电力系统自动化考试秘籍解析

同步发机电自动并列原理

1.并列：将机电并入同步运行的操作。

2.同步机电组并列操作原则：（1）并列断路器合闸时，其冲击电流应尽可能的小，瞬时最大

值普通不超过额定电流的1-2倍1（2）发机电组并入电网以后，应能迅速进入同步运行状态，

暂态过程要短，减少对电力系统扰动。

3.同步发机电的并列方法分为：准同期并列和自同期并列。

4.准同期并列：给转子加以励磁，调整待并发机电的频率，电压大小使其与系统频率，电压

相等，在电压相位重合时刻发出合闸脉冲，和上QF,完成并列操作。优点：并列时冲击电

流小，不会对系统和发机电产生危害，得到广泛运用。缺点；需要调整发机电的频率，电压，

使并列时间变长，不利于发生事故后及时将备用电源并入电网。

5.自同期并列：待并发机电并列时，转子先不加励磁，调整待并发机电的转速，当其转速接

近同步转速时，合上QF,并同时给发机电转子加励磁，在发电机电压增长的过程中，由系

统将发机电拉入同步运行，完成并列操作。优点：投入迅速，操作简单，并列时间短，有利

于发生事故后及时将备用电源并入电网“缺点：冲击电流大，对发机电不利，暂态过程长，

对系统的扰动大。

6.发机电准同步并列的实际条件：

①待并发机电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%。

6.滑差：两电压电角频率之差。特点：（1）滑差大，暂态过程长，滑差小，暂态过程短.滑

差越小越好。（2）滑差越大，并列时产生的冲击就越大，所以要严格限制并列时允许的滑差，

我国发电厂进行正常人工并列手动操作时，普通取滑差周期Ts为10~16之间。

7.准同期并列的理想条件：（1）频率相等Fg=Fx（2）电压幅值相等：Ug=Ux（3）相角差

§G=0.

8.脉动电压：并列断路器两侧电压的向量差，即Us=Ug-Ux,其为正弦脉动波，最大幅值为2Ug.

9.脉动电压波形可检测到准同期并列所需的所有信息：电压幅值差，频率差，相角差。在实

际装置中，不用它检测并列条件，原因是：它的幅值与发电机电压及系统电压有关。这样使

得利用脉动电压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

前信号时间误差不许，从而成为引起合闸误差的原因之一。

10.合闸相角差的控制：最理想的合闸瞬间是在两电压向量Ug和Ux重合瞬间。

11.越前时间：考虑到断路器操动机构和合闸回路控制器的固有动作时间，须在两电压向量

重叠合闸前发合闸信号，即取一提前量，这段时间称为越前时间。

12.越前时间只与断路器的合闸时间有关，与整定值，滑差及压差无关，又称恒定越前时间。

Tyj=Tc+TqfTc代表自动准同期装置的动作时间。Tqf代表并列断路器的合闸时间。

13.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

间误差不许，如使用会引起合闸误差。

14.自动准同期装置3个控制单元：（1）频率差控制单元（2）电压差控制单元（3）合闸信号

控制单元。

15.同步发机电的准同期并列装置按自动化控制分类：①全自动准同期并列②半自动准同期

并列③手动准同期并列。

16.自动准同期装置的组成及各组成部份的任务。

少自动准同期装置的组成①频差控制单元；检测UG与UX间的滑差角频率，且调节发机电转

速，使发电机电压的频率接近于系统频率。②电压差控制单元；检测UG与UX间的电压差，

旦调节发电机电压UG,使它与UX间的电压差小于规定值。③合闸信号控制单元：检测并

列条件，当待并机组的频率和电压都满足并列条件时，控制单元就选择合适的时间（恒定越

前时间）发出合闸信号，使并列断路器的主触头接通时，相角差为零。

17.半自动准同期并列装置的特点：发同期命令，手动调频调压，自动闭合QF,无频差调节

及电压调节功能，惟独合闸信号控制单元。

18.手动准同期并列装置的特点：手动调频调压，相角差满足条件，手动闭合QF。

19.线性整步电压Us1~指其幅值在一周期内与角差6e分段按比例变化的电压。be在-兀~0

时，Us1与成正比，6e=0时，Us1达到最大值，6©在0〜IT时，Us1与正成反比。由

此，Us1和Se是分段线性关系。

同步发机电自动励磁控制

20.励磁电流：励磁功率单元向同步发机电的转子提供直流电流。

21.同步发机电励磁控制系统的任务：1）实现电压控制2）控制无功功率的分配3）提高同步

发机电并联运行的稳定性4）改善电力系统的运行条件5：水轮发机电组要求实现强行减碳.

