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1、电力系统自动化课程考试复习内容答案整理:史跃鹏 2023.7。17 2023 学年其次学期说明:电气工程专业课为：电力电子技术自动把握技术电力系统分析，要求平均分大于 75 分才能获得学位。1. 请简述电力系统的主要特点和运行的根本要求。参考书:第 1 章“电力系统特点和根本要求“答：特点：1、 与国民经济、人民日常生活联系严密。2、 系统构造浩大简洁3、 各种暂态过程格外短促4、 电能不能大量储存根本要求:1、 保证供电的牢靠性2、 保证良好的电能质量3、 保证系统运行的经济性.2. 请简述电力系统自动化的主要争论内容。参考书：第 1 章 “电力系统自动化主要内容“ 答：1、电力系统调度自动
2、化2、电厂动力机械自动化3、变电站自动化4、电力系统自动装置3. 准同期并列的三要素是什么?1. 并列开关两侧的电压相等，2. 并列开关两侧电源的频率一样,3. 并列开关两侧电压的相位角一样.参考书:第 2 章 第 1 节“二、准同期并列”中的“准同期并列的抱负条件” 答：4. 并列操作瞬间假设存在相位差，请分析准同期并列操作对系统的影响.参考书:第 2 章 第 1 节“二、准同期并列”中的“同期并列误差对并列的影响”的“合闸相角差对并列的影响“答：消灭因相位不等的电压差，相位差 180 度时，电压差最大,冲击电流可以到达额定电流的 20 倍，可能损坏定子绕组端部，相位差在 0180 度之间时
3、，冲剂电流既有有功重量，也有无功重量,在发电机轴上产生冲击力矩。5. 并列操作瞬间假设存在频率差，请分析准同期并列操作对系统的影响。参考书：第 2 章 第 1 节“二、准同期并列“中的“准同期并列误差对并列的影响”的“合闸频率差对并列的影响“答:由于频率不等产生电压差，这个电压差是变化的,变化值在 02Um 之间。这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压。它产生的拍振电流也时大时小变化， 有功重量和转子电流作用产生的力矩也时大时小变化，使发电机振动。频率差大时,无法 拉入同步。6. 并列操作瞬间假设存在电压幅值差，请分析准同期并列操作对系统的影响.参考书：第 2 章 第 1 节“
4、二、准同期并列”中的“准同期并列误差对并列的影响“的“合闸电压幅值差对并列的影响“答：合闸时产生冲击电流，为无功性质，对发电机定子绕组产生作用力。7. 发电机准同期并列允许压差为额定电压的 5,允许频差为额定频率的0.2，当图 1 所示 Ts 分别为 9s 和 11s 时，请分析正弦整步电压波形是否满足并列操作的压差和频差条件。Ts2tUs图 1 正弦整步电压波形参考书：第 2 章 第 2 节“一、脉动电压“答案：当Ts9s 时,压差条件满足,频差条件不满足； 当 Ts11s 时，压差和频差条件均满足.8. 图 2 所示两种频差状况的 Ut。ad恒定越前时间脉冲)与 U。ad恒定越前相角脉冲)
5、关系波形图,通过比较 Ut。ad 与 U.ad 挨次检查频差大小,请问哪种频差状况满足并列操作的要求，为什么？uzbTsuzbTsuzbTsut.adt2()tut.adt2()tut.adt2()tu.ad22(a)()t()2u.ad2(b)()t()u.ad22(c)()t()图 2 两种频差状况的Ut.ad与 U.ad关系波形图参考书:第 2 章 第 3 节“一、整步电压；二。恒定越前时间信号形成;三。频率差检测”答案：图a)所示，u。ad有效电平消灭时间先于 ut。ad,表示 wsw，即实际频sY差大于频差设定值;图(c所示,u.ad有效电平消灭时间等于 ut。ad，表示 w= w，
6、即ssY实际频差等于允许频差；明显图(a、图(c所示状况满足并列操作要求。9. 同步发电机励磁自动调整的主要作用有哪些?参考书：第 3 章 第 1 节“一、同步发电机励磁把握系统的主要任务” 答：1、 把握电压2、 合理安排并联发电机间的无功功率3、 提高电力系统的稳定性4、 改善电力系统的运行条件1、改善异步电动机的启动性能2、为发电机异步运行制造条件 3、提高带时限继电保护动作的牢靠性5、 水轮发电机组要求强行减磁10. 简述同步发电机自并励励磁系统构造及其工作原理和特点？画出其示意图.参考书:第 3 章 第 3 节“同步发电机励磁系统“中的“三、静止励磁系统”答：工作原理:如以以下图发电
