水电站及泵站自动化复习题

1、1.并列的方法有哪两种？如何定义？各有何特点？ 准同步并列的条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果？1.答：准同期并列：If合闸暂态同步自同期并列：无IfUN合闸加If暂态同步 概念：使uG与ux满足一定条件后合断路器，并联运行目的：负荷波动；系统事故原则：冲击电流小；暂态过程短准同期并列：发电机在并列合闸前已加励磁，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。优点：是冲击电流小；不足：并列时间较长且操作复杂。发电机准同步并列的实际条件：(1)待并发电机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

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%。2. 模拟式并列装置存在的主要问题是什么？数字式并列装置的定义及主要特点是什么？2.答：（1）模拟式并列装置的uG、usys的电压波形中采集相角差、频率差fs等信息不准确，模拟式准同期并列装置不能充分发挥微处理器高速运算能力且性能，不稳定。（2）、数字式并列装置定义及主要特点定义：借助于微处理器的高速处理信息能力，利用编制的程序，在硬件配合下实现发电机并列操作。主要特点：由于利用微处理器具有高速运算功能和逻辑判断能力

3、，使对机组的调节更加快速，更加精确，在频差满足要求后，随时可以调配。3.何谓强励？强励的基本作用是什么？衡量强励性能的指标是什么？说明比例型励磁调节器和补偿型励磁调节器如何实现强励作用？各自的强励效果如何？3.答：励磁系统的强励要求转子励磁电压的最大值 顶值电压：UEF,max 强励倍数：UEF,max/ UEF,N1.6-2.0转子磁场的建立速度 励磁机的响应速度 转子的响应速度概念：将励磁绕组的磁场尽快减小到最小程度要求： 1）灭磁时间要短 2）励磁绕组的电压不应超过允许值。 灭磁方法（1）直流励磁机放电灭磁 在励磁绕组中接入一常数电阻Rm，将励磁绕组所储存的能量转变为热能而消耗掉。 （2

4、）交流励磁机逆变灭磁 控制角在90°150°范围内整流桥处于逆变运行状态。转子储存的磁场能量就以续流形式经全控桥的逆变状态反送到交流电源，使转子磁场能量不断减少，这样就达到了灭磁 .4.自动控制的信号元件作用是什么?包括哪几类? 电磁阀从原理上分为哪几类? 机组自动程序控制的任务和要求是什么?4答.（1）转速信号继电器用于测量机组转速，可以根据转速 信号对机组进行自动操作和保护 （2）电压型转速信号器 （3）半导体型转速信号器 （4）机械型转速信号器5.为什么要在=0之前提前发合闸脉冲？ 自动准同步装置的任务是什么？答：从uG、usys的电压波形中采集两并列电源间的相角差、

5、频率差fs等信息，数字式准同期并列装置充分发挥了微处理器高速运算能力且性能稳定，因而具有显著优点。（1）uzb最大值E对应=0°或360°，最小值对应=180°。所以线性整步电压包含了相角差信息量。（2）uzb波形和顶值电压与uG、usys的幅值无关，不包含压差信息量。（3）uzb的斜率与fs成正比，包含了频差信息量。 线性整步电压 检测原理及装置（1）整形电路：将正弦波转化为方波；（2）相敏电路：相等于与门，UG与UX同相时输出1，不同时输出0；（3）滤波电路：平滑Uy的波形； 6.自动准同步装置主要输入信号和输出信号？何谓整步电压？说明频差大小检查的方法及原理

6、。答：恒定越前相角（滑差s）（1）检测装置（类似时间装置）（2）检测原理 （3）tA的计算 7.继电强行励磁装置在实施接线时应注意哪些原则？何谓灭磁？常见的三种灭磁方法是什么，并加以比较。答：1）灭磁时间要短 2）励磁绕组的电压不应超过允许值。 灭磁方法：（1）直流励磁机放电灭磁 在励磁绕组中接入一常数电阻Rm，将励磁绕组所储存的能量转变为热能而消耗掉。 （2）交流励磁机逆变灭磁 控制角在90°150°范围内整流桥处于逆变运行状态。转子储存的磁场能量就以续流形式经全控桥的逆变状态反送到交流电源，使转子磁场能量不断减少，这样就达到了灭磁 .8. 油压装置，给排水系统，气系统的

