水电站自动化答案华科版

水轮发电机的自动并列1、简述同步发电机两种同期并列方式的操作步骤，并分析各自的特点和用途。答：同步发电机具有准同期和自同期两种同期并列方式。其中：准同期的操作步骤为打开机组导叶到空载位置打开机组导叶到空载位置发电机投入励磁调节机组的电压和转速判断发电机是否满足并列条件发电机接近同步转速将机组投入系统并列运行满足不满足自同期的操作步骤为打开机组导叶到空载位置发电机断路器合闸发电机投入励磁机组并入系统运行发电机接近同步转速打开机组导叶到空载位置发电机断路器合闸发电机投入励磁机组并入系统运行发电机接近同步转速但是，准同期存在着非同期并列操作可能，并使机组严重损坏。为了避免非同期并列，在准同期并列时，同期回路带有非同期闭锁。另外，当电力系统发生故障而出现低频、低压时，将给准同期操作带来困难。自同期具有如下特点：不需调整电压、相位和精确调整转速，操作简单；由于并列操作时未投励，消除了非同期并列的可能；与准同期相比，大大缩短了并列的时间。自同期并列为电力系统发生故障而出现低频、低压时，启动备用机组创造了很好的条件，对于防止事故扩大，迅速恢复系统起到重要作用。由于发电机以自同期投入系统时，未励磁的发电机相当于异步电动机，因此自同期存在如下缺点：出现短时间的电流冲击，并使系统电压下降；冲击电流引起的电动力可能对定子绕组绝缘和定子绕组端部造成不良影响；冲击电磁力矩将使机组大轴产生纽矩，并引起振动。但是，冲击电流和冲击电磁力矩均比发电机出口三相短路时小，并且缩减快，通常不会对发电机造成损害，但冲击电流产生的电动力可能对定子绕组绝缘和端部造成累计性变形和损害。特别是自同期时发电机处于冷状态，造成的不良影响比热状态下的发电机出口三相短路更严重。因此，在事故时机组采用自动自同期并列。2、简述准同期并列的条件，并说明可能造成非同期合闸的原因及其危害。答：准同期并列的条件为：发电机与电力系统的相序相同；发电机与电力系统的频率相同；发电机与电力系统的电压相同；发电机与电力系统的相位相同。可能造成非同期并列的原因为：发电机的一次或二次接线不正确；同期装置工作不正确；运行人员误操作。非同期并列操作可能使机组严重损坏：如果相位差为180°时非同期合闸，则发电机定子绕组的冲击电流将比发电机出口的三相短路电流大一倍；如果电压或频率不相同，将对机组产生很大的电磁冲击力，甚至高达额定力矩的8-26倍。3、已知滑差周期为，试确定机组和系统的频率差。解：式中为待并发电机的频率；系统的频率；为滑差角速度。设：待并发电机的电压为；系统电压为；其频率差和相位差为0，电压差为，试计算并列时的最大冲击电流。解：根据最大冲击电流的近似计算式式中：为待并发电机的纵轴次暂态电抗。已知电压差为，则有设：待并发电机的电压为；系统电压为；简要说明如何根据脉动电压分析电压差和频率差。答：设待并发电机和系统电压的最大值为；脉动电压是一个电角速度为、幅值（包络线）为正弦规律变化的交流电压。准同期并列时与很接近，故脉动电压频率仍接近于50Hz，在脉动电压中，其幅值的变化规律为（1）式中：为滑差角速度；为与的相位差。从的时间称为滑差周期（2）由（1）式可知：在与的幅值相等的条件下：时，脉动电压的幅值达到最大值；（）时，脉动电压的幅值达到最小值。如果与的幅值不相等，则脉动电压最小值为。由（2）式可知：滑差周期与频率差成反比，因此可用滑差周期的大小来判断待并发电机与系统的频率差，从而确定准同期并列的条件是否满足。若采用8点采样的富氏算法计算一个周期函数的基波和二次谐波的幅值和相位，试写出相应的计算式。解：根据离散富氏算法的计算式，的n次谐波分量的幅值和相位为：；；式中：；；N为一个周期中的采样数；为第k个采样值；为周期函数谐波次数。