电力系统自动装置原理复习思考题

《电力系统自动控制装置原理》复习思考

题

考试题型：选择、名词解释、简答题、计算题

负荷的调节效应：当频率下降时，负荷吸取的有功功率随着下降；当频率升高

时,负荷吸取的有功功率随着增高。这种负荷有功功率随频率变化的现象,称

为负荷调节效应。

频率调差系数:单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系

数。

电压调整：调节电力系统的电压，使其变化不超过规定的允许范围，以保证电

力系统的稳定水平及各种电力设备和电器的安全、经济运行。

电力系统：由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系

统。

L电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节？

答：①主导发电机法、②积差调频法、③分区调频法。

2、自动发电控制系统的基本任务？

答：主要任务：①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹

配；

②保持系统频率为额定值；

③控制区域联络线的交换功率与计划值相等；

④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。

3.简述发电机调节的类型及特点。电力系统调度的主要任务。

答：发电机调节的类型及特点：

①(>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；

②(<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人

而上升；

③③(二0称为无差特性，这时发电机端电压恒为定值。

④电力系统调度的主要任务：

⑤保证供电质量的优良；②保证系统运行的经济性；

③保证较高的安全水平；④保证提供强有力的事故处理措施。

4.强行励磁的基本作用是什么？

答：强行励磁的基本作用是：①有利于电力系统

的稳定运行;

②有助于继电保护的正确动作；

③有助于缩短电力系统短路故障切除后母线电压

的恢复时间；

④并有助于用户电动机的自起动过程。

同步发电机并列的理想条件是什么？

答：理想条件：频率相等、电压幅值相等、相角差为零；即（fG=fX、UG二UX、

3e=0）o

简述同步发电机组并列时遵循的原则。

答：①并列断路港合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般入超

过「2倍的额定电流。

②发电机并网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电

力系统的扰动。

8、简述直流励磁机励磁系统的优缺点。

答：优点：结构简单；

缺点:靠机械整流子换向,有炭刷和整流子等转动接触部件；

维护量大，造价高；

励磁系统的容量受限制。

9、简述交流励磁机励磁系统的优缺点。

答：优点：励磁系统的容量不受限制；

不受电网干扰,可靠性高；

无炭粉和铜末引起电机线圈污染,绝缘的寿命较长；

缺点：无法对励磁回路进行直接测量；

对整流元件等的可靠性要求高

10、简述静止励磁机励磁系统的优缺点。

答：优点：结构简单、可靠性高、造价低、维护量小；

无励磁机,缩短机组长度，可减少电厂土建造价；

直接用可控硅控制转子电压，可获很快的励磁电压响应速度；

缺点:保护配合较复杂。

11.简述电力系统的分区分级调度。

答：①国家调度机构；

②跨省、自治区、直辖市调度机构：

③省、自治区、直辖市级调度机构；

④省辖市级调度机构；

⑤县级调度机构。

12.同步发电机的励磁系统有哪几类？电力系统调度的主要任务。

答：同步发电机的励磁系统:①直流励磁机②交流励磁机③静止励磁系

统;

电力系统调度的主要任务:

①保证供电质量的优良；

②保证系统运行的经济性；

③保证较高的安全水平

I④保证提供强有力的事故处理措施。

14.什么是同步时间法,及调节方程是什么？

答：同步时间法就是按照频率偏差的积分值来进行调节，因为频率偏差的积分反

映了在一定时间段内同步时间对标

准时间的偏差，调节方程为f□fdt+kDPL-0

1.什么是并列操作、自同期并列操作、准同期并列操作

答：①并列操作：电力系统中的负荷随机变化，为保证电能质量，并满足

安全和经济运行的要求，需经常将发电机投入和退出运行，把一台待投入系统

的空载发电机经过必要的调节，在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并

列，这样的操作过程称为并列操作。

②自同期并列：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，在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步，完成并列操