7、自动控制要求分别是什么？他们的控制流程分别是什么？答：静态工作特性的合成（1）平移发电机的外特性 改变RP值，即Uset整定。实现平稳的将发电机投入和退出电网运行（2）改变发电机的外特性的斜率 调整调差系数Kadj，保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配。 (3)机组正常运行或事故情况下，均应保证有 足够的压力油来操作机组及主阀，特别在 厂用电消失时应有一定的能源贮备； 不论机组是处于运行状态还是处于停机状 态，油压装置都应经常处于准备工作状 态； 机组操作过程中，油压装置的投入与切除 应自动进行； 油压装置应设备用油泵电动机组，当工作 油泵出现故障时，备用油泵投入并报警； 油压装置发生故

8、障，油压下降至事故油压 时，应能迫使机组事故停机。二、计算题：1.某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，一号机的额定功率为25MW，二号机的额定功率为50MW。两台机组的额定功率因数都是0.85，调差系数为0.05。如果系统无功负荷使电厂无功功率的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：一号机额定无功功率为QG1=PG1tg1=25tg(arccos0.85)=15.49(Mvar)二号机额定无功功率为QG2=PG2tg2=50tg(arccos0.85)=30.99(Mvar)因为两台机的调差系数均为0.05，所以公共母线上等值机的调差系

9、数Kadj也为0.05。母线电压波动为 U*=-KadjQ *=-0.05×0.2= -0.01各机组无功负荷波动量:Q1*= -U* / Kadj=-( -0.01 / 0.05)=0.02Q1=Q1*QG1=0.02×15.49=3.10(Mvar)Q2*= -U* / Kadj=-( -0.01 / 0.05)=0.02Q2= Q2*QG2=0.02×30.99=6.20(Mvar) 一号机组无功负荷增加3.10M var, 二号机组的无功负增加6.20M var。因为调差系数相等，无功负荷的波动量与它们的容量成正比。2.某电力系统中，与频率无关的负荷占30

10、，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值。解： 由（3-3）式可求出当频率下降到47Hz时系统的负荷为 3.某系统的用户总功率为Pfhe=2800MW，系统最大的功率缺额Pqe=900MW，负荷调节效应系数LK=2，自动减负荷动作后，希望恢复频率值fhf=48Hz，求接入减负荷装置的负荷总功率JHP。解： 减负荷动作后，残留的频率偏差相对值 由式（3-47）得 4.图1所示为降压变压器，变压器参数及负荷、分抽头已标明，高压侧最大负荷时的电压为110V，最小负荷时的电压

11、为113V，相应的负荷低压母线允许电压上下限为6 6.6kV，试选择变压器分接抽头。解：首先计算最大负荷和最小负荷时变压器的电压损耗： 假定变压器在最大负荷和最小负荷运行时低压侧的电压分别为 取算术平均值，有 可以选择的高压分接抽头U1t=107.25kV。然后按所选分接头校验是否满足低压负荷母线的实际电压。 可见所选择的高压分接头是能够满足电压控制要求 图15. 某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，一号机的额定功率为25MW，二号机的额定功率为50MW。若一号机的调差系数0.04，二号机调差系数仍为0.05。当系统无功负荷波动时仍使电厂总无功增加20%，问各机组的无功负荷增量是多少？母线

12、上的电压波动是多少？解：母线电压波动为 各机组的无功增量 一号机组的无功负荷增加3.56M var，二号机组的无功负荷增加5.73M var。调差系数小的机承担的无功负荷增量较大。6. 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 kL*=1.5，求负荷频率调节效应系数KL值。解：若系统KL*值不变，负荷增长到3650MW时，则即频率降低1Hz，系统负荷减少l09.5MW，由此可知，KL的数值与系统的负荷大小有关。 7. 某系统的用户总功率为Pfhe=3200MW，系统最大的功率缺额Pqe=1000MW，负荷调节效应系数LK=2，自动减负荷动作后，希望恢复

13、频率值fhf=50Hz，求接入减负荷装置的负荷总功率JHP。解： 减负荷动作后，残留的频率偏差相对值 8. 输电系统如图1所示，降压变压器变比为110kV ±2 × 2.5 %/ 11kV ，变压器励磁支路和输电线路对地电容均被忽略，节点1归算到高压侧的电压为118kV，且维持不变，负荷端低压母线电压要求保持为10.5KV，试确定受端装设如下的无功功率补偿设备容量：电容器；同步调相机。 图2解：由于发电机首端电压已知，因此可按末端功率来计算输电线路的电压损耗： 所以三、论述题1.进水口闸门的控制要求和控制流程各是什么？快速闸门的正常提升、关闭且 提升时应满足充水开度要求； 机组事故时，应在规定时间内 自动紧急关闭闸门； 闸门全开后，由于某种原因使 闸门下降到一定位置时应自动 将闸门重新提升到全开位置。 2.蝴蝶阀的控制要求和控制流程各是什么？蝴蝶阀的