已知N=8，当时：；；式中：；；当时：；；式中：；。水轮发电机励磁的自动调节简述水电机组励磁控制的任务，以及对自动调节装置的要求。答：（1）自动调节励磁装置（AVR）的任务：维持发电机端电压水平并且合理分配各机组的无功负荷；提高电力系统运行的稳定性和输电线路的传输能力；提高带时限动作继电保护的灵敏度；加速短路后的电压恢复过程和改善异步电动机的启动条件；改善自同期或发电机失磁运行时电力系统的工作条件；防止水轮发电机突然甩负荷时电压过度升高。（2）对自动调节励磁装置（AVR）的要求：工作可靠AVR装置本身发生故障，可能迫使机组停机，甚至可能对电力系统造成严重影响。有足够的输出容量AVR的容量既要满足正常运行时调节的要求，又要满足发生短路故障时强励的要求。动作迅速采用快速动作的AVR对改善系统的稳定性和提高输送能力具有重要意义。无失灵区没有失灵区的AVR有助于提高系统的静态稳定性。当一台同步发电机带孤立网运行时，试分析无功负荷电流的增加是造成发电机端电压下降的主要原因。解：当一台同步发电机带孤立网运行时，根据同步发电机的等值电路图可得：式中：为发电机定子绕组的感应电势与发电机端电压间的相位差；为发电机的无功负载电流；为发电机的纵轴同步电抗（且与发电机的横轴同步电抗相等）。由于在正常时δ很小，，则有上式表明，无功电流是造成机端电压下降的主要原因，且机端电压与无功电流成反比。简述强行励磁、强行减磁和自动灭磁的作用。答：（1）强行励磁的作用发生短路时，电力系统和水电站的电压可能大幅度降低。此时，为保证系统稳定运行和加快切除故障后的电压恢复，应使发电机的励磁电流迅速加大到顶值，既实行强行励磁。（2）强行减磁的作用当机组甩负荷时，由于机组转速的急剧上升，而引起发电机端电压的升高，此时为了保证发电机定子绝缘的安全，应立即减少发电机转子回路的励磁电流，即实行强行减磁。（3）自动灭磁的作用自动灭磁是在发电机内部或其出口短路时，切断励磁电流，并在很短的时间内使转子磁场中储存的大量能量迅速消释，而不至产生危及转子绝缘的过电压。4、简要说明下图所示励磁系统的工作原理。KKarccosSCRUffUfUzPTUtUUcαG2G1GS答：如果由于扰动使发电机机端电压上升，励磁调节装置通过PT测量发电机端电压，并与给定电压比较后获得电压差将减少，经综合放大后得到控制信号也将减少；根据控制信号和同步信号计算励磁机G1励磁回路的可控硅导通角α增大，经可控硅整流后，励磁机的励磁电压减少，从而改变了发电机的励磁电流，进而使发电机的电压下降，以减少电压差，从而抵消了发电机机端电压上升的扰动，由此励磁反馈控制可以维持发电机机端电压的恒定。使发电机运行在稳定状态。反之，如果由于扰动使发电机机端电压下降，则类似以上分析，可得到相同的结论。可控硅励磁系统由那些基本单元所组成？其各自的作用又是什么？答：可控硅励磁系统由测量比较单元、调差单元、移相触发单元和手动单元等基本单元所组成，其中：测量比较单元：用于测量机端电压的变化，并将测量值与给定值进行比较：调差单元：用于改变调差系数Kq，以实现合理分配各机组间的无功；综合放大单元：对所测量的电压差进行综合，计算出实现消除电压差的控制信号Uc，在励磁控制中通常采用了PID调节规律；移相触发单元：根据综合放大单元PID控制规律输出Uc和同步信号，转变为脉冲相位的变化，并以此脉冲触发可控硅整流桥（即励磁系统的功率输出部分）的可控硅晶闸管，使其导通角α随Uc的变化而改变，从而达到自动调节励磁的目的。移相触发单元由同步、移相、脉冲形成和脉冲放大等环节组成；手动单元：用于手动调节励磁电流，调差单元和综合放大单元均退出工作，此时调节器属于开环运行情况，一般在装置故障时采用。