电力系统自动装置原理期末复习资料 (一)

《电力系统自动装置原理》期末复习资料

一、填空题

I.将同步发电机并入电力系统参加并列运行的操作称为座列

2.自动并列装置检测并列条件的电压人们常称为_整步电压。

3.电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行

机组间无功功率的分配。

4.发电机发出功率为—发电机状态—；发电机吸收功率为—电动机状态o

5.并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过」一2倍的额定电

流：

6.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，以减小对电力系

统的扰动。

7.励磁控制系统是由—发电机、励磁功率单元及一励磁调节器共同

组成的自动控制系统。

8.反馈型电压调节器按被调量（发电机电压）与给定量（设定值）之间的差值进行调节,

属于闭环反馈控制。

9.励磁调节器主要由电压测量比较，综合放大及功率放大等单元组成。

10.数字式励磁调节器的组成：主控制单元，信息采集单元，控制输出，人机接口单

兀。

11.励磁调节器主要由电压测量比较,综合放大及功率放大等单元组成。

12.调速器通常分为机械液压调速器和电气液压调速器两类。

13.速增率_是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值。

14.当电厂发出的有功功率不满足用户要求出现缺额时，系统频率就会下降。

15.当电力系统因事故而出现严重的有功功率缺额时，其频率将随之急剧下降°

16.低频减载装置采用了分级切除负荷的办法,以适应各种事故条件下系统功率缺额大小不

等的情况。

17.数字是调节器，按—比例—、—积分—和—微分—进行控制的PID调节器，是连

续系统控制中技术成熟、应用最为广泛的•种调节器。

18.恒定越前时间的准同期并列装置中的合闸信号控制单元由遣差角频率检测、电压差检测和

越前时间信号等环节组成。

19.自动并列装置检测并列条件的电压人们常称为整步电压“

20.频率差检测是在恒定超前览回之前完成的检测任务，用来判别是否符合并列条件。

二、名词解释

1.恒定越前相角准同期并列：在Ug和Ux两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号的叫恒定

越前相角并列装置。

2.恒定越前时间准同期并列：在Ug和Ux两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号的叫恒定

越前时间并列装置。

3.同步发电机的进相运行：同步发电机欠励磁运行时，由滞后功率因数变为超前功率因数，

发电机从系统吸收无功功率，这种运行方式称为同步发电机的进相运行。

4.励磁调节器的静态工作特性：励磁调节器输出的励磁电流（电压）与发电机端电压之间的

关系特性。

5.调差系数：表示无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压的相对变化。

6.负荷的频率调节效应：系统频率发生变化时，总负荷吸收的有功功率也随之变化的现象。

即当频率下降时，总负荷吸收的有功功率随之下降；当频率上升时，总负荷吸收的有功功

率随之上升。

7.发电机的功率-频率特性：系统频率变化，整个系统的有功负荷也要随着改变，这种有功

负荷随频率而改变的特性。

8.电力系统一次调频：通过发电机调速系统实现，反映机组转速变化而相应调整原动力门开

度，完成调节系统频率

9.电力系统二次调频：为了使频率偏差不超过允许范围，通常要通过人工手动或调频装置自

动地改变变速机构位置即改变调速渊的工作特性，使电力系统的总负荷与总出力在额定频

率卜达到平衡。通过改变调速器工作特性而实现的调节过程，就是频率的二次调整，是对

第二种负荷变动引起的频率偏差进行的调整。

10.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。

11.电力系统的动态频率特性：当电力系统出现功率缺额造成系统频率下降时，系统频率随时

间由额定值变化到稳定频率的过程，称为电力系统的动态频率特性。

