华科电力系统自动化14567章复习题

1、华科电力系统自动化14567章复 习题第一章1 .什么叫线性整步电压它是怎么形成的 有什么作用线性整步电压是指其幅值在一周期内与 相角差分段按比例变化的电压,一般呈三角 形.用数学公式可以描述为：Usl=Uslm 兀+ Se /兀-兀06 e< 0 Usl=Uslm 兀-S e /兀0< S e< 兀线性整步电压形成电路由整形电路、相敏 电路、滤波电路三局部组成的.其中整形电 路将发电机电压和系统电压的正弦波转换 成频率相位相同的一系列方波；相敏电路将 以上两个信号同或同为高电平,异为低电 平后输出一系列宽度不等的方波；滤波电 路由低通滤波器和射极跟随器构成,LC滤波 电路平

2、滑波形,设计跟随器提升整步电压信 号的浮在水平.脉动电压幅值与发电机电压和系统电压 有关,使得检测并列条件的越前时间信号和 频率检测引入了电压影响因素造成 3不准, 从而成为引起合闸误差原因之一.可以利用 线性整步电压检测恒定越前时间和滑差,进行频差限制和压差限制2 .同步发电机并列的理想条件.发电机和电网系统的频率、电压、相序相同, 相角差为0.理想条件下并列合闸的冲击电 流等于零,并且并列后发电机G与电网立即 进入同步运行,不发生任何扰动现象.3 .如果发电机频率与系统频率相等,那么相位差 保持不变,但此时相位差还很大不符合并列 条件,怎办通过越前鉴别,可以判断发电机电压和系统 电压谁是越

3、前电压,0兀区间内,系统电 压从高电平变低电平时,假设发电机为高电 平,那么是系统超前于发电机,增速脉冲回路 输出一些列正脉冲,而减速脉冲回路无输 出.反之同理.然后经过区间鉴别,每到 在S e-50°时候,发出增速脉冲或减速脉 冲,并经过阻尼震荡后,反复调节直到相位 差保持到允许范围内.4 .两个大系统之间实现并列,该如何到达准同期的三个并列条件?检测两个系统之间的频率和电压幅值,如果不相等,通过调整系统间的有功和无功来调 整频差和压差,到达同期并列条件.5 .阐述数字准同期装置的根本结构与优越性; 为什么有错过同期的问题,如何解决该问 题 根本结构：硬件一一主机、输入输出接口电路

4、、输入输出过程通道、人机联系；软件 电压检测、频率检测、越前时间检测. 优越性：优越性表达在多个方面一一功能 实现：模拟式装置需要一个硬件电路,微机 只需增加一段软件；抗干扰水平：模拟式装 置是模拟连续信号,易受干扰；微机为.和 1,抗干扰水平提升；温度漂移：模拟式装 置上的大量电阻、电容以及电位器易受温度 影响,性能会随时间改变；微机主要都是数 字电路,非常少的外围模拟接口电路,受温 度影响较小；参数调整：模拟式装置靠大量 电位器调整,繁且易出错,易受温度影响;微机数字式,调整灵活且准确；限制算法:模拟式装置只能实现简单算法,难于实现复 杂算法；微机能实现数值算法,性能好；故 障诊断：模拟式

5、装置难于实现；微机容易实 现故障自诊断与自恢复,较大幅度提升可靠 性提升.总之微机数字式并列装置,硬件简单,编程 方便灵活,运行可靠,且技术成熟,成为当前自动并列装置开展的主流.模拟式并列装置,在一个周期北时间内,把5假设为 恒定.数字式并列装置可以克服这一假设的 局限性,采用较为精确的算法,根据弧当 时的变化规律,选择最正确的越前时间发出合闸信号,可以缩短并列操作的时间,提升装 置的技术性能,提升电力系统自动化和智能 化应用水平.1(2本点 (2兀一 3丫计算时,a点对应风已经接近5yj.满足：7.但最.在下一点计算时,满足：且 2 i YJ这样就错过了合闸时机！为了预防上述情况,在进行本点