写出位置型离散PID控制算法的表达式，并分别说明比例、积分和微分控制在调节过程中的作用。答：位置型离散PID控制算法的表达式为式中：为第个采样周期的控制信号；为第个采样周期的偏差信号；为比例增益；为积分时间常数；为微分时间常数；为采样周期，若采样周期足够小，离散系统与连续系统非常接近。比例控制的作用是按的大小成比例地改变控制信号的强度，使趋于减少，比例控制不能消除稳态误差，稳态误差的大小与成正比；积分控制的作用为消除稳态偏差；微分控制的作用是按预测的偏差信号变化趋势进行调节，可以减少超调量，缩短调整时间，改善调节系统的动态品质，提高系统的稳定性。在可控硅励磁中的“同步”是指什么？为什么同步信号取为同步发电机的AC相电压？答：一个可控硅的导通，除了应在其阳极与阴极间加上正向电压外，还必须同时在控制极上加上正向触发脉冲，否则可控硅将处于截止状态。对三相可控整流桥而言，就是要求每次加在可控硅控制极上的触发脉冲，都应在该相可控硅承受正向电压的一定时刻发出。同时，当控制电压一定时，各相的每个周期送出的触发脉冲，对应于该相阳极电压的时刻都应相同，即控制角α相同。可控硅触发脉冲与主回路之间的这种相位配合关系称为同步。取自主回路的同步信号，就是用于保证主回路与触发电路之间的同步。在三相全控桥可控硅励磁控制中：共阴极组的整流可控硅整流元件应在其阳极电位为最高的一段区间内，给控制极以触发脉冲才能导通。因此，其三相触发脉冲按+A，+B，+C相的顺序并依次相隔120°发出；共阳极组的整流可控硅整流元件应在其阴极电位为最低的一段区间内，给控制极以触发脉冲才能导通。因此，其三相触发脉冲按-C，-A，-B相的顺序并也依次相隔120°发出。这样，对于整个三相全控桥来说，当同步信号取为同步发电机的AC相电压时，其六相触发脉冲发出的顺序就成为了+A，-C，+B，-A，+C，-B相，并依次相隔60°发出。画出可控硅三相全控桥触发脉冲的时序图。8、当可控硅励磁调节器对电压进行调节时采用了比例控制规律。在某采样周期k,微机调节器测量到发电机端电压的偏差相对值为，比例控制参数。若:控制信号与导通角α余弦关系中的比例因子K=1，计算机的计数频率，同步信号周期T=20ms。试求出：可控硅导通角α(k)以及对应的脉冲数N(k)。解：由于采用了比例控制规律，故控制信号为由于触发角与控制信号成余弦关系，得（度）将晶闸管触发角α折算为计算脉冲个数，得（个）频率和有功功率的自动控制1、问答题（1）维持电力系统频率稳定的条件是什么？答：电力系统的频率稳定与否，取决于系统的有功功率是否平衡：若系统总的发电功率=用户总的耗用功率（包括线路耗损），则系统的频率维持在额定值；若系统总的发电功率大于（或小于）用户总耗用功率，则系统的频率大于（或小于）额定值；并网运行发电机组的功率控制，就是维持电力系统功率的平衡，使系统的频率偏差在容许的范围内。（2）什么是调频机组和调频电站？答：由于计划外负荷是无规律变化的，因此必须采取必要的技术手段，将电力系统的频率维持在正常水平。这就要求在系统中划出一部分机组甚至几个水电站执行调频任务，是系统的总发电功率随时跟踪用户的总耗用功率，这些机组或电站称为调频机组或调频电站。（3）什么是电力系统的日负荷曲线和计划外负荷？答：电力系统的实际负荷是随机变化的，电力调度中心根据统计资料来制定系统日负荷曲线，称之为计划负荷，它反映了电力系统负荷变化规律性的部分；计划负荷与实际负荷的差值为计划外负荷。（4）什么是一次调频和二次调频？答：电力系统的调频分为一次调频和二次调频。