22.同步发机电的励磁系统普通有两部份组成：励磁功宓单元，励磁调节器。整个励磁控制

系统是由励磁功率单元，励磁调节器和发机电构成的一个闭环反馈控制系统。在励磁系统中

励磁功率单元起土导作用，

23.无功电流减小时，Ug会上升，必须减小励磁电流。同步发机电的励磁控制系统就是通过

不断的调节励磁电流来维持机端电压的给定水平的。

24.并联运行的发机电间无功负荷分配取决于机组的外特性曲线，曲线越平整的机组，无功

电流的增量越大。

25.防止过电压：由于水轮发机电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机电的励磁电流，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碳。

26.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“U-I”恃性彻底一致时，就能使得无功负荷在并联机组间进行均匀的分配。自动

调压器非疸能/个发机电的端电压基本不变，而且能对其"U1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。

27.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）为发机电异步运行创

造条件：3）提高继电保护装置工作的正确性。

28.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、发机电自并励系统，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.

直流励磁机励磁系统：同步发机电的容量不大，励磁电流由于与发机电组同轴的直流发机电

共给。

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机电和搬到离蒸储元件组成

的交流励磁机励磁系统。

静止励磁系统：用发机电自身作为励磁电源的方法，即以接于发机电出口的变压器作为励磁

电源，经硅整流后供给发机电励磁，这种励磁方式称为发机电自并励系统。

静止励磁系统的主要优点：D励磁系统接线和设备比较简单，无转动部份，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）由发机电机端取得励磁能量。

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、发机电自并励系统，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机电，磁极旋转电枢静止。然后主励磁机

的电枢硅整流元件、发机电的励磁绕组都在同一个轴上旋转，因此消除了电刷。

29.静止励磁系统：发机电的励磁电源不用励磁机。而由机端励磁变压器经整流装置供给：

由于励磁电源是发机电本身提供，又称为发机电自并励系统。

30.灭磁：将发机电励磁统组的磁场尽快地减弱到最小程度。

31.火磁的原因：由于某种原因需要强迫发机电即将退出工作时，在断开辟机电断路器的同

时，须使转子磁场尽快消失，否则发机电因为过电磁而产生过电压，是定子绕组内部故障继

续扩大。

32.三种可行灭磁方法：（1）将励磁绕组自动接到放电电阻灭磁的方法（2）理想的灭磁过程：

转子回路电流等速度减小，在整个灭磁过程中始终保持转子绕组的端电压为最大允许值不

变，直到励磁回路断开为止。（3）逆变灭磁：要保证逆变过程不到颠覆，逆变角B普通取

40®,a取140度，满足条件：a+B=180.

33.励磁调节器基本的控制由测量比较单元，综合放大单元，移相触发单元等组成。

34.测量比较单元由电压测量，比较整定环节组成。作用是：测量发电机电压并变换成直流

电压，与给定的基准电压相比较得出电压的偏差信号。

35.综合放大单元：是沟通测量比较单元及调差单元和移相触发单元的•个中间单元。综合

放大各输入控制信号按性质分为三类：（1）被调量控制量（2）反馈控制量（3）限制控制量。

36.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U

SV

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

到调节发机电励磁的目的。

37.调差系数：发机电带自动励磁调节器后，无功电流、变动时电压U基本维持不变。调节

特性稍有下倾，卜倾程度是表征发机电励磁控制系统运套特性的重要去数。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。

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，发机电普通采，书正调差系数。而负调差系数普通只能用丁大型发机电一变压器组

单元接线时采用

38.调差系数&：表示无功电流从0增加到额定值时，发电机电压的相对变化。它表征了励磁

控制系统推荐发电机电压的能力。&越小，无功电流变化时发电机电压变化就越小。&>0

为正调差系数，&V0为负调差系数，&=0为无差调节。

39.自动励磁调节器中常用几种励磁限制功能：

1）最小励磁限制，限制发机电在允许进相容量曲线之上，从而防止发机电定子端部过热。

2）瞬时电流限制：瞬时电流限制器检测励磁机的励磁电流，一旦该值超过发机电允许的强

力顶值，限制器即将由正变负，即瞬时电流限制器与信号综合放大器构成调节器，是励磁机

强励顶值电流自动限制在发机电允许的范围内。

3）最大励磁限制：是为了防止发机电转子绕组长期过曲磁而采取的安全措施。

4）V/Hz（伏/赫）限制器：用于防止发机电的端电压与频率的比值过高，避免发机电及

与其相连的主要变压器铁心饱和而引起的过程。

40.励磁稳定器：将励磁电压反馈到综合放大单元的输入端参预调节，这种并联校正转子电

压负反馈网络成为励磁稳定器。励磁系统中通常用电压速率反馈来提高系统稳定性。励磁系

统的根轨迹加之励磁稳定器后，从左边移到右边。

41.进相运行：发机电欠施磁运行时，发机电吸收系统的无功功率的这种运行状态称为进相

运行。

42.采用电力系统稳定器（PSS）去产生正阻尼以抵消励做控制系统引起的负阻尼转矩，是

一个有效的办法。

43.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。

44.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P=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融。

