自动装置课后答案

1、第一章绪论习题答案一、名词解释1电力系统自动装置 答：直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。2电力系统自动化 答：应用远动通信技术和计算机技术，对电力系统进行自动监视、控制和调度，更好地保证安全、经济运行和电能质量。二、问答题1电力系统包括哪些主要自动装置，如何配置，各自有什么作用？答：1）自动并列装置，配置在待并发电机的同期断路器和解列为两部分系统的同期断路器上。保证并列操作的正确性和安全性。2）自动调节励磁装置，配置在发电机的励磁系统，保证电压水平，提高电力系统的运行稳定性；实现并联运行的发电机间无功功率的合理分配。3）自动调频装置，配置在发电机的调频系统，保证系统频

2、率水平且使系统负荷在同步发电机之间实现最优经济分配。 4）自动重合闸装置，配置在1KV及以上的架空线路和电缆与架空混合线路的上。提高输电线路供电的可靠性。5）备用电源和备用设备自动投入装置，配置在发电厂厂用电、变电站站用电及重要用电单位。提高用户供电的可靠性。6）自动按频率减负荷装置，配置在变电站中。防止电力系统因事故发生有功功率缺额时频率的过度降低，保证了电力系统的稳定运行和重要负荷的正常工作。2电力系统自动化的主要任务？答：（1）保证电能质量：频率、电压、波形。（2）提高系统运行安全性。（3）提高事故处理能力。（4）提高系统运行经济性。3电力系统自动化技术包括的内容？答：电力系统自动装置，

3、电力系统调度自动化。4电力系统自动装置包括的内容？答：自动并列装置，自动调节励磁AER ，自动调频，自动重合闸ARD；备用电源和备用设备自动投入ATS；自动按频率减负荷AFL及自动解列、电气制动、水轮发电机自动起动及自动切负荷、火电厂事故减出力、水电厂事故切机等，第二章 同步发电机自动并列装置习题答案2-1并列的方法有哪两种？如何定义？各有何特点？ 答：1）准同步并列：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。准同步并列的优点是并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低；不足是并列操作过程中需要对

4、发电机电压、频率进行调整，并列时间较长且操作复杂。2）自同步并列：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动机转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。自同步并列的优点是并列过程中不存在调整发电机电压、频率的问题，并列时间短且操作简单，在系统电压和频率降低的情况下，仍有可能将发电机并入系统，容易实现自动化；不足是并列发电机未经励磁，并列时会从系统中吸收无功而造成系统电压下降，同时产生很大的冲击电流。2-2准同步并列的实际条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果？答：1）待并发电机与系统电压幅值接近相等，电压差不应超过额定电压的5%10%。2）在断路器

5、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°。3）待并发电机电压与系统电压的频率应接近相等，频率差不应超过额定频率的0.2%0.5%。如果不满足并列条件，将产生冲击电流，引起发电机产生振荡，严重时冲击电流产生的电动力会损坏发电机，振荡导致发电机失步，造成并列不成功。 2-3为什么要在=00之前提前发合闸脉冲？答：发电机准同步并列要求并列断路器主触头闭合时，应使等于0°。由于断路器的合闸过程有一定的时间，因此必须在=0°导前一个时间tad发出合闸脉冲。2-4自动准同步装置的任务是什么？答：应能自动检定待并发电机和系统母线间的压差、频

6、差大小，当满足要求时，导前（=0°）tad时间自动发出合闸脉冲命令，使断路器主触头闭合时=0°。如果压差或频差不满足要求，则检出压差和频差方向，对待并发电机进行电压或频率的调整，以加快自动并列的过程。2-5何谓整步电压？答：包含同步条件信息量的电压。2-6说明全波线性整步电压的特点。答：1）uzb最大值E对应=0°或360°，最小值对应=180°。所以线性整步电压包含了相角差信息量。2）uzb波形和顶值电压与uG、usys  的幅值无关，不包含压差信息量。3）uzb的斜率与fs成正比，包含了频差信息量。2-7试分析线性整步电压最低值不

7、为零时，对导前时间有何影响？答：如图线性整步电压最低值不为零Uzb相当于比例电路形成的电压 上叠加一个直流分量，导致tad两增大。2-8 说明自动准同步装置中导前时间脉冲和导前相角脉冲的根本区别。答：导前时间脉冲脉冲 终止于=0°，对应的tad=nRC，tad仅与电路参数R、C值及n值有关，不受频差、压差大小变化的影响。恒定导前相角脉冲 对称于=0°， 对应的 不受频差、压差大小变化的影响。2-9   自动准同步装置由哪几个部分构成？各部分的作用是什么？答：ZZQ5型自动准同步装置由合闸部分、调频部分、调压部分和电源部分组成。1）合闸部分作用：检查并列条

