Uc與調(diào)差環(huán)節(jié)輸入電壓U&a、晚、庚間有如下關(guān)系： cac庚 U&a &R Ub u&b 由 U&c &Rcos1與cos0的矢量圖:L/fb'圖4 7日 淘并環(huán)節(jié)矢早圖 （fl） 6下埠一】C h> enFifj當cos 1時，各相為純有功電流，由圖（a）可見，電壓U&a、Ub、Uc雖較Ua、U&b、 Uc有變化，但幅值基本不變（即abc的面積與 a'b'c'的面積基本相等），故認為調(diào)差環(huán)節(jié)不反應(yīng)有功電流變化。當cos 0時，各相為純無功電流，由圖可見，輸出的線電壓三角形仍為正三角形，（但 a'b'c'的面積大于 abc的面積，）其大小隨無功電流增長而增大。輸出線電壓UL與輸入線電壓U l的關(guān)系為U l U l RI l ,反應(yīng)無功電流變化。由上面分析可知，調(diào)差環(huán)節(jié)輸出的控制電壓只反映無功電流的變化，而不受有功電流 變化的影響。15 .什么叫強勵？什么叫繼電強行勵磁？答：強勵是指發(fā)電機電壓出現(xiàn)大幅度下降時，把發(fā)電機轉(zhuǎn)子的勵磁電流迅速增大到最大允許值。把發(fā)電機勵磁回路中的磁場調(diào)節(jié)電阻RC 兩端用繼電器接點短接，使發(fā)電機勵磁電流增大，對發(fā)電機實行強勵的方法稱為繼電強行勵磁。16 滅磁的含義是什么？對自動滅磁裝置有何要求？滅磁的方法有哪幾種？答： （略）17 勵磁系統(tǒng)為何要采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS） ? PSS 的作用是什么？答： 由于常規(guī)的勵磁調(diào)節(jié)器是按電壓偏差比例調(diào)節(jié)， 而且勵磁控制系統(tǒng)存在慣性， 因此在長 距離、 重負荷的電力系統(tǒng)中， 勵磁系統(tǒng)會減弱系統(tǒng)的阻尼能力， 即降低發(fā)電機的阻尼轉(zhuǎn)矩 （負 阻尼效應(yīng)） ，使系統(tǒng)的動態(tài)性能變壞，從而引起電力系統(tǒng)低頻振蕩。為了保證勵磁控制系統(tǒng) 維持電壓穩(wěn)定的基本功能， 又能消除負阻尼效應(yīng)， 提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性， 勵磁系統(tǒng)常 采用PSS來達到這一目的。PSS 的作用是產(chǎn)生正阻尼轉(zhuǎn)矩， 抵消勵磁控制系統(tǒng)引起的負阻尼轉(zhuǎn)矩， 提高電力系統(tǒng)的 動態(tài)穩(wěn)定性。18 微機勵磁調(diào)節(jié)器有何特點？其匹配方案有哪幾種？答： （略）第五章 復習思考題1 電力系統(tǒng)自動調(diào)頻的任務(wù)是什么？對調(diào)頻系統(tǒng)有哪些要求？答：電力系統(tǒng)自動調(diào)頻的任務(wù)主要是對系統(tǒng)的頻率進行監(jiān)視，及時調(diào)整發(fā)電機的出力，使系統(tǒng)的有功功率達到新的平衡， 保證系統(tǒng)頻率在規(guī)定范圍內(nèi)。 此外， 在滿足頻率質(zhì)量的前提下， 還要考慮如何使發(fā)電成本最小， 即按經(jīng)濟原則在電廠和機組間分配有功負荷， 以達到 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。調(diào)頻系統(tǒng)應(yīng)有足夠的調(diào)整容量、調(diào)整精度和調(diào)整速度。2 電力系統(tǒng)為什么分一次調(diào)頻和二次調(diào)頻？有什么區(qū)別？答： 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時的頻率調(diào)整可以通過頻率的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻實現(xiàn)。 當系統(tǒng)負荷發(fā)生保護時， 系統(tǒng)中各發(fā)電機均按自身的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性， 不分先后同時通過各自的調(diào)速器系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)， 即一次調(diào)頻。 