作。

③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。

（强行励磁）电力系统短路故障母线电压降低时,为提高电力系统的稳定

性,迅速将发电机励磁增加到最大值。

3.滑差、滑差频率、滑差周期有什么关系

答：滑差：并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之

差；

’滑差频率：并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差，用fs

表示；

滑差周期：并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°

所用的时间。

4.同步发电机准同步并列时，不满足并列条件会产生什么后果?为什么？

答：发电机准同步并列，如果不满足并列条件，将产生冲击电流，并引起发电

机振荡，严重时，冲方电流产生的电动力会损坏发电机，振荡使发电机失步，

甚至并列失败。

原因：通过相量图分析可知，并列瞬间存在电压差，将产生无功冲击电流，引

起发电机定子绕组发热，或定子绕组端部在电动力作用下受损；并列瞬间存在

相位差，将产生有功冲击电流，在发电机轴上产生冲击力矩，严重时损坏发电

机；并列瞬间存在频座差。将产生振荡的冲击电流，使发电机产生振动，严重

时导致发电机失步，造成并列不成功。

5.合闸脉冲为什么需要导前时间?断路器合闸脉冲的导前时间应怎么考虑？

为什么是恒定导前时间？

答：发电机准同步并列要求，并列合闸瞬间发电机电压和系统电压之间的

相位差5应等于零，考虑到并列断路器都有一个合闸时间，所以自动准同步

答：负荷调节效应和按频率自动减负荷的作用不相同。

虽然负荷调节效应和按频率自动减负荷的结果都能够使系统频率稳定，且

稳定频率低于额定频率，但两者存在本质区别：

负荷调节效应是利用负荷本身具有的特性，在电力系统出现功率缺额，系统频

率下降时自动减少吸收的有功功率，当负荷减少吸收的有功功率与系统的功率

缺额相等时，系统频座稳定不再下降。显然，如果系统功率缺额严重，负荷调

节的结果，系统稳定频率低，往往不能维持系统的安全运行。

按频率自动减负荷是利用一种安全自动装置，在电力系统出现功率缺额，

按照系统频率下降的大同程度，自动切除部分负荷，当切除的负荷接近系统功

率缺额时，系统频率大再下降，而且回升，最后稳定在低于额定频率的数值。

显然，如果系统功率缺额严重，切除负荷量相应加大，稳定频率将不会威胁系

统安全运行。

14.分区调频法的特点是什么？写出联络线调频方程式

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。

联络线调频方程式：

15.什么是电力系统经济运行

答：电力系统经济运行的目的就是在保证整个系统安全可靠和电能质量符合标

准的前提下，尽可能提高电能的生产和输送效率，降低供电的燃料消耗和供电

成本。

16.简述电力系统安全自动控制装置的主要任务。

答：主要任务是：当系统发生故障时，按照预订的控制准则迅速作出反应,

采取必要的措施避免事故扩大。

17、什么是等微增率准则？为什么根据该准则能使电力系统运行最经济？

答：

18、简述电力系统中实现频率和有功功率自动调节的方法。

答：主导发电机法、同步时间法和联合自动调频法。

19、简述电力系统负荷的由哪几种不同分量组成。

答：第一种是频率较高的随机分量，其变化周期一般小于10s；

第二种为脉动分量，变化幅度较大，变化周期在10s〜3min之间；

第三种为变化很缓慢的持续分量。

（题6所需画的图如下所说）

增速减速升压降压合闸

计算题(考原题或者类似只改数据)

P189习题424・3(2)

P1894-2.已知某电力系统,,,当Mw时,Hz,求符合增加120Mw时,系统

调速后的运行点。

解：从式5・9得

IQ=KL*xPLN/fN=1.5x3000/50=90(MW/Hz)

若系统的KL*值不变，负荷增加120MW时，则

KL=1.5X(3000+120)/50=93.6(MW/HZ)

△f=APL/KL=120/93.6=1.282Hz

F=fN-Af=50-l.282=48.718Hz

P1894-3.已知：某发电厂有3台发电机组在公共母线上并联运行，1号机

组额定功率100MW,2号机组额定功率300MW,3号机组额定功率600MW。

三台机组的额定功率因数,假设。

(1)若1号机组励磁调节器的调差系数为0,2.3号机组励磁调节器的调差系

数都为0.05,当系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总额定无功容量的

20%时，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？

(2)此时若1号机组燃料耗量特性为t/h,2号机组燃料耗量特性为t/h,3号

机组燃料耗量特性为t/h,系统总有功负荷为800MW,试分析3台机组之间负荷

的经济分配,计算3台机组的燃料耗量。

(暂时无法找到答案,若考到听天由命)

P29例题2・1(例题类似的题目，就和书上数据不同)

1.某发电机采用自动准同期并列方式与系统进

行并列，系统的参数为已归算到以发电机额定容量为基准的标么值。一次系统

的参数为：发电机交轴次暂态电抗为0.128；系统等值机组的交轴次暂态电抗

与线路之和为0.22：断路器合闸时间为，它的最大可能误差时间为的；自动

并列装置最大误差时间为；待并发电机允许的冲击电流值为。求允许合闸相角

差、允许滑差与相应的脉动电压周期。

解：1)允许合闸相角差二2arcsin(+)/2xl.8

=2arcsin叵x1x(().l28+0.22)/V2x1.8x2x1.05

=2arcsin0.09206=10.56(°)=0.184(rad)

2)AtQF=0.4x0.2=0.08s

Atc=0.05s

允许滑差以二a/StQF+Atc尸0.184/(0.08+0.05)=1.42rad/s

3)Ts=27t/^v=27r/1.42=4.42s

P75例题3-1.3-2

3-