电力系统频率控制技术

45.电力系统频率及用功功率的自动调节：一次原动机调速器。二次原动机调频器。三次经

济分配。调速器对频率的调节作用称为一次调节；挪移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，将这部份负荷按照经济分配原则在各方电厂进行分配。

46.发机电组间的功率分配与机组的调差系数成反比。

47.电力系统中所有并列运行的发机电组都装有调速器，当系统负荷变化时，有可调容量的

发机电组均按照各自的频率调节特性参加一次调频，而频率的二次调节惟独部份发电厂承

担。电力系统中将所有发电厂分为调频厂和非调频厂，调频厂承担电力系统的频率的二次调

节任务，而非调频厂只参加调频的一次调节任务，或者只按调动中心预先安排的负荷曲线运行,

不参加频率的二次调节。

48.分区调频法的特点：区内负荷的非计划负荷变动，主要有该区的调频厂来承担，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上应该维持为计划的数值，维持频率

额定。

49.等微增率法则：就是运行的发机电组按微增率相等的原则来分配负荷，可以使系统总的

燃料消耗最小，从而最经济。微增率：B=AF/AP,（输入耗电量微增率/输出功率为增量）

50.分区控制误差：主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。

ACE=Ki*Af+APtie.i经济调度（EDC）-也叫做三次经济调整。他的任务

是在保证频率质量和系统安全运行前提下，如何使电力系统运行具后良好的经济性。

51.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直。等微增率法则：运行的发机电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。

52.最经济的分配负荷：按等微增量分配负荷。

53.按频率自动减负荷：因所缺功率已大大超过系统备用容量系统已无可调出力以资利用，

因此只能在系统降到某值以下时，用切除用户的办法减少系统的有功缺额，使系统频率保持

在事故允许的限额之内。

54.减负荷控制装置普通一轮动作整定在49HZ,末级在频率低于46-46.5HZ,如果低于

46-46.5HZ,电厂用电不能正常工作，所以末级要求46-46.5HZ.

55.频率的一次调整：普通利用发机电组上装设的调速器来控制和调整原动机的输入功率，

以维持系统的频率水平。频率的二次调整：此时紧靠调速器的控制作用往往不能将频率偏移

限制在允许范围内，必须有调频器参预控制和调整。频率的三次调整：按照经济分配的原则

在各发电厂进行分配。

56.KI*•…负荷的频率调节效应系数，电力系统允许频率变化的范围很小，为此负荷功率与

频率的关系曲线可近似地视为具有不变斜率的直线，此斜率极其KI*.对于不同的电力系统，

因其负荷组成不同，KI*值也不同，普通取1-3.

57.调差特性与机组间有功功率的分配关系：反比。

58.调速器通过增加机组输入功率Pt,减小了频率偏差一次调节。挪移调速系统特性曲

线是频率恢复到额定值调节-----二次调节。调频装置的调节就是二次调节。

电力系统电压调节技术

59.无功功率电源包括：发机电，电容器，调相机，静止无功补偿器。

60.电力系统电压控制措施：1）发机电控制调压，2）控制变压器变比调压，3）无功功率补

偿设备调压，4）串联电容器控制调压。

配电网自动化

61.电力系统调度的主要任务：1）保证供电质量优良2）保证系统运行的经济行3）保证较

高的安全水平4）保证提供强有力的安全措施。

62.电力系统调度采用分级结构：中心调度，省级调度，地区调度。

63.在正常系统运行状态下，自动发电控制（AGC）的基本功能是：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。

64.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。

65..电力系统状态估计是电力系统高级应用软件的一个模块。SCADA数据库的缺点：1）数

据不全2）数据不精确3）受干扰时会浮现不良数据。状态估计：能够把不全的数据填平补

齐，不精确的数据去粗取晴，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。

66.调度中心计算机具备两个功能：1）电力系统监控系统2）协调功能。具有这两种功能的

电力系统调度自动化系统称为能量管理系统EMS.

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。根据能星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，针对的是底电压系统，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

（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

67.远动技术的主要内容“四摇”：遥测，遥信，遥控，遥调。

68.电力系统状态估计来自于电力系统监控系统（SCADA）.状态估计可将不齐全的数据“填

平补齐”，不精确得数据“去粗取精”，错误的数据“去伪存真”。

69.电力系统的运行状态：1）正常运行状态2）警戒状态3）紧急状态4）恢复状态。正常

运行状态：系统满足所有的约束条件，有功功率和无功功率保持平衡，给所有负荷正常供电。

警戒状态：电力系统受到严重的扰动或者一些小扰动，逐步积累，使电力系统总的备用电力

裕度减少，安全水平降低后可能会进入警戒状态。紧急状态：若系统发生了一个严重故障，

使运行极限被破坏，系统就进入了紧急状态。恢更状态：在紧急状态时，采取了解列措施,

切除部份负荷或者电源，能够使频率电压等运行参数恢复稳定，回到正常极限之内，并满

足了不等式的约束条件，进入了恢复状态.

