电力系统自动化复习资料综述

1、二、简答。1、并列操作一台发电机组在未并入系统运行之前，他的电压UG与并列母线电压Ux的状态量往往不等， 需对待并发电机组进行适当的操作， 使之符合并列条件后才允许断路器QF合闸并作并网运行。2、同步发电机组并列时遵循如下的原则1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不宜超过 12 倍的额定电流。2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。3、准同期并列设待并发电机组 G 已加上了励磁电流，其端电压为UG ，调节待并发电机组小的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作。一个条件为：电压差Us不能超过额定电压的5%10%准

2、同期并列优点并列时冲击电流小， 不会引起系统电压降低； 不足是并列操作过程中需要对发电机电压、频率进行调整，并列时间较长且操作复杂。4、自同期并列（ 1）将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网速度，在滑差角频率 wS 不超过允许值，且机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器QF，接着立刻合上励磁开关KE,给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中， 由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。 叫自同期并列。2）自同期并列优点：并列过程中不存在调整发电机电压的问题，操作简 单投入迅速；当系统发生故障时，能及时投入备用机组，缺点：并列时产生很大的冲击电流，对发电机不利；并

3、列发电机未经励磁，并列时会从系统中吸收无功而 造成系统电压下降。5、准同期并列理想条件并列断路器两侧电源电压的电压幅值相等，频率相等，相角差为006、准同期并列的实际条件(1)电压幅值差不超过额定电压的 5%-10%(2)合闸相角差小于10度。(3)频率不相等，频率差为 0. 10.25HZ。7、频差fs=fGfx,范围：0.1 0.25HZ。滑差s：两电压向量同方向旋转，一快一慢，两者间的电角频率之差称之为滑差角频率之差，称之为滑差角频率，简称滑差。滑差周期为Ts =-=-0I'sl fs频差fs、滑差s与滑差周期Ts是可以相互转换的。8、脉动电压断路器QF两侧的电压差us为正弦脉动

4、波，所以us又称脉动电压。其最大幅值为2UG。9、越前时间考虑到短路器操董昂机构和合闸回路控制电器的固有动作时间，必须在两电压向量重合之前发出合闸信号，即取一提前两。这段时间一般称为“越前时间”。恒定越前时间：由于越前时间只需按断路器的合闸时间进行整定，整定值和滑差及压差无关，故称“恒定越前时间”。10、不能利用脉动电压检测并列条件的原因之一它幅值与发电机电压及系统电压有关， 使得检测并列条件的越前时间信号和频率检测引入了受电压影响的因素， 造成越前时间信号时间误差不准， 如使用会引起合闸误差。11、励磁电流励磁功率单元向同步发电机的转子提供直流电流。12、同步发电机励磁控制系统的任务（ 1）

5、电压控制。（ 2）控制无功功率的分配。（ 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）水轮发电机组要求实现强行减磁。13、防止过电压由于水轮发电机组的调速系统具有较大的惯性， 不能迅速关闭导水叶， 因而会是转速急剧上升。 如果不采取措施迅速降低发电机的励磁电流， 则大电机电压有可能升高到危机定子绝缘的程度， 所以在这种情况下， 要求励磁自动控制系统能实现强行减磁。14、 大容量的机组担负的无功增量应相应地大，小容量机组的增量应该相应地小。只要并联机组的“UG-I Q*”特性完全一致时，就能使得无功负荷在并联机组间进行均匀的分配。 自动调压器不但能持个发电机的端电

6、压基本不变， 而且能对其“UG-I Q*”外特性曲线的斜度人以进行调整，以达到及组件无功负荷合理分配的目的。15、改善电力系统的运行条件1）改善异步电动机的自启动条件； 2）为发电机异步运行创造条件；3）提高继电保护装置工作的正确性。16、 直流励磁机励磁系统： 同步发电机的容量不大， 励磁电流由于与发电机组同轴的直流发电机共给。17、 交流励磁机励磁系统： 大量机组的励磁功率单元就采用了交流发电机和搬到离蒸馏元件组成的交流励磁机励磁系统。18、 静止励磁系统： 用发电机自身作为励磁电源的方法， 即以接于发电机出口的变压器作为励磁电源， 经硅整流后供给发电机励磁， 这种励磁方式称为发电机自并励