當負荷變動較大時， 一次調(diào)頻結(jié)束時的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率可能偏離額定較大。 如要使頻率回到額定值附近， 必須移動靜態(tài)調(diào)節(jié)特性， 即改變調(diào)速系統(tǒng)的給定 值，即通過二次調(diào)頻來實現(xiàn)。一次調(diào)頻是通過調(diào)速器調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實現(xiàn)， 其調(diào)節(jié)結(jié)果是發(fā)電機組的功率頻率特性曲線不變， 調(diào)整結(jié)束時系統(tǒng)的額定頻率值偏差較大， 屬于有差調(diào)節(jié)； 二次調(diào)頻通過調(diào)頻器調(diào)節(jié) 系統(tǒng)來實現(xiàn)， 其調(diào)節(jié)結(jié)果是發(fā)電機組的功率頻率特性曲線平移， 調(diào)整結(jié)束時系統(tǒng)的額定 頻率值偏差很小或趨于零，可實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。3 電力系統(tǒng)調(diào)頻廠的主要任務(wù)是什么？對調(diào)頻廠的選擇有什么要求？答：調(diào)頻電廠的主要任務(wù)是實現(xiàn)頻率的二次調(diào)整。 調(diào)頻廠一般是帶系統(tǒng)計劃外的負荷。對調(diào)頻電廠的選擇要求是： 應(yīng)有足夠的調(diào)整容量， 并且有足夠快的調(diào)整速度。 一般來說系統(tǒng)中有水電廠時應(yīng)選水電廠作調(diào)頻電廠， 沒有水電廠或水電廠不宜作調(diào)頻電廠時 （如洪水 期） ， 則選中溫中壓火電廠作調(diào)頻電廠。 在一個系統(tǒng)中如果一個調(diào)頻電廠的調(diào)整容量不夠時， 則可選擇幾個調(diào)頻電廠，并規(guī)定它們的調(diào)整頻率范圍和順序。4 .什么是電力系統(tǒng)集中式聯(lián)合調(diào)頻？集中式聯(lián)合調(diào)頻有何優(yōu)點?答：集中式聯(lián)合調(diào)頻是從全系統(tǒng)的角度確定各調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量，其主要過程是：將系統(tǒng)中各發(fā)電機組的實發(fā)功率、系統(tǒng)各線路潮流、各節(jié)點電壓等由各廠站端的遠動裝置送到調(diào)度中心，形成實時數(shù)據(jù)庫，調(diào)度中心計算機的相關(guān)軟件按預定的數(shù)學模型和調(diào)節(jié)準則確定各調(diào)頻電廠或調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量，并通過遠動通道把調(diào)節(jié)指令發(fā)送到各廠站調(diào)頻機組的控制器，使各調(diào)頻機組按指令執(zhí)行有功功率的調(diào)節(jié)。其優(yōu)點是：維持系統(tǒng)頻率為額定值，保證電能質(zhì)量，易于實現(xiàn)綜合優(yōu)化控制，使系統(tǒng)的潮流分布符合經(jīng)濟、安全等原則。5 .何謂電力系統(tǒng)負荷的靜態(tài)頻率特性？答：當頻率變化時，系統(tǒng)負荷消耗的有功功率也將隨著改變。這種有功負荷隨頻率而變化的特性稱為負荷的靜態(tài)頻率特性。6 .何謂負荷頻率的調(diào)節(jié)效應(yīng)？答：當系統(tǒng)中有功功率失去平衡而引起頻率變化時，系統(tǒng)負荷也參與對頻率的調(diào)節(jié)，有助于系統(tǒng)中有功功率在新的頻率值下重新獲得平衡，這種現(xiàn)象稱為負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。7 .發(fā)電機機組間的有功功率分配與其調(diào)差系數(shù)有何關(guān)系？答：有功功率的增量與調(diào)差系數(shù)成反比，調(diào)差系數(shù)小的承擔較大的有功功率增量，調(diào)差系數(shù)大的承擔較小的有功功率增量。8 .調(diào)速器通常分為哪些類型？它們各有什么特點?答：（略）9 .某電力系統(tǒng)中，與頻率無關(guān)的負荷占 30%,與頻率一次方成正比的負荷占 40%,與頻 率二次方成正比的負荷占 15%,與頻率三次方成正比的負荷占 15%。