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请简述电力系统的主要特点和运行的基本要求。请简述电力系统自动化的主要研究内容。准同期并列的三要素是什么？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。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。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。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。图2所示两种频差情况的Ut.ad（恒定越前时间脉冲）与U&ad（恒定越前相角脉冲）关系波形图，通过比较ut.ad与U5.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？Ut.ad1.——t ►:2nI!2n(a)2n!iU5.ad2n(b)U5.ad2nJ11i1i111■t2n(c)图2两种频差情况的ud与u»d关系波形图t.ad o.ad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=lls时，压差和频差条件均满足。答案：图(a)所示,％ad有效电平出现时间先于ut.ad，表示|«|<|^|,即实际频差小于允许频差；图(b)所示，ut.ad有效电平出现时间先于％ad，表示切」>|切疔|，即实际频差大于频差设定值；图(C)所示，％ad有效电平出现时间等于ut.ad，表示|切」=|切」，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。同步发电机励磁自动调节的主要作用有哪些?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。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。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

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IQ-UG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？G图3.G图3.同步发电机感应电动势和励磁电流关系参考答案：由矢量图可知：E=U+jIXTOC\o"1-5"\h\zq G Gd感应电动势E和机端电压U的代数关系为:q GEcos5=U+1XnEqU+1X（cos5〜1）q G GQd q GQd G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。图4给出了电力系统的功率一频率关系及频率特性，图中PL和PL1曲线为负荷频率一有功功率特性，PG和PG1曲线为发电机频率一有功功率特性，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APl，请简述系统的频率调整过程。图4.电力系统的功率-频率关系及频率特性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。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？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？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？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。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。

什么是电力系统静态和动态安全分析，其目的是什么？24•为维持电力系统的无功功率平衡，可以从哪些方面采取措施?图5为电力系统电压控制原理图，请推导负荷端电压UB的表达式，并根据推导结论，说明调节UB的控制方式有那些,并列举实现这些控制方式的装置。图5.电力系统电压控制原理图答：当略去输电线路的充电功率、变压器的励磁功率以及网络中的功率损耗，变压器参数已归算到高压侧，则用户端电压表达式为：U二(UK-AU)/K二(UK-PR+Q)/KB G1 2 G1 U 2NU二UKNG1由上述表达式可知：可以采取如下方式控制和调整用户端电压UB。具体包括：①调节发电机的励磁电流调节发电机机端电压；②通过调节变压器的分接抽头以改变变比来实现电压调节；③通过并联电抗器或静止无功补偿器，以及发电机的无功率或同步调相机、同步电动机等调节系统的无功功率分布以实现电压调节；④通过调节串联电容器以改变线路中的电抗参数，以实现电压调节。简述配电网馈线自动化的主要功能。