7、系统。19、静止励磁系统的主要优点： 1）励磁系统接线和设备比较简单，无转动部分，维护费用较少，可靠性高。 2）不需要同轴励磁机，可缩短主轴长度，这样可以减小基建投资。3）直接用晶闸管控制转子电压，可获得很快的励磁电压响应速度， 可近似认为具有阶跃函数那样的响应速度。 4） 由发电机机端取得励磁能量。20、为什么要进行灭磁？答： 当转子磁场已经建立起来后， 如果由于某种原因需强迫发电机立即退出工作时，在断开发电机断路器的同时，必须使转子磁场尽快消失，否则，发电机会因过励磁而产生过电压，或者会使钉子绕组内部的故障继续扩大。21、灭磁就是将发电机转子励磁绕组的磁场尽快地减弱到最小程度。 当然， 最

8、快的方式是将励磁回路断开，灭磁时，献给发电机转子绕组GEVWf联一灭磁电阻Rm然后再断开励磁回路。灭磁过程中，转子绕组GEWft端电压始终与RmW端的电 压em相等。理想灭磁：在灭磁过程中，始终保持载子绕组的端电压为最大允许值不变，转子贿赂的电流应始终以邓速度减小，直至为零。（即U不变，I等速减小）22、移相触发单元：是励磁调节器的输出单元，它根据综合放大单元送来的综合 控制信号USm的变化，产生触发脉冲，用以触发功率整流单元的晶闸管，从而改 变可控整流框的输出，达到调节发电机励磁的目的。23、调差系数：发电机带自动励磁调节器后，无功电流 Iq变动时电压UC基本维 持不变。调节特性稍有下倾，下

9、倾程度是表征发电机励磁控制系统运行特性的重 要参数。它表示了无功电流从零增加到额定值时发电机电压的相对变化，调差系数越小，无功电流变化时发电机电压变化越小。 所以调差系数表征励磁控制系统 维持发电机电压的能力。24、当调差系数大0时为正调差系数；小于0时，为负调差系数；等于0时为无 差调节，在实际运行中，发电机一般采用正调差系数。而负调差系数一般只能用 于大型发电机一变压器组单元接线时采用。25、自动励磁调节器的辅助控制1）最小励磁限制（发电机欠励磁运行时，发电机吸收系统的无功功率，这 种运行状态称为进相运行。发电机进相运行时受静态稳定极限的限制）。2）瞬时电流限制（励磁调节器内设置的瞬时电流

10、限制器检测励磁机的励磁 电流，一旦该值超过发电机允许的强励顶值，限制器输出即由正变负）。3）最大励磁限制。是（为了防止发电机转子绕组长时间过励磁而采取的安全措施。按规程要求，当发电机端电压下降至 80%-85%:定电压时，发电机励磁应迅速强励到顶值电流，一般为 1. 62倍 额定励磁电流）4）伏/赫限制器。（用于防止发电机的端电压与频率的比值过高，避免发电机及与其相连的主变压器铁心饱和而引起的过热）。27、励磁系统稳定器：在励磁控制系统中通常用电压速率反馈环节来提高系统的稳定性，即将励磁系统输出的励磁电压微分后，再反馈到到综合放大器的输入端。这种并联校正的微分负反馈网络称为励磁系统稳定器。28

11、、电力系统稳定期的作用去产生正阻尼以抵消励磁控制系统引起的富阻尼转矩，有效抑制低频振荡。29、负荷的调节效应：当系统频率变化时，整个系统的有功功率随着改变，即Pl=F （f ）这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷功率一频率特性，是负荷 的静态频率特性。30、电力系统频率及用功功率的自动调节：一次原动机调速器、二次原动机调频贵、三次经济分配。调速器对频率的调节作用称为一次调节；移动调速系统系统 特性曲线使频率恢复到额定值的调节为二次调节，即调频装置的调节是二次调节。频率三次调整：第三次负荷变化可以用负荷预测的方法预先估计到，将这部分负荷按照经济分配原则在各方电厂进行分配。31、分区调频法特点主

12、要由该区内的调频厂来负担，其他区的调频厂只是支援性质，因此区间联 络线上的功率基本应该维持为计划的数值。32、EDC称为三次经济调整。最经济的分配是按等位增率分配负荷。微增率是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值。等微增率法则：运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷，这样就可使系统总的燃料消耗为最小， 从而是最 经济的。耗量微增率随输出功率的增加而增大33、按频率自动减负荷: 采取切除相应用户的办法减少系统的有功缺额，使系统频率保持在事故允许的限额内。34、电力系统电压控制措施（ 1）发电机控制调压。（ 2）控制变压器变比调压。（ 3）利用无功功率补偿设备的调压，补偿设备为电容，同步调相