6、8 i计算时,可同时对下一个计算点6i+i值进行预测.估计最正确合闸导前相角 6 yj是否介于计 算点与下一个预测点3i+i之间,以便及时采 取举措,推算出8 i 8 yj所需的时间.这 样可以不失时机的在越前相角瞬间发出合 闸信号.因此一旦待并发电机的电压频率符 合并列条件,在一个滑差周期内就可以捕捉 到最正确合闸导前相角,及时发出合闸信号.8.数字准同期装置如何测量滑差角速度和角加速度滑差角速度：si1 19其中3 i和3 i-i分别是计算点和上一个计算点的角度值；2 r x两计算点的时间.角加速度为:-二角加速度： t2 xn由于相邻两点间的角速度变化甚微,因此 角加速度一般可以经过假设

7、干计算点后才 计算一次.12.一YJsitDC 2 t- tDC1 18第四章1、从发电机、电力系统、负荷三个方面说明电 压限制的意义.发电机：电力系统电压降低时,发电机定子电 流将因其功率角增大而增大,为了不使会使定子 绕组过热损坏,不得不减少所发有功功率.类似 的也不得不降低变压器所带有功负荷；电力系 统：电压降低时,会使电网中的有功功率损耗和 能量损耗增加,还会危及电力系统运行稳定性, 而电压过高,各种电气设备绝缘性受损,超高压 输电线路中还将引起电晕损耗；负荷：各用电 设备在额定电压下运行才能取得最大工作效率, 当电压偏离额定值较大时,会对负荷的运行带来 不良影响,营销产品的质量和产量

8、,损坏设备, 甚至引起电力系统电压崩溃造成大面积停电, 影 响人们生活.+ QC2U2/1 71负UAUA发电2、利用负荷的 无功电压特性 和电源的无功 电压特性说明 电力系统无功 功率平衡与电 压的关系.系统无功负荷增加时,曲线1向上到曲线1', 此时如果发电机励磁不变,工作点从 A到A', 电压损耗导致电压降低,发电机励磁增加,曲线 2上升到曲线2'.工作点从A到C,弥补了电 压损耗.3、电力系统无功电源有哪些怎样提供无功功 率发电机：发电机端电压高于系统电压时, 发出 无功功率,主要受到电枢电流限制,吸收无功时 要受发电机稳定以及定子端部发热限制.只在额 定运行状

9、况下充分利用,因此无功调节水平有 限.同步调相机/同步电动机：工作在过激状态下 发出无功功率,工作在欠激状态下吸收无功功 率.输出无功功率随系统电压的下降而上升,调 节性能好；但属于旋转式机械,维护量大,且有 一定的功率损耗.并联电容器：从系统吸收容性无功功率,相当 于发出感性无功功率.电容量可大可小运行方便 灵活,可以分散补偿,无旋转局部易于维护,且 功率损耗小；但输出无功功率随系统电压的下降 而下降,而此时正需要无功功率,因此调节性能 有限.静止无功补偿器：SVC可以快速平滑地调节无 功,适应于冲击性负荷,能分相补偿适应于不平 衡的负荷变化,运行维护简单,功率损耗小；但 输出无功功率随系统

10、电压的下降而下降,而此时 正需要无功功率,因此调节性能有限.高压输电线路：特别是分裂导线,其充电功率 可观,是电力系统固有的无功电源.4、电力系统电压限制有哪些举措限制发电机励磁电流,改变发电机端电压 UG 限制变压器分接头改变电压器变比,实质上是 改变了无功功率分布,要求系统无功电源充足, 否那么达不到调压效果；利用无功补偿设备调 压,减小系统中无功功率的传输,合理配置无功 功率分布可以减小网络中电压损耗和有功损耗, 从而改善用户电压质量；串联联容器限制电 压,使QX/U变小,电压损耗变小,提升输出电 压.优先采用发电机限制电压,系统无功功率充足时 优先考虑变压器调压,不充足时优先考虑无功补