一次调频是在电力系统出现频率差时，根据调速器的调差系数来分配机组间的负荷，由调速器完成功率调节；二次调频是在调速器调节的基础上，按负荷优化分配来重新调整各运行机组的负荷。（5）有调节能力水电站和径流式水电站运行机组间负荷优化分配的准则各是是什么？答：有调节能力水电站运行机组间负荷优化分配的准则是，在满足电力系统功率平衡和机组稳定性约束的条件下，使水电站的总发电引用水量最小；径流式水电站运行机组间负荷优化分配的准则是，在满足水电站流量平衡和机组稳定性约束的条件下，使水电站的总发电量最大。2、简答题（1）简要说明有功功率无差调节的原理。答：让电力系统中一个甚至几个电站的机组作为调频机组（台），而其余机组按有差特性运行，承担计划负荷。其调节方程为：主导调频机组：，按无差特性运行；其余调频机组：；计划外负荷：式中：为第台调频机组计划外负荷分配系数。（2）简要说明水电机组的有功功率控制的目的和内容。答：根据功率偏差（式中：为时刻由负荷分配所得到的机组目标功率；为时刻机组的实际功率），按某种调节规律来确定控制信号，并通过调速器调整机组的导叶开度，以改变机组的出力，使机组的实际功率跟踪目标功率（），并使调节过程具有稳定、快速和平稳的控制品质。（3）简要说明基于李雅普诺夫函数的开关控制原理。答：已知水电机组功率控制系统的数学模型：其中，为开关型控制变量，且当时机组功率控制系统是稳定的。设李雅普诺夫函数为：根据李雅普诺夫函数的定义，式中的为正定对称矩阵；则李雅普诺夫函数的导数为：由于系统是稳定的，则有如下等式成立：（式中的为正定对称矩阵；）为了保证李雅普诺夫函数的导数小于零，取：上式表明，基于李雅普诺夫函数的开关控制是建立在状态反馈的基础上的，其开关极性的切换取决于开关线。在这种开关控制中，需要适当选择开关线参数P，才能保证有较好的控制性能。3、写出离散PID调制控制策略的表达式。答：离散PID调制控制是在等控制周期T内根据ΔP的符号确定控制极性；根据对（式中：为机组的目标功率，为机组的实际功率）的PID运算，确定调制控制脉冲宽度Tu。其控制策略为脉冲宽度的计算式为：辅助设备的自动控制简述水电机组转速测量的目的以及基于双传感器测量的齿盘测速原理。答：水电机组的转速测量对于水电机组状态检测和控制是十分重要的，其测量精度及其可靠性直接关系到水轮机调节的性能和水电机组运行的安全性。转速信号器是用于测量反映机组运行状态的一个重要参数—转速n，并能够在机组转速到达所设置的转速值发出相应的信号，用于对机组进行自动操作和保护。如：当n≥140%nr时，发出飞逸信号，命令机组事故紧急停机；当n≥115%nr时，发出过速信号，命令机组事故停机；当n≥80%nr时，发出信号，命令同期投入；当n≤35%nr时，发出制动信号，对机组进行刹车。齿盘测速是一种常用的水电机组测速方法，其原理是在水电机组的转轴上安装环形齿状设备（齿盘），当机组旋转时通过接近式或光电式传感器感应产生反映机组转速的脉冲信号，由计算机测量脉冲个数（或宽度）并计算获取机组转速。由于存在着齿盘的加工精度很难保证水电机组转速测量的精度要求的困难。为了解决这一困难，通常采用齿盘测速的双传感器策略，即沿齿盘圆周不同位置设置两个传感器，在已知两个传感器之间距离的前提下，测量齿盘中各齿通过两个传感器的时间，并由此计算机组转速。这种方法是通过两个传感器来消除齿盘加工精度等引起的测量误差，以满足水电机组控制对测速精度和实时性方面的要求。在水电机组的停机过程控制时常需要测量机组的蠕动（频率小于5Hz）。试问：应采取何种测量方法？为什么？答：一般采用的齿盘测速原理为频率法和周期法两种。其中：基于周期法的转速测量的基本原理是：当水电机组的极对数为p时，将外径为d的齿盘加工成N个齿，其标准齿加工间距为。