13、机。（ 4）利用串联电容器控制电压。35、电力系统调度的主要任务1） 保护供电的质量优良。2） 保证系统运行的经济性。3） 保证较高的安全水平选用具有足够的承受事故冲击能力的运行方式保4） 证提供强有力的事故处理措施。36、 在电力系统调度自动化的控制系统中， 调度中心计算机必须具有的两个功能其一是与所属电厂及省级调度等进行测量读值， 状态信息及控制信号的远距离的，高可靠性的双向交换，简称为电力系统监控系统，即SCADA另一是本身应具有的协调功能。具有这两种的电力系统调度自动化系统称为能量管理系统EMS这种协调功能包括安全监控及其他调度管理与计划等功能。37、在电力系统正常系统运行状态下，自动

14、发电控制（ AGC的基本功能1） 使发电自动跟踪电力系统负荷变化；2）响应负荷和发电的随机变化，维持电力系统频率为额定值（50HZ）；3）在各区域间分配系统发电功率，维持区域间净交换功率为计划值；4）对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率；5）监事和调整备用容量满足电力系统安全要求。38、 网络拓扑分析的基本功能根据开关的开合状态 （遥信信息） 和电网一次接线图来确定网络的拓扑关系，即节点一支路的连通关系，为其他做好准备。39、电力系统状态估计是电力系统高级应用软件的一个模块。SCAD做据库的缺点：1）数据不全；2）数据不精确；3）受干扰时会出现不良数据。状态估计： 能够把不全的数据填平补齐

15、， 不精确的数据去粗取精， 同时找出错误的数据去伪除真，是整个数据系统和谐严密，质量和可靠性得到提高。40、电力系统的运行状态可划分为：1）正常运行状态（正常运行状态时系统满足所有的约束条件，即有功功率和无功功率保持平衡）；2）警戒状态；3）紧急状态；4）恢复状态。41、 能量管理系统（ EMS） 是以计算机为基础的现代电力系统的综合自动化系统，主要针对发电和输电系统。根据能量管理系统技术发展的配电管理系统（DMS）主要针对配电和用电系统。 所面对的对象是电力系统的主干网络， 针对的是高电压系统，而供电和配电是处在电力系统的末端，它管理的业务是电力系统的细支末节，针对的是低压网络。配电管理系统

16、（DMS :配电网数据采集和监控，地理信息系统，各种高级应用软件和需方管理等，连同配电自动化一起组成。42、调节器的静态工作特性测量单元工作特性、 放大单元特性 （采用余弦波触发器的三相桥式全控整流 电路）、输入输出特性（将大与测量比较单元、综合放大单元特性相配合就可方便的求出励磁调节器的静态工作特性）。在励磁调节器工作范围内4升高，UVR急剧减小，a降低，Uvr急剧增加。发电机励磁调节特性是发电机转子电流Ief与无功负荷电流I Q 的关系。43、 电压幅值差和相角差产生的冲击电流各为什么分量？有功还是无功？危害？幅值差： 冲击电流的无功分量，电动力对发电机绕组产生影响， 由于定子绕组端部的机

17、械强度最弱，须注意对它的危害。相角差：冲击电流为无功分量，机组联轴受到突然冲击。44、什么是自同期并列？操作过程与准同期有何区别？自同期的优缺点？自同期并列就是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近电网频率， 滑差角频率不超过允许值， 在机组加速度小于某一给定值的条件下， 首先合上并列断路器， 接着立刻合上励磁开关， 给转子加上励磁电流， 在发电机电动势逐渐增加的过程中，由电力系统将并列发电机拉入同步状态。区别：自同期：先合断路器，而后给发电机组加励磁电流，由电力系统将并列发电机拉入同步。准同期：先合发电机组加励磁电流，再合并列断路器，以近于同步运行条件进行并列操作。自同期优点：操作简单，不需

18、要选择合闸时刻，系统故障时， 应用自同期并列可迅速把备用水轮机投入电网。 缺点： 不能用于两个系统； 会出现较大的冲击电流； 发电机母线电压瞬时下降， 对其他用电设备的正常工作产生影响，自同期并列方法受限制。3 . 采用怎样的方法获得恒定越前时间？它采用的提前量与恒定时间信号，即在脉冲电压Us 到达电压相量UG、 UX 重合之前 tXJ 发出合闸信号，一般取t XJ 等于并列装置合闸出口继电器动作时间 t C和断路器合闸时间tQF之和4 . 什么是整步电压？分几种？什么是线性整步电压？整步电压指自动并列装置检测并列条件的电压。分为线性整步电压和正弦型。线性整步电压只反映 3和J之间的相角差特性