8、件，当并列点处两侧的压差、频差均满足要求时，导前（=0°）tad时间自动发出合闸脉冲命令，使断路器主触头闭合时=0°；当压差或频差不满足要求时，闭锁合闸命令。2）调频部分作用：鉴别频差方向，当发电机频率高于系统频率时，应发减速脉冲；当发电机频率低于系统频率时，应发增速脉冲。3）调压部分的作用：鉴别 压差方向,当发电机电压高于系统电压时发降压脉冲，当发电机电压低于系统电压时发升压脉冲，使发电机电压趋近系统电压；当压差满足并列条件时解除压差闭锁。4）电源部分作用：为准同步装置提供直流电源。2-10说明频差大小检查的方法及原理。答：1）方法：比较导前时间脉冲和导前相角脉冲出现的先

9、后次序2）频差大小的检查原理设恒定导前时间所对应的相角为t ，恒定导前相角所对应的时间为  ，则在某一滑差s下有                                         整定&

10、#160;                      式中 为的整定滑差。整理可得如下关系           当 <tad ，即 比 后出现时，有|S| > |s.set|；频差不满足要求；当 > tad  ，即 比 先出现时，有|S| &

11、lt; |s.set|，频差满足要求； = tad， 和 同时出现时，有|S| = |s.set|。频差刚好满足要求。所以，通过比较 与 出现的先后次序，可以检查频差大小。2-11画出合闸方框图，说明其流程，并分析当满足准同步条件时才发合闸脉冲。 答：流程：uG，uSyS经整形电路获得方波，经混频、低通滤波获得UZb，UZb经比例微分电路和电平检测电路获得 ，uzb经电平检测电路得到恒定导前相角脉冲 ；电源闭锁电路装置判断投入电源时间，由调压部分给出压差检查结果UU，最后由合闸逻辑电路决定是否发出合闸命令。合闸逻辑检查并列条件，当并列点处两侧的压差满足要求时，输出UU低电位，投入电源12s时

12、为低电位； 比 先出现时，频差满足要求，则导前（=0°）tad时间自动发出合闸脉冲命令，使断路器主触头闭合时=0°；当压差或频差不满足要求时，闭锁合闸命令。2-12自动准同步装置主要输入信号和输出信号？答：输入信号：uG，uSyS状态量输入；tad   ，s.set ，  等并列点数字量，工作状态及复位按钮。输出信号：A.合闸脉冲及信号；B增速脉冲及信号；C减速脉脉冲及信号 ；D升压脉冲及信号；E.降压脉冲及信号；F.同步信号2-13说明频差方向鉴别的方法。答：利用uG和usys后沿与usys和uG高低电位相对关系（1）fG<f

13、sys：在0º<<180º，usys后沿位置落在uG高电位区间；（2）fG>fsys：在0º<<180º， uG后沿位置落在usys高电位区间。2-14对调频部分有哪些基本要求？定性画出调频部分的构成框图。答：基本要求：1）正确鉴别频差方向。2）按频差比例调节。3）调频脉冲宽度可调。4）当频差过小（小于0.05Hz）时自动发加速命令。2-15说明压差大小和方向鉴别原理。答：用直接比较法鉴别压差大小和方向设|U|=| - |    当 <Uact时，电平检测1，2不动作，表示压差满足要求，不

14、闭锁合闸脉冲；当 >Uact时，电平检测电路动作，表示压差不满足要求，闭锁合闸脉冲，不允许合闸。当Uan= - >0，且Uan-Uset>Uact  ，电平检测1动作，发降压命令； 当Ubn= - >0，且 Ubn-Uset>Uact  ，电平检测2动作, 发升压命令。2-16某发电机并列断路器的合闸时间为0.28s，当要求频差控制在0.2Hz时，若采用自动准同步装置来使系统并列，试求导前相角脉冲的导前角度为多少度？ ZZQ5型装置需整定的参数有哪些？是调整哪些元件？答：并列装置中整定tad=tYC，则 =2*1800*0.2*0.2

15、8=20.160ZZQ5型装置需整定的参数有1)tad调整元件是：R111 、C103  C104  C106其中作粗C调，R111作细调，一般tadtYC另外通过调整R120整定电平检测动作电压也可改变tad值。2）ad调整元件是：通过调整R142整定电平检测动作电压， 3）加速脉冲宽度：调整R241；减速脉冲宽度：调整R240。4）调压脉冲间隔时间：调整R333；调压脉冲时间：调整R335。 2-17 自动准同步装置中，导前相角因故增大1倍或缩小1倍，试问发电机并列时有何现象？答：比较导前时间脉冲和导前相角脉冲出现的先后次序检查频差大小,为正确检查频差，整定t

