《电力系统自动装置原理》第五版复习题.pdf

Zong_Yang 电力系统自动装置电力系统自动装置原理复习资料原理复习资料 题目题目后面的页码后面的页码与与电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理( (第五版第五版) ) 杨杨冠城冠城 主编主编 匹配匹配 一一、简答题、简答题 1 1、什么什么是并列操作是并列操作？ P19P19 答：把一台待投入系统的空载发电机组经过必要的调整，使之符合并列运行的条件 后才允许断路器合闸作并网运行的一系列操作称为并列操作。 2 2、同步发电机组并列时应遵循什么原则？、同步发电机组并列时应遵循什么原则？ P19P19 答：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待并发 电机额定电流的 21 倍。 发电机组并入电网后，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。 3 3、什么是准同期并列？什么是准同期并列？ P20P20 答：发电机在并列合闸前已加励磁电流，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。 4 4、什么是自同期并列？什么是自同期并列？ P23P23 答：自同期并列操作是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近电网频率，滑差 角频率 s w不超过允许值，且在机组加速小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路 器，接着立刻合上励磁开关，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐上升过程 中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。 5 5、在在 s U的脉动的脉动电压波形中载有电压波形中载有准同期并列准同期并列所需的信息有哪些？所需的信息有哪些？ P25P25 答：电压幅值差、频率差及相角差随时间的变化规律。 6 6、 s U的脉动周期sTs10才能满足%2 . 0 sy w的要求。 P26 7 7、什么、什么是是整步电压整步电压？ P31P31 答：自动并列装置检测并列条件的电压人们称为整步电压。 8 8、简述自动并列装置的输出控制信号有哪些。、简述自动并列装置的输出控制信号有哪些。 P43P43 答：调节发电机转速的增速、减速信号。 调节发电机电压的升压、降压信号。 并列断路器合闸脉冲控制信号。 Zong_Yang 9 9、同步发电机励磁、同步发电机励磁控制系统控制系统的任务是的任务是什么什么？ P P4545 答：、三大任务：维持电压稳定、无功分配、提高电力系统运行的稳定性 、五大任务：电压控制、控制无功分配、提高同步发电机并联运行的稳定 性、改善系统的运行条件、水轮发电机组要求实行强行减磁。 1010、什么什么是励磁是励磁电压电压响应响应比比？ P P5252 答：将励磁电压在最初 0.5S 内上升的平均速率定义为励磁电压响应比。 1111、什么什么是静止励磁系统？是静止励磁系统？ P P5757 答：发电机的励磁电源不用励磁机，而由机端变压器供给整流装置，这类励磁装置 采用大功率晶闸管元件，没有转动部件，故称为静止励磁系统。 1212、励磁励磁控制控制系统的系统的的的静态工作特性静态工作特性的的调节包括调节包括哪哪两项两项？ P69P69 答：调差系数的调整、外特性平移。 1313、发电机调节特性的类型及其特点。发电机调节特性的类型及其特点。 P72P72 答：0为正调差系数，其调节特性下倾，即发电机端电压随无功电流增大而降低。 0为负调差系数，其调节特性上翘，发电机端电压随无功电流增大而上升。 0称为无差特性，这时发电机端电压恒为定值。 1414、对励磁调节器进行调整主要是为了满足运行方面的对励磁调节器进行调整主要是为了满足运行方面的哪些哪些要求？要求？ P P7272 答：发电机投入和退出运行时能平稳地改变无功负荷，不致发生无功功率冲击。 保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配 1515、电力系统电力系统负荷负荷变动情况由变动情况由哪几个哪几个分量组成？分量组成？ P P128128 答：随机分量、脉动分量、持续分量。 1616、调节调节特性的失灵区的影响是什么？特性的失灵区的影响是什么？ P P134134 答：由 * / w PR 知： * w P与失灵度成正比，而与调差系数 * R成反比，过小的 调差系数将会引起较大的功率分配误差，所以 * R不能太小。汽轮发电机组调速器的不 灵敏区为%5 . 0%1 . 0，水轮发电机的调速器的不灵敏区为%7 . 0%1 . 0。 1717、什么是什么是电力系统电力系统的的功率功率频率特性频率特性？ P135P135 答：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 变的特性称为电力系统的功率频率特性。 Zong_Yang 1818、什么是什么是电力系统电力系统的的一次一次调频调频？什么是什么是电力系统电力系统的二的二次次调频调频？它们它们的区别是什么？的区别是什么？ P135P135 答：电力系统的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。 电力系统的二次调频通过调频器实现，反映系统频率变化而相应调整原动力 阀门开度，完成调节系统频率。 一一次调频的调节结果是有差的次调频的调节结果是有差的，二次调频的调节结果是无差的。二次调频的调节结果是无差的。 1919、实现频率与有功的自动调节的实现频率与有功的自动调节的方法方法有哪些？有哪些？ P155P155 答：主导发电机 同步时间法 联合自动调频(AGC:二次调频 EDC：三次调频) 2020、分区调频法的特点是什么？、分区调频法的特点是什么？ 答：分区调频法的特点是：区内负荷的非计划负荷变动主要由本区内的调频厂来负 担，其他区的调频厂不参与调频，因此区域间联络线上的功率应该维持计划值不变。 2121、频率联络线功率偏差控制频率联络线功率偏差控制（TBCTBC）方程方程。 P P162162 由 dtfPKP dtfPKP BBtBiBGB AAtAiAGA )( )( 得： 0 0 BBtB AAtA fP fP 2222、什么、什么是是微增率微增率？什么是什么是等微增率等微增率法则法则？ P165P165 答：微增率是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值。 等微法则就是运行的发电机组按微增率相等的原则分配负荷，这样就可使系 统总的燃料消耗（或费用）为最小，从而使最经济的。 2323、什么是频率崩溃什么是频率崩溃现象现象？ P172P172 答：当频率下降到Hz4847时，火电厂的厂用电机械的出力将显著降低，使锅炉 出力减少，导致发电厂输出功率进一步减小，致使功率缺额更为严重，于是系统频率 进一步下降，这样恶性循环将使发电厂运行受到破坏，从而造成所谓的“频率崩溃” 现象。 2424、什么、什么是电压崩溃现象是电压崩溃现象？ P172P172 答：当频率降低时，励磁机、发电机等的转速相应降低，由于发电机的电动势下降 和电动机转速降低，加剧了系统无功不足的情况，使系统电压水平下降。当频率下降 至Hz4546时，系统电压水平受到严重影响，当某些中枢点电压低于某一临界值时， 将出现所谓的“电压崩溃”现象。系统运行的稳定性遭到破坏，最后导致系统瓦解 Zong_Yang 2525、什么什么是自动低频减载？是自动低频减载？ P177P177 答：按照频率的不同数值按顺序地切除负荷。也就是将接至低频减载装置的总功率 max L P分配在不同启动频率值来分批地切除，以适应不同功率缺额的需要。 二、作图题 1 1、画出画出准同期并列装置的主要组成部件。准同期并列装置的主要组成部件。 P P27 27 图图 2 2- -8 8 图 2-8 准同期并列装置的主要组成部件 2 2、画出励磁自动控制系统画出励磁自动控制系统的的构成框图构成框图。 P P45 45 图图 3 3- -1 1 图 3-1 磁自动控制系统构成框图 3 3、画出画出励磁控制系统的框图。励磁控制系统的框图。 P68 P68 图图 3 3- -3131 图 3-31 励磁控制系统框图 Zong_Yang 4 4、机械液压调速器原理分析。机械液压调速器原理分析。 P136 P136 图图 5 5- -1010 测量机构：离心飞摆 逻辑机构：错油门 执行机构：油动机 三、计算题 例例 2 2- -1(1(P29P29) ) 某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列，系统的参数已归算到 以发电机额定容量的标么值。一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗 q X为125. 0 系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路电抗为25. 0；断路器合闸时间stQF5 . 0，它的 最大可能误差时间为 QF t%20；自动并列装置最大误差时间为s05. 0；待并发电机允 许的冲击电流值为 GNhm Ii2 。试计算允许合闸误差角 ey 、允许滑差角速度 sy w，与 相应的脉动电压周期 s T。 解解： （1） 、允许合闸误差角 ey )(199. 00992. 0arcsin2 05. 128 . 12 )25. 0125. 0(12 arcsin2 28 . 12 )( arcsin2 rad E XXi q Xqhm ey （2） 、允许滑差角速度 sy w 断路器合闸动作误差时间 stt QFQF 1 . 