《电力系统自动装置》复习思考题参考答案(第4—7章)cdh.docx
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1、电力系系统自动动装置复习思考题参考答案(第47章)第四章 复习思思考题1 何谓励磁磁系统?答:供给给同步发发电机励励磁电流流的电源源及其附附属设备备统称为为励磁系系统。它它一般由由励磁功功率单元元和励磁磁调节器器两个主主要部分分组成。2 同步发电电机自动动调节励励磁系统统的主要要任务是是什么?答:(11)系统统正常运运行条件件下,维维持发电电机端或或系统某某点电压压在给定定水平;(2)实实现并联联运行发发电机组组无功功功率的合合理分配配;(33)提高高同步发发电机并并联运行行的稳定定性;(44)改善善电力系系统的运运行条件件;(55)对水水轮发电电机组在在必要时时强行减减磁。3 对同步发发电机
2、的的自动调调节励磁磁系统的的基本要要求是什什么?答:励磁磁系统应应具有足足够的调调节容量量、励磁磁顶值电电压、电电压上升升速度、强强励持续续时间、电电压调节节精度与与电压调调节范围围,应在在工作范范围内无无失灵区区,应有有快速动动作的灭灭磁性能能。4 何谓励磁磁电压响响应比?何谓强强励倍数数?答:通常常将励磁磁电压在在最初00.5ss内上升升的平均均速度定定义为励励磁电压压响应比比,用以以反映励励磁机磁磁场建立立速度的的快慢。强励倍数数是在强强励期间间励磁功功率单元元可能提提供的最最高输出出电压与与发电机机额定励励磁电压压之比。5 同步发电电机励磁磁系统类类型有哪哪些?其其励磁方方式有哪哪两种
3、?答:同步步发电机机励磁系系统类型型有:直流励励磁机系系统、交交流励磁磁机系统统和发电电机自并并励系统统。励磁磁方式分分为自励方式和他他励方式两种。6 画出三相相全控桥桥式整流流电路,哪哪些晶闸闸管为共共阳极组组,哪些些为共阴阴极组?答:VTTHl、VVTH33、VTTH5为为共阴组组,VTTH2、VVTH44、VTTH6为为共阳组组。 (第66题)7 三相全控控桥式整整流电路路在什么么条件下下处于整整流工作作状态和和逆变工工作状态态?整流流和逆变变工作状状态有何何作用?整流和和逆变工工作状态态有何作作用?答:三相相全控桥桥式整流流电路的的控制角在0990时时,三相相全控桥桥工作在在整流状状态
4、;当当901180时,三相相全控桥桥工作在在逆变状状态。整流状态态主要用用于对发发电机的的励磁;逆变状状态主要要用于对对发电机机的灭磁磁。8 简述自动动励磁调调节器的的工作原原理。答:自动动励磁调调节器的的工作原原理如下下:根据据发电机机电压变变化,把把测得的的发电机机端电压压经调差差、测量量比较环环节与基基准电压压进行比比较,得到正正比于发发电机电电压变化化量的,经经综合放放大环节节得到,作用于于移相触触发环节节,控制制晶闸管管控制极极上触发发脉冲的的变化,从而调节可控输出的励磁电流,使发电机端电压保持正常值。当上升时,增大,励磁电流减少,使下降到正常值。反之,下降,减小,励磁增大使上升到正
5、常值。9 可控硅自自动励磁磁调节装装置由哪哪些环节节组成?各环节节的作用是什什么?答:可控控硅自动动励磁调调节装置置主要由调调差环节节、测量量比较环环节、综综合放大大环节、移移相触发发环节和可控整整流环节节组成。调差环节节的作用用是在励励磁控制制器的发发电机电电压测量量回路中中,附加加一个与与发电机机电流成成比例的的电压,使使测量比比较单元元感受到到的电压压随发电电机无功功电流的的大小而而变化,从从而获得得调差系系数。通通过改变变的调差差系数,以以保证并并列运行行机组间间无功功功率能合理地地分配。测量比较较环节的的作用是是测量发发电机电电压并将将之转变变成直流流电压,再再与给定定的基准准电压相
6、相比较,得得出电压压偏差信信号。综合放大大环节的的作用是是将电压压偏差信信号及其其他辅助助信号进进行线性性综合放放大。移相触发发环节的的作用是是将控制制信号转转换成触触发脉冲冲,用以以触发功功率整流流单元的的晶闸管管,达到到调节励励磁的目目的。可控整流流环节的的作用是是在触发发脉冲的的控制下下将机端端三相交交流转变变为励磁磁所需直直流。10 励磁调节节器的辅辅助控制制功能有有哪些?辅助控控制与正正常情况况下的自自动控制制有何区区别?答:最小小励磁限限制、瞬瞬时电流流限制、最最大励磁磁限制、VV/Hzz(伏/赫)限限制器、发发电机失失磁监控控。辅助控制制不参与与正常情情况下的的自动控控制,仅仅在