三、简答题

1.准同期并列的理想条件有哪些？

（1）'%=叫或几=人（即频率相等）

（2）%=力（即电压幅值相等）

（3）4=°（即相角差为零）

2.简述同步发电机的两种并列操作方法的过程？

答：准同步并列的方法是：发柳I在并列合闸前因侬，当发也I电国怫值、蟒、

相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相劄寸，将发电机断路器合何，

完成并列操作。自同步并列的方法是：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。

3.为什么准同期并列产生的冲击电流小？

答：当电网参数一定时，冲击电流决定于相量差Us,由于准同期并列操作是并列断路器

QF在满足频率相等幅值相等相角差为零的理想条件下合闸的，虽然不能达到理想的条件，

但是实际合闸时相量差Us的值很小，因此计算出的冲击电流很小。

4.电力系统低频运行有哪些危害？

答：（1）系统频率下降使汽轮机叶片受损：（2）频率下降使厂用电异步电动机的生产率下

降，使发电机出力下降，严重时造成电力系统频率崩溃；（3）频率下降使某些励磁系统的

励磁电压下降，影响系统的电压水平，严重时造成电力系统频率崩溃。

5.为什么频率差过大时发电机可能并列不成功？

答：发电机并列合闸时存在频率差，将产生振荡的冲击电流，振荡周期就是滑差周期，即

频率差的大小，决定看冲击电流的振荡周期。如果频率差较小，滑差周期长，则经过一定

的振荡过程，发电机进入同步运行，并列成功：如果频差过大，滑差周期短，可能导致发

电机失步，造成并列失败。

6.水轮机发电机组为什么要强行减磁？

答：当水轮机发电机组发生故障突然跳闸时，由于它的调速系统具有较大的惯性，不能

迅速关闭导水叶，因而会使转速急剧上升。如果不采取措施迅速降低发电机的励磁电流,

与间的电压差，且调节发电机电压，使他与间的电压差值小于规定允许值，促进并

列条件的形成。(3)合闸信号控制单元。检查并列条件，当待并机组的频率和电压都满足

并列条件时，合闸控制单元就选择合适的时间发出合闸信号，使并列断路器QF的主触头

接通时，相角差接近于零或控制在允许范围内。

四、计算题

1.某系统负荷总容量为16000MW,负荷调节效应系数K=2,若不考虑调速器的作用，计算当

频率下降到47Hz时，系统有功缺额是多少？系统总的发电功率是多少？

解：

—K上更

PL£fN

缺额为：

P"Kx/'―卜XP/v=2x47—5°x16000=-1920(MW)(MW)

fa50

发电功率为：P=16000-1920=14080(MW)

2.某电力系统中，与频宓无关的负荷占30%,与频率一次方成比例的负荷占40%,与频率

二次方成比例的负荷占10%,其余为与频率三次方成比例的负荷。求系统频率由50Hz下

降到47Hz时，负荷功率变化的百分数及其相应的频率调节效应系数K/,值。

解当fu47Hz时./.=兴=0.94

由式(5-4)可以求出当频率下降到47Hz时系统的负荷为

21

H・=%+aj.4-a2f.-Faj/.

=0.34-0.4X0.94+0.1X0.942+0.2X0,945

=0.34-0.376+O.088+0.166=0.930

则

4%=(1-0.930)X100=7

于是=守=不=1.17

五、分析题

1.同步发电机与无穷大系统并联运行，且保持输出有功恒定，当改变励磁电流时，对发电机

输出无功功率的影响是什么？其依据(方程、表达式)是什么？

答：由于发电机发出的有功功率只受调速器的控制，与励磁电流大小无关，故无论励磁电

流如何变化，发电机的有功功率P均为常数，即

P=UGIGcos6=常数

nEGUG.e

P=-----sinb

=常数

由于UG=常数，故IGcos4>=常数，EGsin6=常数

所以励磁电流改变时，改变了发电机发出的无功功率和功率角6的大小。

2.试画出电力系统负荷静态频率特性曲线，并说明负荷调节效应的意义。为何负荷调节效应

系数K会因季节变化而变化？

答：电力系统负荷静态频率特性曲线为：

3.

负荷吸收的有功功率随频率变化的现象称为负荷调节效应，频率降低时，总负荷吸收

的有功功率随之下降：当频率上升时，总负荷吸收的有功功率随之上升。