16、ad=tYC， ，若将导前相角ad增大1倍，则在相当于2倍的Wset下合闸，将使发电机产生振动，严重时导致发电机失步，造成并列不成功。若将导前相角ad缩小1倍,ZZQ5将按照Wset/2作为滑差定值进行频差检查,即频差条件减少1倍,使发电机调整过程加长。2-18   自动准同步装置，若接入uG时极性反接或将uG和usys两者接错，试分析装置的行为，有何现象和结果？答：1）若接入uG时极性反接，产生的线性整步电压Uzb移相1800，即Uzb.max对应=180º。对合闸部分的影响：造成 和 在=180º前出现，如果此时合闸，将产生很大的冲击电流。对调频部分

17、的影响：uG和usys后沿与usys和uG高低电位相对关系也移相180º，调频方向不受影响，但区间鉴别电路将在=（180º+500）左右输出低电位脉冲，允许调频。对调压部分无影响。2）若将uG和usys两者输入互换，则电压，频率向相反方向调整，即压差、频差值变大，无法实现并列。2-19模拟式并列装置存在的主要问题是什么？答：模拟式并列装置是认为s是匀速的，但实际上是多变的，如系统频率不很稳定或发电机转速是变化的，都会有不同程度的加速度。特别是对合闸时间较长的断路器，合闸瞬间相角差会很大，引起很大的冲击电流。或为了获得稳定的s，把并列过程拉得很长。另外，由于装置元件老化或因温

18、度变化引起的参数变化，也将使导前时间产生误差。2-20数字式并列装置的定义及主要特点是什么？定义：借助于微处理器的高速处理信息能力，利用编制的程序，在硬件配合下实现发电机并列操作。主要特点：由于利用微处理器具有高速运算功能和逻辑判断能力，使对机组的调节更加快速，更加精确，在频差满足要求后，随时确定理想导前相角，使合闸瞬间冲击电流更小，同期过程缩短。第三章 同步发电机自动调节励磁装置习题答案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，加快

19、系统电压的恢复，改善电动机的自起动条件。（5）限制发电机突然卸载时电压上升。（6）发电机故障或发电机变压器组单元接线的变压器故障时，对发电机实行快速灭磁，以降低故障的损坏程度。2、同步发电机的励磁方式有哪几种？各有何特点？直流励磁机供电；交流励磁机经半导体整流供电；静止电源供电。直流励磁机特点：结构简单，但靠机械整流子换向，有炭刷和整流子等转动接触部件，维护量大，造价高，励磁系统的容量受限制。交流励磁机经半导体整流（无刷）特点1)励磁系统的容量不受限制。2)不受电网干扰，所以可靠性高。3）取消了滑环和炭刷，维护量小。由于不存在火花问题，不易引起火灾。4）因为没有炭粉和铜末引起电机线圈污染，故绝

20、缘的寿命较长。5）无法对励磁回路进行直接测量，如转子电流、电压，转子绝缘等。6）无法对整流元件等的工作情况进行直接监测。7）对整流元件等的可靠性要求高，静止电源供电（自并励）特点：1) 结构简单、可靠性高、造价低、维护量小。2) 没有励磁机，缩短了机组长度，可减少电厂土建造价3) 直接用可控硅控制转子电压，可获很快的励磁电压响应速度。4）保护配合较复杂3、同步发电机有哪几种励磁调节方式？有何根本区别？1）按电压偏差的比例调节：是一个负反馈调节，将被调量与给定值比较得到的偏差电压放大后，作用于调节对象，力求使偏差值趋于零，所以是一种“无差“调节方式。2）补偿型励磁调节，输入量并非是被调量，它只补

21、偿定子电流和功率因数引起端电压的变化，仅起到补偿作用，调节的结果是有差的。4、何谓复式励磁和相位复式励磁？有何区别？1）复式励磁调节：若将发电机定子电流整流后供给发电机励磁，以补偿定子电流对端电压的影响。仅补偿定子电流对端电压的影响2）相位复式励磁调节：将发电机端电压和定子电流的相量和整流后供给发电机励磁，则可以补偿定子电流和功率因数（无功电流）对端电压的影响。即补偿定子电流又补偿功率因数对端电压的影响。相位复式励磁的补偿效果好于复式励磁5、励磁系统中可控整流电路的作用是什么？控制角<90°，将交流变换为可控制的直流供给励磁绕组；控制角>90°，将带感性负载的直

22、流逆变为交流，进行灭磁。6、画出三相全控桥式整流电路的输出电压平均值和控制角的关系曲线。输出电压平均值与 的表达：    7何谓三相全控整流桥的逆变？实现逆变的条件是什么？逆变：限制在90°180°内，而输出平均电压 则为负值，电路将直流电能变换为交流电能，并反馈回到交流电网中去，实现快速灭磁。实现逆变的条件是：(1)    负载必须是电感性负载，且原来储存能量，即三相全控桥原来工作在整流工作状态。(2)    控制角应大于90°小于180°，三相全控桥的输出电压平