19、，而与它们的电压幅值无关， 从而使越前时间信号和频率差的检测不受电压幅值的影响，提高了控制性。5 . 励磁电流是通过调节什么来维持电压给定的？ 励磁电流6 . 励磁静态稳定的影响？从单机向无限大母线送电为例，发电机输出功率公式。a.无励磁调节时，Eq为定值，6=90°处于稳定极限公式。b.有励磁调节器U=C,功角特性为外功角特性B,稳定极限6' >90。提高了 静态稳定能力。c.按电压偏差比例调节的励磁系统，E=常数，功角特性为曲线C,稳定极限 T >90°。提高静态稳定能力。7 . 励磁对静态稳定的影响设正常运行情况下，发电机的输出功率为PGo在a点运

20、行，当突然受到某种扰动后，运行点变为bo由于动力输入部分存在惯性，输入功率仍为Pgo,转子加速。运行点向F运动，过F点后转子减速。仅当加速面积&减速面积时，系统才能稳定，发电机加强励，受扰动后运行点移动至加上，减小了加速面积，增大了减速面积，改善了暂态稳定性。8 . 励磁稳定快速响应条件？缩小励磁系统时间常数；尽可能提高强行励磁倍数9 . 什么是发电机的强励作用？当系统发生短路性故障时，发电机的端电压将下降，这时励磁系统应强行励磁， 向发电机的转子回路输送较正常额定值多的励磁电流。 以利于系统安全运行，称为强励作用。10 . 励磁系统如何改善运行条件？a.改善异步电动机的自启动条件。b

21、.为发电机异步运行创造条件。c.提高继电保护装置工作的正常性11 .对励磁功率的要求1. 要求励磁功率单元有足够的可靠性具有一定的调节容量2. 具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。12 . 励磁系统分几种，各自特点，如何实现无刷励磁，无刷励磁系统的特点励磁系统分为直流励磁系统、 交流励磁系统和静止励磁系统、 发电机自并励系统，直流励磁系统分为自励和他励，交流励磁系统又分为他励和无刷。如何实现无刷：首先它的副励磁机是永磁式发电机，磁极旋转电枢静止。然后主励磁机的电枢硅整流元件、 发电机的励磁绕组都在同一个轴上旋转， 因此消除了电刷。特点： 1. 无碳刷和滑环，维护工作量可大为减少2. 发电机励

22、磁由励磁机独立供电，供电可靠性高，并且电子无刷，整个励磁系统可靠性更高 3. 发电机的励磁控制是通过调节交流励磁机的励磁实现的，因而励磁系统的响应速度较快4.发电机转子回路无法实现直接灭磁，也无法实现对励磁的常规检测 5. 要求旋转整流器和快速熔断器等有良好的机械性能，能承受高速旋转的离心力 6. 电机的绝缘寿命较长。13 . 静止励磁系统如何工作？它电机端励磁变压器供电给整流器电源经三相全控整流桥直接控制发电机的 励磁14 .励磁系统整流电路主要任务？将交流电压整流成直流电压供给发电机励磁绕组或励磁机的励磁绕组。15 .对全控励磁系统,导通角如何计算？Ud=1.35Eab cos B16 .

23、三相全控桥触发角在什么范围内处于整理状态？逆变状态？在产90二时输出平均电压Ud为正，三相全控桥工作在整流状态。在a >90二时输出平均电压Ud为负，三相全控桥工作在逆变状态。17 .对励磁调节器进行调整主要满足哪几方面的要求？1 .发电机投入和退出运行时能平稳的改变无功负荷，不致发电无功功率的冲击。2.保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配。18 .励磁调节的三种类型？特性曲线各自有什么特点？1 .无差调节：特性曲线为一条水平的直线。2.负调差：特性曲线的斜率为正， 调差系数为负。3.正调差：特性曲线的斜率为负，调差系数为正。19 .调差公式中各变量的关系§=U1-Ug2

24、/Ugn=UG1*-Ug2*=AJG*。 UG1左载条件下的电压，UG2：额定无功下的电压。调差系数表征了无功电流从零增加到额定值时发电机电压的相对变化，表征了励磁控制系统维持发电机电压的相对变压。20 .励磁系统稳定性分析方法。根轨迹计算方法？如何提高系统稳定性？改善励 磁系统的稳定性如何分析？对任一线性自动控制系统，求得其传递函数后，可根据特征方程，按照稳定 判据来确定其稳定性（根轨迹法）根轨迹是当开环系统某一参数从零变化到无穷大时，闭环特性方程的根在S 平面上移动的轨迹。系统的闭环特性方程： 1+G(S)H(S)=0。幅值条件：I G(S)H(S) | 二1。相角条件/G(S)H(S)=