求系統(tǒng)頻率出 50Hz 下降到47Hz時，負荷功率變化的百分數(shù)及負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL*。解：頻率降為47Hz時，f 47/50 0.94得：Pl*0.3 0.4 0.94 0.15 0.942 0.15 0.943 0.9330.067(50 47)/501.117Pl* 1 0.933 0.067/PLfNPl*K L*fPl.nf*第六章復習思考題1 .試說明電力系統(tǒng)低頻運行的危害性。答：（略）2 .電力系統(tǒng)裝設(shè)自動按頻率減負荷裝置的作用是什么？答：電力系統(tǒng)裝設(shè)自動按頻率減負荷裝置的作用是限制系統(tǒng)頻率的下降。當電力系統(tǒng)出現(xiàn)較大的功率缺額，頻率急劇下降時，動用備用容量往往來不及有效地制止頻率的下降，須在電力系統(tǒng)中設(shè)置自動按頻率減負荷裝置，按頻率下降的程度自動切除部分負荷，以阻止頻率的下降。3 .何謂電力系統(tǒng)頻率的動態(tài)特性？答：電力系統(tǒng)由于有功功率平衡遭到破壞引起系統(tǒng)頻率發(fā)生變化，頻率從正常狀態(tài)過 渡到另一個穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時間過程，稱為電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性。4 .簡述自動按頻率減負荷裝置的工作原理。答：首先確定系統(tǒng)事故情況下的最大可能功率缺額，以及接入自動按頻率減負荷裝置的相應(yīng)的功率值。然后將該總功率按負荷重要程度的不同進行分級。當電力系統(tǒng)發(fā)生事故時， 自動按頻率減負荷裝置按照不同的頻率整定值動作，分級按順序地切除負荷， 直到頻率回升到恢復頻率的允許值范圍內(nèi)。5 .自動按頻率減負荷裝置的最大功率缺額如何確定？答：在何確最大功率缺額時應(yīng)考慮系統(tǒng)發(fā)生最嚴重事故，出現(xiàn)最大可能的功率缺額時的情況，以保證系統(tǒng)安全運行。由于自動按頻率減負荷裝置是針對事故情況的一種反事故措施， 并不要求系統(tǒng)頻率恢復至額定值，一般希望它的恢復頻率fr低于額定值，約為 49.550Hz之間，所以接到自動按頻率減負荷裝置最大可能的斷開功率Psmax可小于最大功率缺額PV max。當系統(tǒng)負荷PLN、系統(tǒng)最大功率缺額PVmax已知后，只要系統(tǒng)恢復頻率fr確定，就.1 max.1lax可按式 PPV.maxKL*PL.Ns.max/.1 K L* f*f*求得接到自動按頻率減負荷裝置的功率總數(shù)Ps.max °6 .系統(tǒng)發(fā)生功率缺額后，為要恢復發(fā)生功率缺額前的頻率值，應(yīng)切除多少負荷功率（假設(shè)發(fā)電 機組出力不變）？答：（略）7 .自動按頻率減負荷裝置為什么要分級動作？答：由于接于自動按頻率減負荷裝置的總功率是按系統(tǒng)最嚴重事故的情況來考慮的。然而，系統(tǒng)的運行方式很多，而且事故的嚴重程度也育很大差別，對于各種可能發(fā)生的事故， 都要求自動按頻率減負荷裝置能作出恰當?shù)姆磻?yīng)，切除相應(yīng)數(shù)量的負荷功率， 既不過多又不能不足，只有分批斷開負荷功率采用逐步修正的辦法，才能取得較為滿意的結(jié)果。因此，自動按頻率減負荷裝置采用分級動作。8 .自動按頻率減負荷裝置首級和末級動作頻率應(yīng)如何確定？答：（略）9 .何謂級差？級差強調(diào)選擇性和級差不強調(diào)選擇性有何差別？答：（略）10 .自動按頻率減負荷裝置為何要設(shè)置后備級（特殊級）？答：為了防止第i級啟動切除負荷以后，系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定在既低于我們希望的頻率恢復 極限值，但又不足以使下一級動作的頻率值上。為消除這種現(xiàn)象，要設(shè)置后備級，經(jīng)延時 后切除部分負荷功率，以便使頻率能恢復到允許的限值以上。11 .自動按頻率減負荷裝置在什么情況下可能會發(fā)生誤動作？應(yīng)采取什么措施? 答：（略）12 .微機自動按頻率減負荷裝置的設(shè)置有哪兩種模式？請說明這兩種模式如何應(yīng)用?答：（略）13 .電力系統(tǒng)中常用的穩(wěn)定性控制措施有哪些?答：（略）14 .