23、均 为负值。(3)    逆变时，交流侧电源不能消失，这是由于逆变是将直流侧电感储存的能量向交流电源反送的过程。8何谓逆变角？逆变角过小时有何现象发生？1）逆变角在逆变工作状态下， =180°- 。最小逆变角 取30°。否则会造成逆变失败。9、半导体励磁调节器有哪些主要单元？各单元有何作用？调差单元正调差特性发电机可维持无功电流的稳定分配，能稳定电力系统运行，并保持并联点母线电压在整定水平；负调差特性发电机的经变压器后，能够补偿变压器阻抗上的压降。测量比较单元：测量发电机电压并变换为直流电压，再与给定的基准电压相比较，得出发电机电压差信号。综合

24、放大单元：将电压偏差信号UG和其他辅助信号（励磁系统稳定器）及提高电力系统稳定的稳定信号（电力系统稳定器）等进行综合放大，提高调节装置的灵敏度，以满足励磁调节的需求。移相触发单元；将控制信号UC按照励磁调节的要求转换成移相触发脉冲，使控制角随UC的大小而变，并触发晶闸管元件，从而达到调节励磁电流的目的。可控整流：控制角<90°，将交流变换为可控的直流供给励磁绕组；控制角>90°，将带感性负载的直流逆变为交流，进行灭磁。10、画出半导体励磁调节器各单元的工作特性，并合成出励磁调节器的静态工作特性。11、分析图3-30对称比较及整定电路的工作原理。KUG<UV

25、SVS1、VS2均未击穿，RP、R1、R2中没有电流流过，故n与A点等电位，m与B点等电位，则：UG=UAB=KUG                                   当KUG>UVS，VS1、VS2被击穿，KUGIRP=UVSUG+U

26、VS即    UG=2UVS（KUGIRP）  UG 可看出：输出电压UG与输入电压UG呈线性关系。12、对励磁调节器静特性调整的基本要求是什么？1）保证发电机在投入和退出电网运行时能平稳的转移无功负荷，不要引起对电网的冲击；2）保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配。13、何谓自然调差系数？有何特点？当调差单元退出工作时，发电机外特性的调差系数，用Kadjo表示。其值一般小于1，且不可调，近似无差，因此不能满足发电机的运行要求。14、在励磁调节器中为要设置调差单元？实现发电机外特性调差系数的调整，满足并联运行对发电机外特性的要求。15、平移发电机的

27、外特性有何作用？保证发电机在投入或退出系统运行时，平稳地转移无功负荷，引起对电网的冲击16、励磁调节器引入调差单元后，是不是其维持机端电压水平的能力差了？为什么？不是。若无调差单元，其自然调差系数值一般小于1，且不可调，不利于并联运行的发电机组间无功功率的合理分配，也不利于维持机端电压，引入调差单元后，可以人为的改变调差系数，稳定并联机组间无功功率的合理分配，维持机端电压水平的能力。17、为何负调差特性的发电机在机端不能直接并联运行而经变压器后允许并联呢？负调差特性的发电机在机端直接并联运行时，I1G.Q调节器感受电压U'1G（因负调差关系）调节器的输出发电机励磁I1G.Q，所以具有负

28、调差特性的发电机不能参与机端直接并联运行。负调差特性的发电机经升压变后对并联点的高压母线Usys，Usys=U1G I1G.QXT1能够补偿变压器阻抗上的压降，在并联点仍具有正调差特性，能够稳定运行，提高并联点的电压水平。18、某发电机单独运行，其额定无功电流为IGQN=495，励磁调节器的调差系数Kadj=5%，平时在额定电压下运行U=UN=10.5kV，带无功电流IQ=300A,若由于负荷增大，无功电流IQ上升至400A，问此时发电机的电压将改变至何值？UG*=-KadjIGQ*=-5%×(400-300)/300=-0.0167UG=UG* UN=-0.175kvUG1= UN

29、+UG=10.5-0.175=10.325kv19、某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行。#1机组的额定无功功率为30.1Mvar，#2机组的额定无功功率为62Mvar，励磁调节器的调差系数为5%。若系统无功负荷波动，使得电厂的无功增量是总无功容量的20%，试问母线上的电压波动是多少？各机组承担的无功负荷增量是多少？因为两台机的调差系数均为0.05，所以公共母线上等值机的调差系数 也为0.05。因此母线电压波动为          各机组无功负荷波动量    &#