7、发生生非正常常运行工工况、需需要励磁磁调节器器具有某某些特有有的限制制功能时时,通过过信号综综合放大大器中的的竞比电电路,闭闭锁正常常的电压压控制,使使相应的的限制器器起控制制作用。11 对励磁调调节器静静态特性性调整的的基本要要求是什什么?答:(11)保证证并联运运行发电电机组间间实现无无功功率率合理分分配;(2)保保证发电电机在投投入和退退出运行行时,平平稳地转转移无功功负荷,而而不发生生无功功功率冲击击。12 何谓调差差系数?两台并并联运行行的发电电机,为为使无功功负荷按按机组容容量分配配,调差差系数应应有什么么要求?答:调差差系数是指无无功电流流由零增增加到额额定值时时发电机机电压的的
8、相对变变化,用以表表示发电电机外特特性曲线线下倾的的程度。调差系数的大小表征了励磁控制系统维持发电机电压的能力大小。由于两台台正调差差特性机机组并联联运行时时,无功功负荷分分配与调调差系数数成反比比。因此此,两台台并联运运行的发发电机,为为使无功功负荷按按机组容容量分配配,容量量大的机机组,其其调差系系数取小小些(即即发电机机外特性性曲线平平坦一些些);容容量小的的机组,其其调差系系数取大大些(即即发电机机外特性性曲线下下倾大些些)。(或:要要求各机机组无功功电流变变化量的的标幺值值相等,并联运行的两台发电机有相同的调差系数。)【分析】可可用P1122 图4-54 两台正正调差特特性机组组并联
9、运运行来分分析说明明。设发电机机G1的的容量大大于发电电机G22的容量量,要使无功功负荷按按机组容容量分配配,调差系系数取值值应与机机组容量量值成反反比,则则G1的调差系系数为1应小小于G2的调差差系数为为2,即即12。正常运行行时,发发电机端端电压UUG1=UG2=US,发电机机G1所带带的无功功电流为为Ir11,发电机机G2所带带的无功功电流为为Ir2。当系统无无功负荷荷增加时时,系统统电压的的发生变变化,电电压偏差差为U,发电机机端电压压变化为为UG1=UG2=US1,这时发电电机G1所带带的无功功电流为为Ir1,其其无功电电流增量量为I1=Ir1Ir1;发发电机GG2所带带的无功功电流
10、为为Ir2,其无无功电流流增量为为I2 =Ir2Ir2。从图图中分析析可知,发发电机GG1所带带的无功功电流增增量I1大于发发电机GG2所带带的无功功电流增增量I2,即I1I2。由于于G1容容量大于于G2容容量,G1应比比G2多带带一些无无功负荷荷,使无无功负荷荷能按机组组容量分分配。由此可见见,两台台正调差差调节特特性的发发电机并并联运行行,当系系统无功功负荷波波动时,其其电压偏偏差相同同,调差差系数较较小的发发电机组组承担较较多的无无功电流流。所以以,要使使无功负负荷按机机组容量量分配,调差系系数取值值应与机机组容量量值成反反比。13 调整调差差特性平平移的主主要目的的是什么么?如何何使调
11、差差特性平平移?答:调整整调差特特性平移移的主要要目的是是:使发发电机平平稳投入入或退出出运行,在在运行中中平稳转转移无功功负荷,不不引起对对电网的的冲击。调整测量量比较环环节中的的电位器器RP可以以实现外外特性的的平移。调整电位器阻值增大时,外特性的平行上移,即发电机投入运行,所带负荷逐渐增加;电位器阻值减小时,外特性的平行下移,即发电机退出运行,所带负荷逐渐减小。【分析】可可用课本本P1220 图图4-550外特特性平移移与机组组无功关关系的特特性图来来分析。14 根据图44-477的调差差环节接接线图,写写出调差差环节输输入和输输出电压压的关系系表达式式,并画画出与的矢量量图,分分析调差
12、差环节对对有功功功率和无无功功率率的影响响。答:(参参考课本本P1119-1120)由由调差环环节原理理接线图图可知,调差环节输出电压、与调差环节输入电压、间有如下关系:与的矢量量图:当时,各各相为纯纯有功电电流,由由图(aa)可见见,电压压、虽较、有变化化,但幅幅值基本本不变(即即abcc的面积积与abc的面积积基本相相等),故故认为调调差环节节不反应应有功电电流变化化。当时,各各相为纯纯无功电电流,由由图可见见,输出出的线电电压三角角形仍为为正三角角形,(但abc的面积积大于abcc的面积积,)其其大小随随无功电电流增长长而增大大。输出出线电压压与输入入线电压压的关系系为,反反应无功功电流
13、变变化。由上面分分析可知知,调差差环节输输出的控控制电压压只反映映无功电电流的变变化,而而不受有有功电流流变化的的影响。15 什么叫强强励?什什么叫继继电强行行励磁?答:强励励是指发发电机电电压出现现大幅度度下降时时,把发电电机转子子的励磁电电流迅速速增大到最最大允许许值。把发电机机励磁回回路中的的磁场调调节电阻阻RC两端用用继电器器接点短短接,使使发电机机励磁电电流增大大,对发发电机实实行强励励的方法法称为继继电强行行励磁。16 灭磁的含含义是什什么?对对自动灭灭磁装置置有何要要求?灭灭磁的方方法有哪哪几种?答:灭磁磁是指把把转子励励磁绕组组中的磁磁场储能能通过某某种方式式尽快地地减弱到到可