11、 偿设备和串联电容器调压.5、电力系统电压的综合限制：综合多种调压手5-|ST _C &+jk段,到达最优限制方式.总之,无功各区域就地 平衡,调度中央负责主干网及枢纽节点的电压.U和K对U限制效果相同,X1/X2越小,效果越显 者以对以,当X/Xi越小,效果越显著q对U效果显著6、电力系统无功功率电源的最优限制：合理控 制各无功电源的的无功大小,使网络有功损耗达 到最小.确定无功优化法：以新增无功补偿设备投资费 用及运行费用和最小为目标.单一目标根据 有功负荷经济分配进行分布计算,计算各节点入大于零增加无功输出小于零减少无功输出, 重新算分布,重复直至平衡机输出功率不能再少.不确定无

12、功优化法：目前,无功优化是保证单 一目标函数最小,难以保证电网整体性能最正确.因此最好考虑多目标同时优化. 例如：投资费用 最小,系统网损最小,系统平安裕度最大,电压 偏差最小等.7、电力系统调频必须在全网统一进行,调压那么 适宜分散进行.电力系统电压调频只能通过调节 原动机功率,而调压有多种方式.第五章1、电力系统调度任务有哪些电力系统调度的任务简单来说,就是限制整个电 力系统的运行方式,使之无论在正常情况下或事 故情况下都能符合平安、经济及高质量供电的要 求.主要有以下几点：保证供电的质量优良； 保证系统运行的经济性；保证较高的平安水 平；保证提供强有力的事故处理举措.2、什么是分级调度、

13、为什么采用既一般讲整个电力系统,按输电线路与变电所的 电压等级分数不同的调度单位,进行电能的日常 治理与限制.在分级调度中,下一级除了完成上 一级调度分配给它的任务,还接受上级调度的指 导与制约.一般来说,高压网络传送的功率大,影响着该系 统的全局,如果高压网络发生了事故,有关的低 压网络肯定会收到很大的影响,致使正常的供电 过程遇到障碍.反过来,如果故障发生在低压网 络,那么对高压网络影响较小,不至于影响系统全 局.因此要采用分级调度.3、具有,电力系统监控系统 SCADA协调功能, 这两种功能的电力系统调度系统称为能量治理 系统EMS 4、自动发电限制AGB对发电机处理的闭环自 动限制系统

14、,能实现机组出力的自动调节. 根本图自动发电限制(AGC)结构示意图功能：使发电自动跟踪电力系统负荷变化； 响应负荷和发电的随机变化,维持系统频率为额 定值；在各区域间分配系统发电功率, 维持区 域间净交换功率为方案值；对周期性负荷变化 按发电方案调整发电功率；监视和调整备用容 量,满足电力系统平安要求.从AGC勺功能来看,它主要完成系统区域间交换 功率的方案和系统频率的维持功能. AGCA电力 系统调度中央获得有用信息,当系统中出现频率 或交换功率的偏差时,通过测量和计算确定区域 限制偏差,向厂站发出相应限制信号.一次调频由调速器实现,二次调频由 AG馁现. 区域调节限制确定机组调节分量 P

15、R目的是使 限制误差ACEgJ零.区域跟踪限制目的是按方案 提供机组发电基点功率 Pi,将PR加到Pi上, 共同形成期望发电量,作用于调频机组的限制系 统限制调速器,形成机组出力的闭环限制,AGC是一个输出功率跟踪限制系统.发电方案按等微增率准那么编制火电机组发电计 划,到达经济运行,向AG提供基点功率.5、远方终端RTU是电网调度自动化系统的根底 设施,安装于各变电所或发电厂内,负责将变电与调度通信modem接口模出 模块示盘印 显健打模拟鼠 状态J9 脉冲且 数字盘 遥控 遥调 输人 输入 输入 输入 输出 输出所和发电厂的所有运行状态采集传送到调度系 统,同时执行来自调度系统的命令.包含

16、数据采 集、数据通信、执行命令和自诊断等其他功能.结构有模拟量输入输出通道、开关量输入输出通 道.遥测一一采集电网重要测点的运行参数,模拟量.遥信一一如断路器的开光状态,自动装置或继电 保护的工作状态等开关量最高优先级可插队遥控、遥调.6、通信规约：在通信网络中,为了保证通信双 方能正确、有效、可靠的传输数据,在通信的发 送和接受过程中有一系列规定,以约束双方进行 正确、协调的工作,我们将这些规定称为通信规 约.通信规约明确标准：双方有共同的语言、要 有一致的操作步骤、要规定检查错误以及出现异 常情况时计算机的应付方法.循环式通信规约：厂、所RTU?有遥测、遥信 通信的主动权,主站掌握遥调、遥