30、160;      （M var）(M var)一号机组无功负荷增加6.02M var, 二号机组的无功负增加12.4M var。因为调差系数相等，无功负荷的波动量与它们的容量成正比。20、何谓强励？说明比例型励磁调节器和补偿型励磁调节器如何实现强励作用？各自的强励效果如何？电力系统短路，母线电压降低时，迅速将发电机励磁增加到最大值。比例型励磁调节器实现强励的方法：机端短路使电压降低，输入到比例型励磁调节器，增大输出调节励磁电流，实现强励；补偿型励磁调节器实现强励的方法：机端短路使电流剧增，输入到补偿型励磁调节器，经整流后励磁电流也增大，实现强

31、励。比例型励磁调节器强励效果好于补偿型励磁调节器。21、强励的基本作用是什么？衡量强励性能的指标是什么？有利于电力系统的稳定运行；有助于继电保护的正确动作；有助于缩短电力系统短路故障切除后母线电压的恢复时间；并有助于用户电动机的自起动过程。强励倍数KHSE；励磁电压响应比22、继电强行励磁装置在实施接线时应注意哪些原则？1）为防止TV二次恻熔断器熔断时造成的误强励，KM1、KM2分别由KVU1和KVU2启动且触点相串联再起动KM；2）为保证G在起动时或事故跳闸后灭磁过程中，强励装置不发生误动，串入发电机主开关QF的辅助触点和自动灭磁开关SD的辅助触点及逆变灭磁继电器K动断触点闭锁。23、何谓灭

32、磁？常见的三种灭磁方法是什么，并加以比较。使发电机励磁绕组的磁场尽快地减弱到最低程度励磁绕组对常数电阻放电灭磁；励磁绕组对非线性电阻（灭弧栅）放电灭磁；全控整流桥逆变灭磁采用常数电阻灭磁时，储能转变为热能，消耗在该电阻上；采用非线性电阻（灭弧栅）灭磁时，储能转变为电弧消耗在灭弧栅中；采用整流桥逆变灭磁时，储能馈送给励磁电源。24、微机型励磁调节器主要由哪几部分构成？各部分有何作用？1、硬件电路（1）主机根据输入通道采集来的发电机运行状态变量的数值进行调节计算和逻辑判断，按照预定的程序进行信息处理求得控制量，通过数字移相脉冲接口电路发出与控制角对应的脉冲信号，以实现对励磁电流的控制。（2）模拟量

33、输入通道：发电机的运行电压UG、无功功率Q、有功功率P和励磁电流IE（3）开关量输入、输出通道：采集发电机运行状态信息，如断路器、灭磁开关等的状态信息，输出励磁系统运行中异常情况的告警或保护等动作信号。（4）脉冲输出通道：输出的控制脉冲信号经中间放大、末级放大后，触发大功率晶闸管。（5）接口电路：完成传递信息的任务（6）运行操作设备：供运行人员，用于增、减励磁和监视调节器的运行。另外还有供程序员使用的操作键盘，用于调试程序、设定参数等。2、软件1）主程序控制机型励磁调节器的主要工作流程，完成数据处理、控制规律的计算、控制命令的发出及限制、保护等功能；2）中断服务程序：用于实现交流信号的采样及数

34、据处理、触发脉冲的软件分相和机端电压的频率测量等功能。25、试对微机型（数字型）励磁调节器和模拟型励磁调节器的性能特点作以简单比较。微机型励磁调节器的主要性能特点1）硬件简单，可靠性高2）具有强大的计算功能，便于实现复杂的控制方式3）硬件易实现标准化，便于产品更新换代4）显示直观5）通信方便半导体励磁调节器主要性能特点：功能齐全，性能稳定，具有调节质量高、动作迅速、调整方便、造价低、噪音小、故障率相对较低，维护方便等特点。第四章 电力系统频率和有功功率的自动调节习题答案1、 频率和有功功率调节的主要任务是什么?及时地调整发电机的出力,使系统的有功功率保持平衡,维持系统频率在允许的范围

35、内,并使系统负荷在同步发电机之间实现最优经济分配。2、在电力系统中,有了调速器对频率的一次调节,为什么还要引入调频器,进行二次调节?频率的一次调整通过汽轮发电机组调速系统反应机组转速变化，调节原动机阀门开度调节转速，其表现在某一条调节特性上运行点的变化，当负荷变化较大时，则调整结束时频率与额定值偏差较大调节结果是有差；频率的二次调整通过调频器反应系统频率变化，调节原动机阀门开度调节转速，表现为一条调节特性上、下平移，可以保证调整结束时频率与额定值偏差很小或趋于零调节结果是无差的；3、调速器的失灵区对频率调整有何影响?将导致并联运行的发电机组之间有功功率分配产生误差或频率误差.有功功率分配的最大