02 . 05 . 0%20 自动并列装置的误差时间stc05. 0 所以 srad tt w QFc ey sy /33. 1 15. 0 199. 0 | Zong_Yang 若滑差角频率用标么值表示，则 2 * 1042. 0 502 33. 1 2 f w w N sy sy （3）脉动电压周期 s T s w T sy s 7 . 4 33. 1 22 例例 3 3- -1(1(P74P74) ) 某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，1 号机的额度功率为MW25 二号机的额度功率为MW50。两台机组的额度功率因数都是 0.85，励磁调节器的调差 系数都是 0.05，若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的 20%，问各 机组承担的无功负荷增量是多少?母线上的电压波动是多少？ 解解：1 号机组额定无功功率： var)(29.15)85. 0tan(arccos25tan 111 MPQ NGNG 2 号机组额定无功功率： var)(99.30)85. 0tan(arccos50tan 222 MPQ NGNG 因为两台机的调差系数均为 0.05，所以公共母校上等值机的调差系数 也为 0.05。 母线电压波动：01. 02 . 005. 0 * * QU 各机组无功负荷波动量为： 2 . 0 05. 0 01. 0 1 * *1 U QG var)( 1 . 349.152 . 0 1*11 MQQQ NGGG 2 . 0 05. 0 01. 0 * *2 U QG var)(2 . 699.302 . 0 2*22 MQQQ NGGG 1 号机组无功负荷增加 3.10 Wvar，2 号机组无功负荷增加 6.20 Wvar，母线上的电 压降低了 N U01. 0。因为调差系数相等，无功的波动量与它们的容量成正比。 例例 3 3- -2 2( (P75P75) ) 在例 3-1中，1 号机的调差系数是 0.04，2 号机的调差系数仍为 0.05， 当系统无功负荷波动仍使无功增加为总无功容量的 20%，问各机的无功负荷增加量是多 少？母线上的电压降低多少？ 解解：)/()()/()( 21 2 2 1 1 *212*21*1 * NGNG NGNG NGNGNGNG QQ Q Q UQQQQQQQ Zong_Yang U Q Q QQ U NGNG NGNG / )( )( / * 2 2 1 1 21 * 等值调差系数 046. 0 05. 0 99.30 04. 0 49.15 99.3049.15 )( )( 2 2 1 1 21 Q Q QQ NGNG NGNG 母线电压波动 0092. 02 . 0046. 0 * * QU 各机组的无功增量 23. 0 04. 0 0092. 0 1 * *1 U QG var)(56. 349.1523. 0 1*11 MQQQ NGGG 185. 0 05. 0 0092. 0 * *2 U QG var)(73. 599.30185. 0 2*22 MQQQ NGGG 1 号机组无功负荷增加 3.56 Wvar，2 号机组无功负荷增加 5.73 Wvar，母线上的电 压降低了 N U0092. 0。 例例 5 5- -1(1(P130P130) ) 某电力系统中，与频率无关的负荷占 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，与频率三次方成比例的负荷占 20。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 *L K值。 解解：当Hzf47时，94. 0 50 47 * f 由 n nL fafafaaP * 2 *2*10* 可知： 93. 094. 02 . 094. 01 . 094. 04 . 03 . 0 32 * 2 *2*10* n nL fafafaaP 则 7100)93. 01 (100)1 (% * LL PP 17. 1 6 7 % % * f P KL 例例 5 5- -2(2(P131P131) ) 某电力系统总有功负荷为 3200MW（包括电网的有功损耗） ，系统的频率 为 50Hz。若5 . 1 * L K，求负荷频率调节效应系数 L K值。若负荷增长到 3650MW 时， L K 又是多少？ 解解：从 N LN LL f P KK * 得：)/(96 50 3200 5 . 1 * HzMW f P KK N LN LL 若负荷增长到 3650MW 时 )/( 5 .109 50 3650 5 . 1 * HzMW f P KK N LN LL Zong_Yang 例例 6 6- -2(2(P177P177) ) 某系统的负荷总功率为MWPL5000，设想系统最大功率缺额为 MWPh1200 max ，设负荷调节效应系数为2 * L K，自动低