25、(2K+1) n。改善：可在发电机转子电压 UE处增加一条电压速率负反馈回路。改善后将 该反馈回路换算到Ede处由于新增了一对零点，把励磁系统的根轨迹引向左半平 面，从而便控制系统的稳定性大为改善。21 .PSS 的作用 ?答：PSS是电力系统稳定器，作用：产生一个正阻尼用以抵消励磁控制系统 的负阻尼。22 调频与哪些因素密切相关？答： 1)调频与有功功率的调节是不可分开的；2)负荷变动情况的几种不同分量：频率较高的随机分量；脉动分量；变动很缓慢的持续分量。23什么是负荷调节特性和发电机调节特性？电力系统频率特性？答：如果系统的频率升高，负荷功率将增大，也就是说，当系统内机组的输入功率和负荷功

26、率之间失去平衡时， 系统负荷也参与了调节作用， 他的特性有利 于系统中有功功率在另一频率值下重新平衡。有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率频率特性； 由于频率变化而引起发电机组输出功率变化的关系称为发电机组的功率频率特性或调节特性。发电机的调节特性：当系统负荷增加而使频率下降到 f1 时，则发电机组由于调速器的作用，使输出功率增加，可见对应于频率下降发电机组的输出功 率增加在，很显然这是一种有差调节，其特性称为有差调节特性。24 .什么是同步时间法？优缺点？答：同步时间法就是按照频率偏差的积分值来进行调节，因为频率偏差的积分反映了在一定时间段内同步时间对标准时间的偏差，调节方程为：fdt

27、k.PL=0。优点：可以完全消除系统的频率偏差；适用于众多电厂参与调整。缺点：调节速度比较缓慢，不能保证频率的瞬时偏差在规定范围内。25 .什么是AGCS频？可以完成什么任务？答：AG久自动发电控制调频。可以完成白任务：1）维持系统频率为额定值。2）控制地区电网间联络线的交换功率与计划值相等，使有功功率就地平衡。3）在安全运行的前提下，在所管辖的范围内，机组间负荷实现经济分配。26 .什么是频率联络线功率偏差控制？答：按照频率偏差又按照联络线交换功率进行调节，维持各地区电力系统负荷波动的就地平衡。27 .电力系统经济调度与哪些量密切相关？答：在保证频率质量和系统安全运行的前提下， 如何使电力系

28、统运行有良好 的经济性，这就是电力系统经济调度控制。它与每台机组承担的负荷及对应的燃 料消耗有关。28 .自动低频减载的工作原理？答：当电力系统发生严重的功率缺额时， 低频减载装置的任务就是迅速断开 相应数量的用户负荷，使系统频率在不低于某一允许值的情况下， 达到有功功率 平衡，以确保电力系统安全运行，防止事故进一步扩大。这是防止电力系统发生频率崩溃的系统性的保护装置。29自动低频减载的动作顺序？各级如何选择？答： 第一级启动频率： 在事故初期及早切除负荷功率， 对于延缓频率下降过程是有利的。第一级启动频率最高选择值在48.549Hz之间。最末一级启动频率： 在电力系统中允许最低频率受到频率崩

29、溃和电压崩溃的限制，一般取4648.5Hz之间。频率级差：n= (f1-fn ) /Af +1, n级数越大，每极开断的功率越少，适应性越好。原则： 1) 按照选择性确定频率级差， 强调各级元件动作顺序， 要求在前一级动作后还不能制止频率下降的情况下， 后一级才能动作。2) 级差不强调选择性。30什么是特殊级？为什么要设置？该级动作频率(时间)如何考虑？答： 特殊级用在基本轮动作后， 用以恢复系统频率达到可以操作的较高数值。启动频率不低于前面基本轮的启动频率，动作时间限位系统时间常数的 2-3倍，最小动作时间为1020s31. 什么是SCAD解统？答： 与所属电厂及省级调度等进行测量读值、 状态信息及控制信号的远距离、高可靠性的双向交换。32. 电力系统调度采用的安全分析方法是什么？答：安全性分析即确定系统对预期发生的扰动的鲁棒性1 )静态安全分析：