当机组旋转时，各齿边沿通过传感器感应产生其周期依据转速变化的脉冲信号，信号周期将受机组转速和齿距D的影响。当通过计算机记录到第i个齿在第j圈通过传感器测量点的周期T[k]，则此时机组转速为。这种测量方式在机组运行在额定转速附近时有较高的测量精度和反应速度。但在机组的蠕动时的脉冲信号周期将会很长，且测量到的T[k]数值很大。因此，会带来两个方面的问题：其一会使转速测量的反应速度不能满足要求；其二会给转速计算造成困难。基于频率法的转速测量的基本原理是：当机组转速变化时，在单位时间内通过传感器测量的脉冲个数也会随之而变化。设：齿盘的齿数为N；在单位时间T内测量通过传感器的脉冲个数为M，则：机组转速。其中：K为折算系数；测量周期T则取决于对测量精度要求和测量速度要求的协调，T越大，精度越高，但速度则越慢。这种方法简单、可靠，并且能方便地测量机组的蠕动。简述热电偶传感器的工作原理。答：热电偶是由两种成分不同的导体A和B连接在一起构成的感温元件。当导体A和B的两个接点存在温差时，回路中将产生感应电势，这种效应称为热电效应。热电势由接触电势和温差电势组成，其中：接触电势是由于A与B的金属材料不同，使其内部的电子浓度不同，发生自由电子的迁移而产生的电位差。当温度不变时，接触电势为常数；温差电势是由于金属两端的温度不同而产生的电动势。当T2>T1时，处于较高温度区（T2）的电子能量就大，因此也就会向较低温度的低能量区（T1）运动。当温度差一定时，而产生一定值的电位差，即温差电势。综上所述，热电偶回路中热电势的大小只与组成热电偶的材料和两端的温度有关，与热电偶的尺寸无关。当构成热电偶的材料确定后，热电势的大小仅与热电偶两端的温度有关。这就是热电偶的热电特性。在热电偶回路中，A和B两种导体称为热电极。T2端称为热端（或工作端）；T1端成为冷端（或自由端）。当自由端的温度为常数时，则热电势就与工作端的温度T2建立起相互对应的关系。有了这种关系，只要测得两端的电势，就可得被测介质的温度了。这就是热电偶测温的基本原理。4、采用霍尔元件式压力变送器测量某管道流体的压力。已知：霍尔电势(其中：)；弹簧管内径为d，外径为D；弹簧管自由端位移ΔX与其圆周方向应力和轴向应力之间为线性关系。试求被测流体的压力P。解：被测流体的压力即被测流体的压力P与霍尔电势成正比。5、简述差压变压器式位移传感器的工作原理。答：差压变压器式位移传感器是一种利用互感原理制成的位移传感器，即是一种利用线圈的互感作用将位移转换成感应电势的装置，主要由线圈和铁芯构成。差压变压器有三个绕组（原边N0，副边N1，N2）。当铁芯P在线圈内左右移动时，由于磁通的变化，从而改变了原边、副边线圈之间的互感量，原边线圈受到激磁后，副边线圈所产生的感应电动势也随铁芯的位置的不同而相应改变，有一一对应关系。设：原边受到激磁电压Ui（交流1—3KHZ等幅）的作用；两个完全相同的副边线圈N1和N2（N1=N2）感应出电压U1，U2；则：差动接线的传感器输出电压U0=U2-U1当铁芯处于中间位置时，副边线圈N1和N2通过的磁力线相等，故U10=U20，有U0=U20-U10=0。当铁芯P向上运动时，N1和N2的磁通均发生变化。此时，两个副边绕组所产生的感应电势不再相等：偏离铁芯ΔX位移的N1线圈降低ΔU，即U1=U10-ΔU；靠近铁芯ΔX位移的N2线圈增加ΔU，即U2=U20+ΔU；则输出电压为：U0=U2-U1=（U20+ΔU）-（U10-ΔU）=2ΔU铁芯P相反运动时有：U0=-2ΔU通过上述分析可知：差动变压器输出电压U0的大小和方向反映了铁芯P位移的大小和方向。