电力系统自动化习题

第一章 习题、思考题1电能的生产有哪些主要特点？对电力系统运行的总体要求要求是什么？特点：电力系统结构复杂而庞大，电能不能储存，暂态过程非常迅速，对国民经济各部门都特别重要。P1总体要求：保证供电可靠性，保证电能质量，保证运行的经济性（安全、优质、经济、环保）P22电力系统有哪些运行状态？ 它们的主要特征是什么？运行状态：正常、警戒、紧急、崩溃、恢复，P21主要特征：P223电力系统自动化包括哪些主要内容？按电力系统的运行管理区，可将电力系统自动化分为电力系统调度自动化、发电车自动化、变电站自动化、配网自动化。从电力系统自动控制的角度，可分为电力系统频率和有功功率自动控制、电力系统电压和无功功率自动控制、电力系统安全自动控制，电力系统中的断路器自动控制等。P6 第二章 习题、思考题1电力系统调度自动化是如何实现的？采集电力系统信息并将其传送到调度所，对远动装置传来的信息进行实时处理，做出调度决策，将调度决策送到电力系统去执行，人机联系。P24P272电网调度自动化系统的基本构成包括哪些主要的子系统？试给出其示意图。子系统：电力系统监视控制，电力系统频率和有功功率自动控制，电力系统电压和无功功率控制，电力系统安全控制。P27P31 3电网调度自动化系统主要有哪些信息传输通道（信道）？ 信道包括调制器、通信线路和解调器。P38P42信道种类：远动与载波电话复用电力载波通道，无线信道，光纤通信，架空明线或电缆传输远动信息。4电力系统常采用什么调度方式？分层调度有何主要优点？我国电网调度目前分为哪些层次？常采用分层调度控制，其优点为：便于协调调度控制，提高系统可靠性，改善系统响应。P55我国电网调度的层次：国家调度中心、大区电网调度中心、省调度中心、地区调度所、县级调度所。第三章 习题、思考题1频率偏离额定值对用户有何影响？频率变化会引起异步电动机转速变化，这会使得电动机所驱动的加工工业产品的机械的转速发生变化，使某些产品出现次品或废品；频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备的准确性和性能，频率过低时有些设备甚至无法工作；频率降低会使电动机的转速和输出功率降低，导致其所带动机械的转速和出力降低，影响电力用户设备的正常运行。P672频率降低较大时可能对电力系统造成什么危害？频率下降时，汽轮机叶片的震动会变大，轻则影响使用寿命，重则产生裂纹；频率下降，会使火电厂常用机械出力下降，使火电厂锅炉和汽机出力随之下降，从而使发电机发出的有功功率下降，若不能及时制止，则会造成频率雪崩，出现大面积停电，甚至使整个系统瓦解；核电厂中，当频率降低到一定数值时，冷却介质泵即自动跳开，使反应堆停止运行；电力系统频率下降时，异步电动机和变压器的励磁电流增加，使异步电动机和变压器的无功消耗增加，引起系统电压下降，频率下降还会引起励磁机出力下降，并使发电机电势下降，导致全系统电压水平降低，甚至出现电压崩溃现象，造成大面积停电，进而使系统瓦解。P673画出发电机组调速系统静态特性（调差特性）；写出调差系数的两个定义式，并证明它们是等价的。P754发电机组调速系统失灵区过大、过小（或完全没有）有何影响？失灵区会引起误差功率，若机组调速系统的失灵区过大，会使误差功率过大，进而使调差系数过小。若失灵区过小或完全没有，当电力系统频率发生微小波动时，调速器也要动作，这样会使调节气阀动作过于频繁，使磨损加快，减少寿命，对机组本身和电力系统频率调节不利。P765什么叫负荷调节效应？其大小和什么因素有关，用何参数表示？负荷调节效应：当系统频率下降时，负荷从系统取用的有功功率将下降，系统频率升高时，负荷从系统取用的有功功率将增加，这种现象称为电力系统负荷的频率调节效应，简称负荷调节效应。一般用负荷调节效应系数来衡量负荷调节效应作用的大小，其大小取决于曲线斜率，即负荷的组成及各类负荷所占比重，高次方负荷越大，则调节效应越强。P1036什么叫做一次调频？什么叫做二次调频？一次调频：当电力系统负荷发生变化引起系统频率变化时，系统内并联运行机组的调速器会根据电力系统频率的变化自动调节进入它所控制的原动机的动力元素，改变输入原动机的功率，使系统频率维持在某一值运行，这就是电力系统频率的一次调整，也称为一次调频，是自动的有差调节过程。二次调频：用手动或通过自动装置改变调速器的频率（或功率）给定值，调节进入原动机的动力元素来维持电力系统频率的调节方法，称为电力系统频率的二次调节，也称为二次调频，可以做到无差调节，其前提为调频机组有足够的热备用（或旋转备用）容量。P1057负荷增量按照其幅度和变化周期通常划分为哪几种分量？分别用什么调频措施来平衡这些负荷增量？随机分量，幅度较小，周期短10s,一次调频脉动分量，幅度中，周期10s3min，二次调频持续分量，幅度大，周期长 3min几个小时，调峰，机组启停P1088某系统有两台发电机，P1e=100MW,1*=0.04,P2e=50MW,2* =0.05,当f=50Hz时，P1=80MW,P2=30MW。