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电力系统自动化(A)一填空1发电机准同期并列的实际条件为(1)相角差在5o以内,(2)压差在510(3)频差在0.20.5内 。如果发电机并列时满足理想准同期条件,即合闸瞬间,发电机电压和系统电压 幅值相等 、频率相等 、相角差为零 ,则不会产生冲击电流。2合闸逻辑部分中,怎样判断滑差合格t恒定越前时间t恒定越前相角。3并联运行机组间无功负荷的合理分配取决于发电机外特性。可以利用自动调压器的调差接线达到这一目的。4.励磁系统中,对励磁功率单元的要求是1. 足够的调节容量2. 较大的顶值电压和电压上升速度。5电压响应比 是说明发电机转子磁场建立快慢的粗略参数。 6理想灭磁过程要求发电机转子电压保持最大值不变,放电电流直线下降 。7自励式励磁机比他励式励磁机时间常数 大 。8经济负荷分配的原则是等耗量微增率。9积差调频的调频方程式为 。10EMS是Energy Management System。DMS是Distribution Management System。SCADA是Supervisory Control And Data Acquisition。RTU是Remote Terminal Unit。二简答题:1什么是滑差周期?对它有什么要求答: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的周期(或变化360度所用的时间)。我国在发电厂进行正常人工手动并列操作时,一般取滑差周期在1016秒之间。2什么是发电机的单位调节功率?答:频率变化1赫兹,发电机输出有功功率的变化量,称为发电机的单位调节功率。3画出并说明发电机自并励励磁方式的原理接线图。图1 自并励励磁方式原理接线图4励磁调节器的三个单元的输入、输出和基本任务是怎样的?答:励磁调节器基本由测量比较、综合放大、移相触发三个单元组成。测量比较单元的输入为机端电压的测量信号,输出为电压偏差信号,基本任务是测量发电机电压并变换为直流电压,与给定的基准电压相比较,得到电压的偏差信号。综合放大单元的输入是电压偏差信号和各种辅助控制信号,输出为各输入中有效的放大信号,基本任务是对各输入信号进行选择和放大。移相触发单元的输入是综合放大单元输出的综合放大信号,输出为控制触发脉冲,主要任务是根据综合放大单元送来的综合控制信号的变化,产生出发脉冲,用以触发功率整流单元的静闸管,从而达到调节发电机励磁的目的。三电力系统额定运行时,总负荷为4000MW负荷调节效应系数K*=1.8。突然切除150MW发电功率,不考虑调速器作用。(1)系统稳态频率;(2)如恢复频率要求49.5Hz,至少切除多少负荷?解:(1)系统稳态频率为:(Hz)(2)如果频率恢复到49.5Hz,频率偏差为:应切除的负荷量为:(MW)四恒定越前时间产生电路及输入线性整步电压波形如图所示,(1)写出线性整步电压表达式;(2)用公式推导方法证明产生的越前时间是恒定的。 答:(1)(2)由波形可以看出,在内,线性整步电压则比例电流:微分电流:图示线性整步电压产生电路的输出在时刻极性发生变化,将比例、微分电流代入,化简得,表示导前时间只与电路参数R、C有关,与压差和频差无关。电力系统自动化(B)参考答案一填空1发电机准同期并列的实际条件为(1)相角差在5o以内,(2)压差在510(3)频差在0.20.5内 。如果发电机并列时满足理想准同期条件,即合闸瞬间,发电机电压和系统电压 幅值相等 、频率相等 、相角差为零 ,则不会产生冲击电流。2自动准同期装置主要由合闸单元 、调频单元 、调压单元和电源组成。3并联运行机组间无功负荷的合理分配取决于发电机外特性 。可以利用自动调压器的 调差 接线达到这一目的。4. 同步发电机的励磁系统主要是由励磁功率单元和励磁调节单元 两大部分组成。5积差调频的调频方程式为 。 6理想灭磁过程要求发电机转子电压保持最大值不变,放电电流直线下降 。7自励式励磁机比他励式励磁机时间常数 大 。8电力系统负荷经济分配的原则是 等耗量微增率 。9电压响应比 是说明发电机转子磁场建立快慢的粗略参数。10EMS是 Energy Management System(或能量管理系统) 。AGC是 Automation Generation Control(或自动发电控制)。SCADA是 Supervisory Control And Data Acquisition(或电力系统数据采集与监视) 。EDC是 Economic Dispatch Control(电力系统经济调度) 。