7、机励磁功率取自发电机端，经过励磁变压器TV 降压，可控硅整流器VS 整流后供给发电机励磁。发电机励磁电流通过自动励磁调整器把握晶闸管的把握角进展把握.特点：1、构造简洁,牢靠性高,造价低，维护量小。2、没有励磁机,缩短了机组主轴的长度，可削减电厂土建筑价。3、直接用可控硅把握转子电压，可获得很快的励磁电压响应速度，可以近似地认为具有阶跃函数那样的响应速度.示意图：11。 简述同步发电机他励沟通励磁系统构造及其工作原理和特点？画出其示意图.参考书：第 3 章 第 3 节“同步发电机励磁系统“中的“二、沟通励磁机励磁系统”答：工作原理:沟通主励磁机与沟通副励磁机与发电机同轴转动。沟通副励磁机配有一
8、个自励恒压调整器维持其端电压为恒定值。副励磁机输出的沟通电经过可控硅整流变成直 流给主励磁机励磁。主励磁机输出的沟通电经过不行控硅整流器变成直流,供给发电机 作为励磁电流。特点：1、取消了直流励磁机,不存在换向问题,而沟通励磁机的容量可以做的很大, 所以容量不受限制2、沟通主励和副励与发电机同轴,自成体系,励磁系统不受电网的干扰,牢靠性高3、由于晶闸管的把握角变化很快，励磁电流可以很快变化，所以为快速励磁系统。4、沟通励磁机的时间常数大，把握环节多，增加了励磁系统的时间常数.为解决此问题，励磁机转子承受叠片式构造,也使得输出的直流波浪减小。5、有转子滑环和碳刷。6、加长了主机轴长度。12. 同
9、步发电机自动励磁调整器由哪几个单元电路构成？各单元的主要功能要求是什么?参考书：第 3 章 第 4 节“自动励磁调整器根本原理”中的“二、半导体励磁调整器原理“答：构成：1、测量比较单元 2、综合放大单元 3、移相触发单元对个单元的要求:一、测量比较单元1、测量电路应当有足够高的灵敏度,基准电压稳定，电压给定电路的调整范围必需满足运行要求2、测量电路应当具有优良的动态性能3、测量电路的输出电压应当平稳,波浪要小二、综合放大单元1、要求能线性无关地综合、放大各个输入信号。2、有足够的运算精度和放大系数，放大系数可调整3、响应速度要快，时间常数要小4、工作稳定、输出阻抗低.5、输出电压范围满足移相
10、触发单元的要求三、移相触发单元1、晶闸管的触发脉冲应当与奸诈管阳极电压同步。2、触发脉冲移相范围要符合相应可控整流电路的要求3、触发脉冲应有足够的功率以保证可控硅元件牢靠地导通。4、触发脉冲的上升前沿要陡。5、触发脉冲有足够的宽度.6、触发脉冲与主电路应相互隔望7、保证各相可控硅元件的把握角全都.8、对三相全控桥式整流电路，还要求触发脉冲宽度大于60 度或者承受双脉冲触发。13. 什么叫发电机“灭磁”，有哪几种灭磁方法？并做比较。所学教材没有相关学问答：发电机灭磁是将发电机励磁电源切除再通过确定的方式来消退剩余的磁场从而到达消退发电机电压的目的,目前我们国家常用的灭磁方法有三种：线性电阻灭磁目
11、前用得比较多、非线性灭磁、碳化硅灭磁。我在估量你们可能承受的教材中没有找到此局部学问点，假设届时我拿到你们的教材有这个学问点，就可能会把这道题作为考试题,假设你们的教材中没有这局部学问点，我就不出此考题。请大家在所拿到的教材中找到相应局部并进展复习.参考教材：王葵、孙莹电力系统自动化第 2 章第 3 节“励磁系统中的转子磁场的建立和灭磁“14. 图 3 给出了同步发电机感应电动势和励磁电流关系.1)请推导发电机感应电动势、机端电压以及无功电流之间的关系； (2依据推导结论画动身电机的IQUG 无功调整特性；(3 结合发电机无功调整特性曲线，请解释系统无功负荷减小时，发电机机端电压的变化过程。假
12、设要维持发电机端电压不变 ,则发电机的励磁电流应当如何调整？为什么?qUjIxGdGGIPIQEIG图 3. 同步发电机感应电动势和励磁电流关系参考答案:由矢量图可知:E= UqG+ j IXGd感应电动势 E 和机端电压U的代数关系为:qGE cosdqG= U+ IXGQd E UqG+ IXQd(cosdG 1)由上式可知IQUG 无功调整特性为：UGUG或：IQIQ当系统无功负荷减小时,发电机需要减小无功电流，以使无功负荷与发电机无功功率到达平衡，由图可知当无功电流减小,机端电压上升，由上式可知，如要维持机端电压，必需减小励磁电流，即通过减小发电机的感应电动势维持机端电压的不变.参考书
13、：第 3 章“第 1 节“同步发电机励磁把握系统的主要任务”中的一把握电压“15. 简述电力系统的典型调频方法及其调频方程式。16. 图 4 给出了电力系统的功率频率关系及频率特性,图中 PL 和 PL1 曲线为负荷频率有功功率特性，PG 和 PG1 曲线为发电机频率有功功率特性，a 点为初始稳定运行点。假设系统内全部机组均装设调速器，假设系统中负荷有功功率削减PL，请简述系统的频率调整过程。fP=f(f)L1fbaf 1P =f(f)LNcPPdG=f(f) LPL1dP=f(f)G1PL2PL2PL1bPPPL1L图 4. 电力系统的功率 -频率关系及频率特性参考书第 4 章第 1 节“三电力系统的功率频率特性”PPLL1参考答案：频率变化过程：abc,发电机输出功率变化过程：P 次调频和二次调频。- L2,答案中包括一17. 分别写出电力