36、误差 与失灵度 成正比,而与调差系数 成反比.4、试对电力系统调频的三基本方法的工作特点进行比较.（1）主导发电机法（虚有差法）：1）调节过程中有差（f0 ）、调节结束时无差（f0） 2）当负荷变动引起频率变化,主导机组的功率首先改变，各协助调频的其它机组作相应的功率调整,只有在系统频率恢复到额定值,主导机组和协助调频的其它机组间功率符合比例时为止。（2）同步时间法（频率积差调节法）：1）频率差对时间的积分值-积差，控制调频器对机组功率来进行调节。2）各调频机组承担计划外负荷的比例由功率分配系数决定，在调节过程结束时, f0 。3）由于调频机组的功率改变滞后于频率偏差，造成调频过程缓慢。（3）

37、联合自动调频：调度中心的自动调频装置,其负荷分配器可根据测得的发电机实际功率和频率偏差信号,按一定的准则将系统负荷分配给各机组。5、对联合电力系统进行分散调频有何优点?实现按f和PAB的调节方式.当A系统内机组增加的出力等于负荷的增量时,系统频率恢复到额定值,联络线上输送的功率也恢复到原值,这时f=0,PAB=0。即维持额定频率和联络线交换功率不变.6、何谓等微增率准则,为何它能使电力系统运行最经济?运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷. 当系统微增率增加时,各电厂的微增率bi也相应增加,各电厂发出的功率也将相应增大,直至系统功率平衡,频率回升到额定值为止.最经济的分配方案：系

38、统中调频电厂按     运行, -系统微增率;-各电厂电厂微增率.各电厂的线损微增率,即 ;第五章 输电线路的自动重合闸习题答案1、输电线路装设自动重合闸的作用，对自动重合闸装置有哪些基本要求？作用：（1）提高输电线路供电可靠性，减少因瞬时性故障停电造成的损失。（2）对于双端供电的高压输电线路，可提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量。（3）可以纠正由于断路器本身机构不良，或继电保护误动作而引起的误跳闸。基本要求（1） ARD宜采用控制开关SA位置与断路器QF位置不对应的起动方式。（2） ARD动作应迅速。（3）&

39、#160;ARD的动作次数应符合预先的规定。（4） ARD应能在重合闸动作后或动作前，加速保护的动作。（5） ARD动作后，应自动复归，准备好再次动作。（6） 手动跳闸时不应重合。（7） 手动合闸于故障线路时，保护动作使断路器跳闸后，不应重合。（8） ARD可自动闭锁。当断路器处于不正常状态（如气压或液压低）不能实现自动重合闸时，或自动按频率减负荷装置（AFL）和母差保护（BB）动作不允许自动重合闸时，应将ARD闭锁。2、试说明图5-1所示重合闸装置接线，当线路发生永久性故障时，只重合一次。ARD第一次使QF重合后，保护将再次动作使QF第二次跳

40、闸，ARD再次起动，KT励磁，经tKT后，由于C充电时间（tP2+tYT +tKT）短，小于1525s，C来不及充电到UKM，KM不动作，因此QF不能再次重合。3、图5-1所示的重合闸装置中，1）为什么KM要带自保持，2）是如何防止断路器“跳跃”的？为什么？1）由于C对KM电压线圈放电只是短时起动，不能保证合闸过程KM一直处在动作状态，于是通过自保持电流线圈使KM在合闸过程中一直处于动作状态，从而使断路器可靠合闸；2）当保护第二次动作，KCF动作，KCF1闭合，如果KM触点粘住而不能返回，则KCF电压线圈得到自保持， KCF2一直断开，切断了KMC的合闸回路，当QF第二次跳闸时，防止了QF第二

41、次合闸。4、对于图5-1所示重合闸装置接线，1）电容C绝缘电阻下降严重，已经降至 数值以下，运行中有什么现象发生？为什么？2）有人更换电阻 时，误将3.4M 换成3.4K ，运行中有什么现象发生？为什么？1）运行中将发生C不能正常充电,不能实现重合闸。因为的充电回路主要是和串联，C绝缘电阻已经降至 数值以下时，最终分到的电压不到电源电压的一半，当重合闸启动时，两端的电压不能使动作，显然不能实现重合闸。2）更换电阻时，误将3.4M 换成3.4K ，运行中将发生重合闸复归时间变短，永久性故障时出现连续重合。因为充电回路中，C值不变，决定充电时间常数，若将3.4M 换成3.4K ，充电时间常数将减少