（）画出两机组的调差特性。（）当负荷功率为时系统频率为多少？两机组出力各多少？（）当负荷功率分别为和，只靠一号机二次调频能否使频率恢复到。为什么？9写出积差调频法的调频方程式，说明其主要特点。特点：调频精度高，可做到无差调节，但是由于积分环节的存在，使调节速度变得非常缓慢。P119第四章 习题、思考题1电力系统电压波动的主要原因是什么？为什么要控制电力系统的电压和无功功率？通常有哪些调整电压的措施？电压波动主要是由负荷无功功率变化引起的，尤其是冲击负荷会造成电压闪变控制无功功率的必要性：维持电力系统电压在允许范围之内，提高电力系统运行的经济性，维持电力系统稳定P125调压措施：调节发电机端电压，调节有载变压器分接头，加调相机，串联电容器、电抗器，并联静止补偿器。 2发电机励磁控制系统的主要任务是什么？主要任务：控制电压，合理分配并联运行发电机间的无功功率，提高电力系统的稳定性，改善电力系统的运行条件，防止水轮发电机过电压。P133PS：励磁控制系统由发电机，电流互感器，电压互感器和励磁系统组成的一个反馈自动控制系统。对励磁系统的基本要求是：有十分高的可靠性，有足够的励磁容量，保证发电机电压调整率有足够的整定范围，有足够的强励能力，保证发电机电压有足够的调节范围，励磁自动控制有良好的调节特性。3励磁控制系统的强励能力用哪些参数衡量？励磁顶值电压，励磁系统允许强励时间，励磁系统标称响应。P1394励磁系统的功率电源（励磁电源）有哪些种类？直流励磁机，交流励磁机P143P1505画出比例式可控硅励磁调节器的基本结构框图；简述各单元的作用；举例说明机端电压变化时各单元输出的变化趋势。基本结构框图见书，P152各单元作用：电压测量比较单元：把发电机端电压变换为与其成正比的直流电压，与给定电压进行比较，得到两者的偏差；综合放大单元：综合放大各种励磁控制信号，改善励磁自动控制系统的静态和动态性能指标，输出移相单元所需的输入电压；可控硅整流电路：将交流电压整流成直流电压向发电机励磁绕组或励磁机励磁绕组供给可控制的励磁电流；同步和移相触发单元：把控制电压转换为移相触发脉冲。P1516改变AVR中的电压给定值，将使发电机电压调差特性怎样变化？这种变化对机组运行有何影响？发电机电压调差特性会平移，这种变化可改变机组输出的无功功率。7电压调差系数对机组运行有何影响？对调差单元有何要求？电压调差系数会改变机组的无功负荷分配，要求：调差单元输出应只反应电压与无功负荷电流的关系，对有功负荷电流不敏感；输出线电压对称。 8某调差电路接线为: 试分析其是否符合要求？是正调差还是负调差？怎样改变其调差极性（正、负）和大小？该分析符合要求，是正调差，通过改变TA的接入极性，可改变调差单元极性，改变接入电阻的大小，可改变调差极性的大小。判断正、负调差特性的方法：看调差单元的输出线电压随着无功负荷电流的增大而增大，就是正调差，反之就是负调差。负调差只适合于发变组单元接线，发电机端直接并联时，不可采用负调差，因大机组输出电流大，若直接并联，则短路时母线电流过高。第六章 习题、思考题1、准同期并列与自同期并列方法有何不同？对它们的共同要求是什么？两种方法各有何特点？两种方法适用场合有何差别？共同要求：冲击电流不超过允许值，且尽可能小；并列后能迅速拉入同步运行。准同期并列：先将待并列双方的电压加到并列断路器主触头两侧，然后调整两侧电压，使电压幅值、频率和相角分别相等时闭合断路器主触头，使并列双方并联在一起运行。准同期并列用于发电机并入电力系统，也用于将两个分开的电力系统并联在一起运行。自同期并列：一开始不加励磁（先并列，然后加励磁），其优点为：操作简单，并列迅速，易于实现自动化，缺点：冲击电流大，对电力系统扰动大，不仅会引起电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组附近造成电压瞬时下降，只能在电力系统事故，频率降低时使用。P2312、准同期并列的理想条件是什么？为什么说理想条件在实用中难以实现？理想条件：断路器两侧电压的幅值相等，频率相同，相角一致。P2323、试说明电压差、相角差、频率差分别不为零时对并列操作有何影响？只存在电压差时并列机组会产生无功冲击电流，只存在相角差时，并列的冲击电流主要是有功分量，这意味着发电机并列后与系统间有能量交换，只存在频率差时，调速器会自动地使机组带上有功功率，且会经过几个振荡周期才会被拉入同步。P2334、给定待并机组冲击电流允许值（有效值）后，电压差、相角差、频率差的允许值应如何计算？5、恒定越前时间整定值应如何计算？6、试证明恒定越前时间与电压差、频率差无关。7、试说明ZZQ5滑差检测的原理。8、在例61中，若并列装置延迟时间为0.1秒，待并机组允许冲击电流为出口三相短路电流的10%，其他条件不变。1）试计算恒定越前时间、允许压差、允许频差定值。2）若采用ZZQ5并列，试计算恒定越前相角的定