虽然单个线圈的感应电势（U1，U2）与铁芯P的不具有线性关系，但将两个线圈差动连接后，其感应电势的差值与铁芯位移就成为线性关系：ΔX=KU0。6、下图是以电极式水位信号器构成的调相压水控制接线图，试说明其工作过程。答：相压水控制装置由电流继电器1KA、变压器T和桥式整流器等组成。当机组由发电转调相运行时，该装置的电源由2KA接点的闭合而自动投入。如果水位高于h2,此时两对电极都浸入水中，那么靠水的导电性，电流继电器1KA动作，其接点闭合使调相供气管路上的电磁配压阀开启，并使1KA1闭合而自保持。在压缩空气的作用下，当水位降到下限水位h1以下时，IKA断电而复归，电磁配压阀关闭，压缩空气停止通入。水位又高于h2时，则重复上述动作。7、简述油混水信号器的作用及其工作原理。答：油混水信号器的工作原理是：在回（漏油）箱的底部装有一对电极，利用油和水的导电率、比重不同，通过电极发出信号。在油箱没有浸入水的情况下，电极间因为油的导电率小，而不足以导通；混入水后，水因比重大而下沉，随着水量的增加，水将逐渐淹没电极，从而导致两个电极导通，形成电流回路。8、简述剪断销信号器的作用。答：水轮机调速器通过主接力器及传动机构来操作导叶，当其中某（几）扇导叶被卡时，用于该导叶传动的剪断销被剪断，从而不至影响处于联动情况的其它导叶的关闭。剪断销信号器用于反映水轮机导叶连杆的剪断销事故：在正常停机过程中，如果有导叶被卡，剪断销被剪断则发出报警信号。在事故停机过程中，如果发生剪断销被剪断，则除发出报警信号外，还应作用紧急停机。9、简述电磁阀、电磁空气阀和电磁配压阀在水电站自动化中的作用。答：（1）电磁阀将电气信号转换为机械动作，用以自动控制油、气、水管路阀门的开启和关闭，是自动化系统中的重要执行元件之一，常用于机组的制动、调相和冷却等操作系统的管路中。（2）电磁空气阀将电气信号转换为机械动作，主要用于机组供气、制动系统和碟阀密封围带充气的低压系统，实现供气管道阀门的开启和关闭的自动控制。（3）电磁配压阀是一种液压中间放大的变换元件，一般与液压操作阀、油阀等组合使用。10、简述蝴蝶阀的作用。答：（1）减少停机时的漏水量当机组较长时间停机时，导叶漏水几乎不可避免，漏水流量可达机组最大流量的2—3%。由于蝴蝶阀关闭较严，可大大减少漏水。（2）缩短机组启动时间机组停机时，一般不希望关闭进水口闸门，因为这样放掉引水管的水以后，机组启动时又要重新充水，延长了启动时间。（3）构成机组检修的安全工作条件在岔管引水的水电站，当其中一台机组检修时，为了不影响其它机组的运行，可关闭蝴蝶阀。由于蝴蝶阀只有全开和全关两种状态，故只能用于切断水源。11、以下是电磁空气阀的原理示意图。试说明其工作过程。12、下图为油压装置的构成图。现要求采用以微型计算机（或PLC）构成的控制装置进行自动控制，使油压装置的油压维持在上、下限压力之间，并且当油压低于过低油压时，起动备用油泵。试设计：（A）控制装置的硬件原理图（只需给出微机芯片或ＰＬＣ模块的名称）；（B）控制装置的软件流程图。注：要求每５秒显示一次油压，并能够通过运行人员对进行主/备油泵进行选择和操作。解：（１）控制装置的硬件设计CPU模块电源模块继电器输出模块A/D模块ＤI模块通信模块触摸式智能显示屏直流电源交流电源上限油压下限油压油压过低上限油位下限油位油位传感器通信电缆机架２号油泵电动机启动／停止接触器补气阀启动／关闭控制电磁阀１号油泵电动机启动／停止接触器采用模块式结构的SIMATICS7—300型可编程控制器。