42、到原来的千分之一，只要大于1525ms,C可获得电源电压，当永久性故障时，保护切除故障的时间大于1525ms, 因此出现连续重合。5、对双侧电源线路自动重合闸装置要考虑哪些特殊问题？故障点有足够的断电时间；同期问题。6、什么叫非同期ARD，快速ARD？采用时应分别具备哪些条件？1）三相非同期ARD：当线路发生故障时，两侧QF跳闸后，不管两侧电源是否同步就进行自动重合。条件（1）在两侧电源电动势间夹角180°重合时，流过发电机、同步调相机或变压器的冲击电流未超过规定的允许值；（2）非同期重合闸所产生的振荡过程中，对重要负荷的影响应较小。（3）重合后，电力系统可以迅速恢复同步运行。2）三

43、相快速ARD：当线路上发生故障时，保护很快使线路两侧QF跳开，并随即进行重合。采用三相快速ARD必须具备以下条件：（1）   线路两侧都装有能瞬时切除全线故障的保护装置，如高频保护等。（2）   线路两侧必须具有快速动作的QF，如空气QF等。7、对于检定无压和检定同期的重合闸，试说明为什么两侧都要装设同样的设备？为什么无压侧还要投入检定同期继电器？如果两侧的无压连接片都投入或都不投入，运行中有什么问题？1）为方便定期切换两侧工作方式，因此两侧都要装设同样的设备。无压侧的QF在重合至永久性故障时,将连续两次切断短路电流,其工作条件显然比同步侧恶劣,为使两侧

44、QF工作条件相同,利用无压连接片定期切换两侧工作方式.。2）由于保护误动作、误碰使无压侧QF误跳时，可通过无压侧KY检定同期条件使QF重合；3）两侧的无压连接片都投入，当线路上发生故障时，两侧保护先后动作将QF跳开后，线路失压，两侧KV检线路无压重合，而不管两侧电源是否同步造成非同期合闸。两侧的无压连接片都不投入，当线路上发生故障时，两侧保护先后动作将QF跳开后，线路失压，两侧的KY无法检定同期使QF重合。8、试画出检定无压和检定同期重合闸的起动回路？试说明如何使用？无压侧：无压连接片XB接通 ；同步侧：无压连接片XB断开。9、简要说明同步继电器的工作原理。同步继电器KY接入同步点两侧电压（反

45、向），两侧电压差为 ，当 小于一定数值时，KY动断的合。 或较大时，KY动断的开。又因=st ，一定，s越小，KY动断触点闭合的tKY越长，从而检定了频差的大小。10、什么叫重合闸前加速？它有何优缺点？定义：当线路上（包括相邻线路及以后的线路）发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作跳闸，而后借助ARD来纠正这种非选择性动作。优点：能快速切除瞬时故障，而且设备少，只需一套ARD装置，接线简单，易于实现。缺点：切除永久性故障时间长；装有ARD的QF1动作次数较多，且一旦QF1或ARD装置拒动，则使停电范围扩大。11、什么叫重合闸后加速？它有何优缺点？定义：发生故障时，先由故障线路的选择

46、性保护动作将故障切除，后由故障线路的ARD进行重合。瞬时故障，则重合成功，线路恢复正常供电；永久性故障，则加速保护不带延时的将故障再次切除。优点：第一次保护动作跳闸是有选择性的，不会扩大停电范围；再次断开永久性故障的时间加快，有利于系统并联运行的稳定性。缺点：第一次切除故障带延时，因而影响了重合闸的动作效果；每段线路均需装设一套重合闸，设备投资大。12、综合自动重合闸可以实现的重合方式是什么，各自的定义是什么？综合重合闸利用切换开关的切换，可实现四种重合方式：（1） 综合重合闸方式：线路上发生单相接地故障时，故障相跳开，实行单相自动重合，当重合到永久性单相故障时，若不允许长期非全相运

47、行，则应断开三相，并不再进行自动重合；若允许长期非全相运行，保护第二次动作跳单相，实行非全相运行。当线路上发生相间短路故障时，三相QF跳开，实行三相ARD，当重合到永久性相间故障时，则断开三相并不再进行自动重合。（2） 三相重合闸方式：线路上发生任何形式的故障时，均实行三相自动重合闸。当重合到永久性故障时，断开三相并不再进行自动重合。（3） 单相重合闸方式：线路上发生单相故障时，实行单相自动重合，当重合到永久性单相故障时，保护动作跳开三相并不再进行重合。当线路发生相间故障时，保护动作跳开三相后不进行自动重合。停用方式（直跳方式）：线路上发生任何形式的故障时，保护运作均跳开三

48、相而不进行重合。第六章备自投装置习题答案6-1 什么是ATS，有什么用途？答：当工作电源(或工作设备)因故障被断开以后，能自动而迅速地将备用电源(或备用设备)投入工作，保证用户连续供电的一种装置。（1）提高供电可靠性,节省建设投资.（2）简化继电保护。（3） 限制短路电流,提高母线残余电压。6-2 什么是明备用，什么是暗备用？ 答：明备用接线：装设了专用的备用变压器(或备用输电线路)暗备用接线：不装设专用的备用变压器(或备用输电线)，利用分段断路器闭合获得相互备用。6-3 对ATS装置有哪些基本要求？为满足这些基本要求，采取哪些相应的措施？答：（1）工作电源的电压不论何种原因消失时，ATS均应