14、能小小的程度度。对自动灭灭磁装置置的要求求:(11)灭磁磁时间应应尽可能能短;(22)当灭灭磁开关关断开励励磁绕组组时,励励磁绕组组两端产产生的过过电压应应不超过过允许值值Um,通常常Um =(445)UEN;(3)灭磁装置动作后,剩余电动势应不大于150200V;(4)灭磁装置的电路和结构应简单可靠,并有足够大的热容量防止过热。灭磁方法法:(11)线性性放电电电阻灭磁磁;(22)非线线性电阻阻灭磁;(3)采采用灭弧弧栅灭弧弧;(44)利用用全控桥桥逆变灭灭磁。17 励磁系统统为何要要采用电电力系统统稳定器器(PSSS)? PSSS的作作用是什什么?答:由于于常规的的励磁调调节器是是按电压压偏
15、差比比例调节节,而且且励磁控控制系统统存在惯惯性,因因此在长长距离、重重负荷的的电力系系统中,励励磁系统统会减弱弱系统的的阻尼能能力,即即降低发发电机的的阻尼转转矩(负负阻尼效效应),使系统的动态性能变坏,从而引起电力系统低频振荡。为了保证励磁控制系统维持电压稳定的基本功能,又能消除负阻尼效应,提高电力系统的动态稳定性,励磁系统常采用PSS来达到这一目的。 PSSS的作用用是产生生正阻尼尼转矩,抵抵消励磁磁控制系系统引起起的负阻阻尼转矩矩,提高高电力系系统的动动态稳定定性。18 微机励磁磁调节器器有何特特点?其其匹配方方案有哪哪几种?答:(11)可实实现复杂杂的控制制策略;(2)调调节准确确、
16、精度度高,在在线改变变参数方方便;(33)可实实现完备备的限制制及保护护功能、通通用而灵灵活的系系统功能能、简单单的操作作以及智智能化的的维修和和试验手手段;(44)可靠靠性高,无无故障工工作时间间长;(55)通信信方便;(6)便便于产品品更新换换代。微机励磁磁调节器器一般有有以下几几种匹配配方案:(1)单单微机带带模拟通通道励磁磁调节器器;(22)双微微机励磁磁调节器器;(33)三微微机励磁磁调节器器;(44)外部部总线式式微机励励磁调节节器。第五章 复习思思考题1 电力系统统自动调频频的任务务是什么么?对调调频系统统有哪些些要求?答:电力力系统自自动调频频的任务务主要是是对系统统的频率率进
17、行监监视,及及时调整整发电机机的出力力,使系统统的有功功功率达达到新的的平衡,保证系统频率在规定范围内。此外,在满足频率质量的前提下,还要考虑如何使发电成本最小,即按经济原则在电厂和机组间分配有功负荷,以达到电力系统的经济运行。调频系统统应有足够的的调整容容量、调调整精度度和调整整速度。2 电力系统统为什么么分一次次调频和和二次调调频?有有什么区区别?答:电力力系统稳稳态运行行时的频频率调整整可以通通过频率率的一次次调频和和二次调调频实现现。当系系统负荷荷发生保保护时,系系统中各各发电机机均按自自身的静静态调节节特性,不不分先后后同时通通过各自自的调速速器系统统进行调调节,即即一次调调频。当当
18、负荷变变动较大大时,一一次调频频结束时时的系统统稳态频频率可能能偏离额额定较大大。如要要使频率率回到额额定值附附近,必必须移动动静态调调节特性性,即改改变调速速系统的的给定值值,即通通过二次次调频来来实现。一次调频频是通过调速速器调节节系统来来实现,其其调节结结果是发发电机组组的功率率频率率特性曲曲线不变变,调整整结束时时系统的的额定频频率值偏偏差较大大,属于于有差调调节;二二次调频频通过调频频器调节节系统来来实现,其其调节结结果是发发电机组组的功率率频率率特性曲曲线平移移,调整整结束时时系统的的额定频频率值偏偏差很小或趋于于零,可实现现无差调调节。3 电力系统统调频厂厂的主要要任务是是什么?
19、对调频频厂的选选择有什什么要求求?答:调频频电厂的的主要任任务是实实现频率率的二次次调整。调频厂一般是带系统计划外的负荷。对调频电电厂的选选择要求求是:应应有足够够的调整整容量,并并且有足足够快的的调整速速度。一一般来说说系统中中有水电电厂时应应选水电电厂作调调频电厂厂,没有有水电厂厂或水电电厂不宜宜作调频频电厂时时(如洪洪水期),则则选中温温中压火火电厂作作调频电电厂。在在一个系系统中如如果一个个调频电电厂的调调整容量量不够时时,则可可选择几几个调频频电厂,并并规定它它们的调调整频率率范围和和顺序。4 什么是电电力系统统集中式式联合调调频?集集中式联联合调频频有何优优点?答:集中中式联合合调
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