控制装置的硬件由如下模块构成：电源模块；ＣＰＵ模块；Ｉ／Ｏ模块（５CPU模块电源模块继电器输出模块A/D模块ＤI模块通信模块触摸式智能显示屏直流电源交流电源上限油压下限油压油压过低上限油位下限油位油位传感器通信电缆机架２号油泵电动机启动／停止接触器补气阀启动／关闭控制电磁阀１号油泵电动机启动／停止接触器（２）控制装置的软件设计系统初始化读取显示屏数据系统初始化读取显示屏数据控制方式？手动上限油泵选择控制输出油压状态？下限过低２＃油泵１＃油泵自动停工作／备用泵启动工作泵启动备用泵油位状态？高低读油压值油压低？否启动补气阀是油压高？是关闭补气阀显示时间到？否显示油压是否水轮发电机组的自动程序控制简述机组自动程序控制的任务和要求。答：（1）机组自动程序控制的任务应用计算机技术、自动控制技术和检测技术，借助于自动化元件及装置，组成一个不间断进行的操作过程，代替生产过程中所有手动操作，即实现机组调速操作系统、励磁操作系统和油、气、水辅助设备系统的逻辑控制和监视，从而实现单机生产流程的自动化。同时，机组自动化系统（LCU）还应有良好的通信接口与其它系统进行数据交换。因此，机组自动化又是实现全厂生产过程综合自动化的基础。（2）机组自动程序控制的要求根据一个操作指令，机组能迅速、可靠地完成各种工况的转换；当机组或辅助设备（如调速器、励磁调节器和油、气、水系统）出现事故或故障时，应能迅速准确地进行诊断，或将机组解列，或用报警系统向运行人员指明事故（或故障）的性质和部位，指导运行人员进行处理；作为全厂综合自动化的基础，应能方便地与其他系统进行通信，从而实现对机组的远方控制和经济运行；根据全厂自动化系统的指令，完成机组有功和无功功率的调整；系统应简单、可靠，并方便运行人员进行操作。2、说明下列文字符号所表示的电气设备名称：TV、QF、SA、KT、BV、BP、BS、YF答：TV—电压互感器；QF—断路器；SA—控制开关；KT—时间继电器；BV—转速信号器、BP—压力信号器；BS—示流信号器；YF—电磁阀。3、水电机组有那几种停机方式？分别用于何种情况？简要说明其操作程序。；答：水电机组有正常停机、事故停机和紧急事故停机三种停机方式，其中：１、正常停机是在机组正常运行时，按电站运行计划所进行的停机操作。其操作程序为：接受停机令后，起动停机过程监视定时器→机组卸负荷至空载→当导叶关至空载位置时，发电机断路器跳闸→跳灭磁开关→导叶关至全关位置→开限至全关位置→当n=35nr%时，投入机组制动→机组转速为零时解除制动→关闭总冷却水→停机完成。２、机组在运行中遇到下列情况之一时，须进行事故停机：轴承过热、调相运行解列、油压装置油压事故下降、机组过速、机组振动，以及电气事故。事故停机与正常停机的不同之处在于，事故停机不等机组出力减至零，就作用于跳闸，并同时进行正常停机过程的操作，从而缩短停机时间。３、机组在运行中遇到下列情况之一时，须进行紧急事故停机：机组转速达到140%nr的飞逸转速和机组事故停机过程中剪断销被剪断。由于紧急事故停机是在导叶不能关闭的情况下所进行的停机操作，其操作除了按事故停机过程进行外，还作用于关闭蝴蝶阀或快速闸门。4、简述水电机组的两段开机特性及其作用；答：为了防止机组在紧急停机过程中由于快速关闭导叶而引起抬机和过水系统中的压力过高，自动化系统可设置分段关闭装置。机组的两段关闭特性如下图所示：Ts2时间tTs2时间t导叶开度y导叶开度yy0y1y2CT1T2Ts10图中：Ts1为直线关闭时间;Ts2为分段关闭时间;C为两段关闭的拐点；T1为第一段关闭时间，Y1为对应关闭的开度；T2为第二段关闭时间，Y2为对应关闭的开度。只要C点和选择得当，就既可以保证过水系统中的压力与机组转速上升在设计范围内，又可获得最佳的防抬机效果。６、与普通水轮发电机组相比，可逆式机组