假設(shè)某系統(tǒng)發(fā)電機的出力保持不變，負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù) Kl*不變，投入相當于10%負荷或者切除相當于10%負荷的發(fā)電機組，兩種情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率是否相同？為什么？ 答：（略）15 .某電力系統(tǒng)總負荷Pln 12500 MW,出現(xiàn)功率缺額 Pv.max2500 MW,負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)Kl 1.5。求下列情況下的結(jié)果：（1）如果不采取任何措施，求系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率？（2）如果希望系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率為48.5HZ,求應(yīng)切除多少負荷？解：（1） ffN PL一 50 -2500 6.667（Hz）Kl* Pl.n1.5 12500系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率為：f 50 6.667 43.333 （Hz） f*50 48.5500.03P s .maxPV.maxKl*Pl.N1 Kl* f*25001.5125000.032028.81 1.50.03(MW)接入自動按頻率減負荷裝置功率總數(shù)為2028.8MW 。答：如果不采取任何措施，系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率約為43.3Hz;如果希望系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率為48.5HZ ,應(yīng)切除的負荷為 2028.8MW 。第七章復習思考題1 .何謂故障錄波器？答：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或振蕩時， 自動記錄電力系統(tǒng)中有關(guān)電氣參數(shù)變化過程， 以便 于分析事故原因和研究防止對策的自動裝置。正常情況下，故障錄波器只進行數(shù)據(jù)采集，一般不啟動錄波，只有當發(fā)生故障或振蕩時才進行錄波。2 .微機故障錄波裝置有哪些優(yōu)點？答：微機故障錄波裝置的優(yōu)點：1）便于準確、及時地分析事故原因，根據(jù)分析結(jié)果找到 事故真正原因，以制定反事故措施；2）.為查找故障點提供依據(jù)；3）.積累運行經(jīng)驗，提高運行水平。3 .故障錄波裝置的啟動條件有哪些?答：（略）4 .故障錄波裝置的數(shù)據(jù)記錄方式有哪些？答：數(shù)據(jù)記錄方式分兩種：分時段記錄方式及不定長錄波。其中不定長錄波又分非振蕩故障啟動及特殊啟動方式。5 . 微機故障錄波裝置在記錄數(shù)據(jù)時，為何要分時段并且各時段有不同的采樣頻率？答： （略）6 . 故障錄波器的結(jié)構(gòu)模式有哪兩種？它們各有什么優(yōu)點？答：分散式結(jié)構(gòu)和集中式結(jié)構(gòu)。分散式結(jié)構(gòu)是目前先進的、流行的結(jié)構(gòu)， 其優(yōu)點有： （ 1 ）模擬量和開關(guān)量的信號調(diào)理部分全部置于各數(shù)據(jù)采集單元機箱內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊， 方便安裝在繼電屏柜內(nèi)； （ 2 ）多個數(shù)據(jù)采集單元通過以太網(wǎng)或者現(xiàn)場總線和分析管理單元相聯(lián)，采樣通道可以靈活配置。集中式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點有： （ 1）模擬量、開關(guān)量分別處理后再送至 CPU 插件，提高了抗干擾能力，易實現(xiàn)多 CPU 結(jié)構(gòu)； （ 2）多 CPU 結(jié)構(gòu)提高了裝置的可靠性，某個CPU 的損壞不會影響到別的 CPU ； （ 3 ）總線不外引，加強了抗干擾能力；（ 4）使裝置的容量可靈活配置。7 . 分散式故障錄波裝置如何進行同步對時？答：裝置配置內(nèi)置的 GPS 接受電路，接受同步脈沖信號進行對時。8 . 對故障錄波器的基本要求有哪些？答： （略）