49、动作。措施：ATS在工作母线上设独立的低压起动部分，保证不论何种原因工作母线失压时，起动ATS跳闸回路,断开供电元件的受电侧QF，投入备用电源。（2）应保证在工作电源断开后ATS才动作。措施：ATS合闸部分由供电元件受电侧QF的辅助触点起动，在此QF断开之时，利用其常闭触点起动ATS出口，合闸部分迅速合上备用电源。（3）ATS装置应保证只动作一次。措施：控制ATS出口回路的接通时间tKL，tYCtKL2tYC 。（4）当工作母线和备用母线同时失去电压时，ATS装置不应起动。正常工作情措施：ATS装设备用母线电压鉴定的继电器。（5）ATS的动作时间应使负荷的停电时间尽可能短为宜。措施：ATS装置

50、的动作时间以1s至1.5s为宜，低压场合可减至0.5s。（6）当测量工作电源电压的TV二次侧FU熔断时，ATS不应动作。措施：低压起动部分采用两个低压继电器，其线圈V形连接，触点串联。（7）一个备用电源同时作为几个工作电源的备用时，如果备用电源己代替一个工作电源，当另一个工作电源又被断开时，ATS应仍能投入。措施：足够的备用电源的容量。（8）应校验ATS装置动作时，备用电源的过负荷情况及电动机的自启动情况。措施：如果过负荷或电动机不能自启动，应在ATS装置动作时自动减负荷。6-4 参照图6-2接线，说明2QF可能跳闸的三种情况是什么？叙述2QF跳闸后ATS的动作情况。怎样保证ATS只动作一次？

51、答：2QF可能跳闸的三种情况：（）当T1故障，其保护动作使KM1得电动作，其动合触点使YT1、YT2通电，1QF跳闸，2QF也跳闸；（2）当1QF误跳闸， 其动断触点2-2合，使YT2通电，于是2QF跳闸；（3）当电力系统事故使段母线失去电压时，KV1，KV2动作，它们相串联的触点闭合又启动了KT，KT延时闭合使KM1得电动作，跳闸线圈YT1、YT2通电，1QF跳闸，2QF也跳闸；当2QF跳闸后，2QF 3-3合，通过KL触点使KM2得电动作，其两个动合触点闭合分别使合闸线圈YC3和YC4带电，于是3QF和4QF合闸，投入备用变T0。同时，通过2QF 2-2断开使KL失电，其延时返回触点经延时

52、后打开，于是KM2失电，从而保证了ATS装置只动作一次。6-5 假设图6-2中的变压器T1后备保护动作时间为1s，试整定图KT继电器的动作时间。答：tKT=td.max+t=1+0.5=1.5（s） 6-6 ATS装置中各继电器参数的选择都考虑哪些因素？答：（1）KV1、KV2的动作电压整定要考虑两方面：首先，躲过工作母线上电抗器后K1或者变压器后K2发生短路故障时的残余电压，即KV1、KV2不应动作。其次，躲过出线故障K4切除电动机自起动时的母线最低电压（2）KT动作时限应保证当电网内发生故障时，应由电网保护切除故障而不应使ATS装置动作。 （3）KL触点延时返回时间值，既要保证QF可靠合闸

53、，又要保证ATS只动作一次。 （4）过压继电器KV3的动作电压，考虑电动机自起动过程中备用母线可能出现最低运行电压时，保证允许ATS动作。第七章 按频率自动减负荷装置习题答案7-1电力系统正常运行时允许的频率偏差值规定为多少？这主要是为了什么目的？在事故情况下要求频率不应低于多少？这又是为了什么目的？答：1）正常运行时允许的频率偏差值规定为f 0.2HZ；2）保证电能质量，用户的正常工作，电力系统的安全稳定运行；3）系统规定：不能长期低于4949.5Hz，事故情况下不能较长时间停留在47Hz以下，绝对不允许低于45Hz。4）系统频率的大幅度下降对系统的危害：汽轮机叶片易受损。频率下降厂用机械的出力降低，使电厂发出的功率减少，因此系统的功率缺额更为严重。造成电力系统 “频率崩溃”。当频率下降使励磁电压降低，系统的电压水平下降。导致 “电压崩溃”现象，电力系统瓦解。频率降低会影响某些测量仪表的准确性，产品的次品率上升等。7-2设某系统中发电机的出力保持不变，负荷调