二简答题:1同步发电机并列操作可以采用哪两种方法?并简述其特点和适用场合。答:同步发电机并列操作方法:准同期并列操作、自同期并列操作。自同期并列过程中不存在调整发电机电压、频率问题,并列时间短且操作简单,在系统频率和电压降低的情况下,仍有可能实现发电机并列;容易实现自动化;冲击电流大。适用于在电力系统故障情况下的某些发电机的紧急并列。2什么是同步发电机自动准同期并列?有什么特点?适用什么场合?为什么? 答:自动准同期并列:发电机在并列合闸前已加励磁,当发电机的幅值、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。特点:并列时冲击电流小,不会引起系统电压大幅降低;并列过程中需要对发电机电压、频率进行调整,并列时间较长且操作复杂。适用场合:适用于正常情况下发电机并列。3画出发电机自并励励磁系统的原理接线图,并说明自并励励磁系统的主要优点。答:图如下图所示:TRG励磁调节器件元励起TV起励电源滑环VSG主要优点:系统接线和设备比较简单,无转动部分,维护费用较少,可靠性高;主轴短,可减小基建投资;可获得较快的励磁电压响应速度;机组甩负荷时过电压较低。三恒定越前时间产生电路及输入线性整步电压波形如图所示,(1)写出线性整步电压表达式;(2)用公式推导方法证明产生的越前时间是恒定的。 答:(1)(2)由波形可以看出,在内,线性整步电压则比例电流:微分电流:图示线性整步电压产生电路的输出在时刻极性发生变化,将比例、微分电流代入,化简得,表示导前时间只与电路参数R、C有关,与压差和频差无关。四某电力系统在额定情况下运行,负荷调节效应系数K=1.8,总负荷4000MW。由于事故突然切除216MW发电功率,不考虑调速器作用。(1)如果不采取任何措施,求系统的稳态频率;(2)如果切除100MW负荷,求系统的稳态频率;(3)如果要求稳态频率为49.5Hz,求需要切除的负荷量。答:突然切除216MW发电功率,相当于出现216MW得功率缺额(1)(2)(3)由,得,解得电力系统自动化(c)-参考答案一填空1发电机准同期并列的实际条件为(1)相角差在5o以内,(2)压差在510(3)频差在0.20.5内 。如果发电机并列时满足理想准同期条件,即合闸瞬间,发电机电压和系统电压 幅值相等 、频率相等 、相角差为零 ,则不会产生冲击电流。2自动准同期装置主要由合闸单元 、调频单元 、调压单元和电源组成。3并联运行机组间无功负荷的合理分配取决于发电机外特性 。可以利用自动调压器的 调差 接线达到这一目的。 4理想灭磁过程要求发电机转子电压保持最大值不变,放电电流直线下降 。5自励式励磁机比他励式励磁机时间常数 大 。二、同步发电机并列操作可以采用哪两种方法?并简述其特点和适用场合。答:同步发电机并列操作方法:准同期并列操作、自同期并列操作。 自动准同期并列特点:并列时冲击电流小,不会引起系统电压大幅降低;并列过程中需要对发电机电压、频率进行调整,并列时间较长且操作复杂。适用场合:适用于正常情况下发电机并列。 特点:自同期并列过程中不存在调整发电机电压、频率问题,并列时间短且操作简单,在系统频率和电压降低的情况下,仍有可能实现发电机并列;容易实现自动化;冲击电流大。适用于在电力系统故障情况下的某些发电机的紧急并列。三、画出自动准同期并列装置组成框图。四、画出他励交流励磁机励磁系统原理接线图。 AEG触发器放大器调差电压检测交流副励磁机起励电源Hz400器节调压恒励自可控整流器交流励磁机Hz100V磁场开关滑环交流发电机TATV励磁调节器 五、综述电力系统电压控制的意义。答:(1)维持一定电压,是电力系统功率传输的必要条件;(2)维持电压在一定范围内,是电能质量的重要指标;(3)设备只有在额定电压下运行才能取得最佳的工作效率;(4)当电压偏离额定值较大时,会对威胁到用电设备正常运行,影响产品的质量和产量;甚至引起电力系统电压崩溃,造成大面积停电。六、基于公式分析无功不能远距离大容量传输的原因。对于上图所示简化网络,受端接收到的功率为:受端接收到的无功功率为:上式表明,如果给受端传输无功功率,必须。在电力系统运行中,远距离大容量传输功率会导致线路两侧相角差变大,相角差大到一定程度会导致,也即无法传输无功。例如在最有利于无功传输时:(正常运行时通常要求母线电压在0.951.05p.u.之间),此时如果受端能够接收到无功,要求,也即,所以无功不能远距离大容量传输。也可从无功传输导致电压损耗、过大
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