17、控通信的主动 权.厂站按规约周期性发送信息,不管主站是够 需要、发问,逻辑上每个RTU虫占一条信道,对 信道质量要求低.问答式通信规约：主站享有遥测、遥信、遥调、 遥控通信的主动权.主站发送查询命令,厂站才 答复,有问必答、无问不答、按需答复,多个 RT哄享信道,对信道质量要求高,且必须为双 向.应答式规约允许多个RT磔享信道,节省通道, 提升信道占用率；采用变化信息传送策略,压缩 数据块长度,提升速度；可以使用双全工通道也 可以使用半双全工,通道适应性强.7、EMS的网络分析：是对网络中所有传输的状 态进行检测、分析、诊断,帮助用户排除网络故 障事故、躲避平安风险、提升网络性能、增大网 络可

18、行性.网络拓扑分析：是根据开关的开合状态遥信信 息和电网的一次接线图来确定网络的拓扑关 系,既节点一一支路的联通关系,为其他应用做 好准备.8、状态估计的必要性完成那些功能SCAD微据库存在数据不齐全、数据不精确、受 干扰时会出现不良数据、数据不和谐的缺点,状 态估计利用实时测量系统数据的冗余度提升数 据的精度,自动排除随机干扰引起的错误信息, 估计/预报系统的运行状态.功能有：得到接近于系统真实状态的最正确估计；对生数据进行不良数据的检测与辨识, 删除或改 正不良数据；推算出齐全而精确的电力系统运行 参数；纠正偶尔会出现的遥信错误；估计某些可 疑或未知的设备参数；以现有数据预测未来的趋 势和

19、可能出现的状态；确定合理的测点数量和合 理的测点分布.假定数学模型、状态估计计算、检测、识别.9、正常运行状态、警戒状态、紧急状态、解列崩溃状态、恢复状态.有选择性的切除故障、预防事故扩大和保持系统 稳定、将电力系统适当地点解列.第六章1、能量治理系统EMS配电治理系统DM隹别 EM系综合自动化系统,主要针对发电输电系统, 用于大区级电网和省级电网的调度中央,针对高 压系统,所面对的对象是电力系统的主干网络, 较为集中；DM驻要针对配电和用电系统,用于 10kv以下的电网,针对低压网络,治理的业务 是电力系统的“枝叶末节,较为分散.2、馈线自动化是只配电线路的自动化.在正常 运行时,馈线自动化

20、实时监视馈线分段开关与联 络开关的状态和馈线电流、电压情况,实现线路 的开关的原方或就地合闸分闸操作；故障时,获 得故障记录,并能自动自动判别和隔离馈线故障 区段,迅速对非故障区域恢复供电.终端有： DTU TTU RTU实现方案一一就地限制：依靠馈线上安装的重 合器和分段器自身功能来消除瞬时性故障和隔 离永久性故障；远方限制：采集故障信息传送 到限制中央,由软件分析后确定确定故障区域和 最正确供电恢复方案,以遥控方式隔离故障区域恢 复正常区域供电.重合器一一重合器是一种能够检测故障电流、 给定时间内断开故障电流并能进行给定次数得 到重合闸的限制开关.分段器一一与电源侧前级保护开关配合, 发生永 久性故障时,分段器在预订次数的分合闸操作后 闭锁于分闸状态,到达隔离故障线路区段的目 的.假设分段器未完成预订次数的分和操作, 故障 就被切除了,分段器那么保持在合闸状态,并经一 段延时后恢复到预先正定状态,为下一次故障做 好准备.分段器可以开端负荷电流,关合短路电流,但是 不能断开短路电流,因此不能单独作为主保护开 关使用！第七章1、变电所综合自动化功能：监控子系统； 微机保