70.能量管理系统（EMS）与配电管理系统的区别：1）能量管理系统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，用于大区级电网和省级电网的调

度中心。配电管理系统主要针对配电和用电系统，用于10KV以卜.的电网。2）EMS所面对

的是电力系统的主干网络，针对的是高电压系统，而供电和配电处在电力系统的末端，他管

理的业务是电力系统的细枝末节，针对的是低压网络，主干网络相对集中，而供电配电网络

相对分散。

71.配电管理系统DMS包括：配电网数据采集和监控（SCADA）,地理信息系统（GJS）,各

种高级应用软件（PAS）和需方管理，配电自动化（DA）。

72.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）o在励磁调节器工作范围内U升高，U急剧减小，

U降低，U急剧增加。发机电励磁调节特性是发机电转子电流I与无宓负荷电斌I的美系。

GAVHEFQ

1、同步发机电并网方式有两种（准同期并列）（自同期并列）这两种方法在电力系统正

常运行情况下，普通采用（准同期并列）并列方法将发机电投入运行。

2、脉动电压含有同期合闸所需的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差。

对同步发机电的励磁进行控制，是对发机电的运行实行控制的重要内容之-o

3、同步发机电励磁系统普通由励磁功率单兀和励磁土节器两个部份组成

4、整个励磁自动控制系统是由物礴调节器.注磁功至卫兀.发机电构成的一个反馈控制

系统。

5,发机电发出的有功功率只受谎li束器控制，与励磁虫范的大小无关。

6,与无限大容量母线并联运行的机组，调节它的励磁电流可以改变发机也E3曲结3.

7,同步发机电的励磁自动控制系统还负担着并联运行机组间无功功率合理分酩的仟务。

8,电力系统的稳定分为旌态桧宏利暨态整定两类。

9,发机电励磁电流的变化只是改变了机组的无功功率和功率角8值的大＜1：

交流主励磁机的频率机，其频率都大于皿人普通主励磁机为100IE有实验用300Hz■以匕

10,他励交流励磁机系统的主副励磁机的频率都大于迎二，只励磁机的频率为皿iL，副

励磁机的频率普通为500H/.，以组成快速的励磁系统。其励磁绕组由本机电压经品师管整

流_后供电

11,静止励磁系统,由机端麻励弯压器供电给整流器目源,经:和余捽整条桥直接控制

发机电的励磁。

12.交流励磁系统中，如果采用了晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时,就可以考虑用晶

闸管的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁。

13,交流励磁系统中，要保证逆变过程不致“颠覆”，逆变向B普通取为即。取Mj

并有使B不小于30_!_的限制元件。

14,励磁调节器基本的控制由测量比较，综合放大,移相触发单元组成。

15,综合放大单元是沟通测量比较单元与移相触发单元的一个中间单元。

16,输入控制信号按性质分为：他调出渔1量（基本控制量），反馈柱制量（为改善捽制系

统动态性能的辅助控制），限制控制能（按发机电运行工况要求的特殊限制量）o

17,发机电的调节特性是发机电转子电流1与无功负荷电流I的关系。

18,采用由力系统稔定器（PSS）的住用是产生正述II尼以抵消后混建制尔结引掂的侪阳尼虻

-Mu__G效的抑制低频率凝荡a

19.K,为负荷的频率调节效应系数，普通K=1-3。

20.g力系统主要是由发机山幺L输山网络及仇襦组成

21.电力系统中所有并列运行的发机电组都装有卿皿电力系统中所有发电厂分为调皿_

和韭调版厂.调频承担电力系统频率的二次调节任务，而非调频厂只参加频率的•次调节任

务。

22.启动频率：普通的一轮动作频率整定在49HZo末轮启动频率：自动减负荷装置最后一轮

的动作频率最好不低于46-46.5HZO

23.电力系统中的有功功率电源是集中在各类发电厂中的发出皿无功功率电源除发机电外

还有遍走UL电春趾和静止处偿盥＞

24.电力系统在结构与分布上的特点，向来盛行分级调度的制度。分为三级调度:中心调度、

省级调度、地区弱度。

25.“口”为中心调度，“0”为省级调度中心，“•”为地区调度所或者供电局。

26.远动技术主要内容是四遥为：谣涮（YC.谣e2.）谣悴（YK）.