水电站自动化复习资料

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1、1 什么是备用容量，按用途不同可分为哪些种 类？答：为了保证供电的可靠性和电能质量， 系统的电源容量应大于包括网损和发电站自用 电在内的系统总负荷，即发电负荷。系统电源 容量大于发电负荷的部分，即称为备用容量。（1）负荷备用。用于调整系统中短时的负荷波 动，并满足计划外负荷增加的需要。（2）事故备用。用于代替系统中发生事故的发 电设备的工作，以便维持系统的正常供电。（3）检修备用。是为定期检修发电设备而设置 的，与负荷性质、机组台数、检修时间长短及 设备新旧程度等有关。（4）国民经济备用为满足负荷超计划增长设置 的备用，称为国民经济备用。2 水电站自动化的目的是什么？有哪些主要内 容？答：水电

2、站自动化的目的是：一、提高工 作的可靠性。二、保证电能质量。三、提高运 行的经济性。四、提高劳动生产率。主要内容 包括：一、自动控制水轮发电机组的运行方式 实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电 等的自动化。二、自动维持水轮发电机组的经 济运行。三、完成对水轮发电机级及其辅助设 备运行工况的监视和对辅助设备的自动控制。 四、完成对主要电气设备的控制、监视和保护 五、完成对水工建筑物运行工况的控制和监视 如闸门工作状态的控制和监视，拦污栅是否堵 塞的监视等。3 什么是并列运行？有什么好处？答：并列运行就是系统中各发电机转子以相同 的电角速度旋转，各发电机转子间的相角差不 超过允许的极限值，且发

3、电机出口的折算电压 近似地相等。同步发电机乃至各个电力系统联 合起来并列运行，可以带来很大的经济效益。 一方面，可以提高供电的可靠性和电能质量； 另一方面，又可使负荷分配更加合理，减少系 统的备用容量和充分利用各种动力资源，以达 到经济运行的目的。4 什么是准同期？什么是自同期？它们各自的 优缺点是什么？ 答:准同期并列是将未投入系统的发电机加励 磁，并调节其电压和频率，在满足并列条件时 将发电机投入系统。自同期是将未励磁而转速 接近同步转速的发电机投入系统，并立即加上 励磁。这样，发电机经很短的时间便被自动拉 入同步。准同期的优点是：（1）如果在理想的情况下使 断路器合闸，冲击电流小，这样将

4、不会产生电 流或电磁力矩的冲击。缺点是：（1）必须防止 非同期并列，否则可能使发电机遭到破坏。（2） 当系统电压和频率可能降低和不断变化时用准 同期方式并列将发生困难。自同期的优点是：（1）接线和并列操作简单， 机组投入迅速（2）可避免非同期并列，易于实 现自动化（3）在系统频率和电压大大降低时仍 可能投入发电机（4）能快速处理系统的事故和 快速恢复系统正常供电。缺点是（1）未励磁发 电机投入系统时会产生较大的电流冲击，冲击 电流产生的电动力可能对发电机定子绕组绝缘 和端部产生积累性变形和损坏（2）且投入瞬间 将使系统电压降低（3）采用这种方式无法实现 两个系统并列或系统的一部分与另一部分并

5、列。5 准同期并列的理想条件是什么？实际条件是 什么？ 答：准同期并列的理想条件是：待并发电机电 压与系统电压数值相待；频率相等；在投入发 电机瞬间，电压间的瞬时相位差为零。准同期并列的实际条件是：待并发电机电压与 系统电压数值应接近相等，差值不应超过额定 值的5%10%；相位差应小于10,最好在6 心0时合闸；频率应接近相等，差值不应超过 额定值的 0.2%0.5%，即 0.10.25Hz。6 自动自同期的条件是什么？ 答：一般要求其产生的冲击电磁力矩不超过发 电机出口三相突然短路时的数值。同时，冲击 电流在定子绕组端部引起的电动力，要求不超 过出口三相突然短路时所产生的电动力的一 半。7

6、将发电机并入系统应遵循的原则 （1）出口断路器合闸时冲击电流应尽可能小，其瞬间最大值一般不超过定子额定电流的 1-2 倍（2）发电机并入电网后应能迅速进入同 步运行状态其暂态过程要短8 正弦整步电压特点（1）正弦整步电压周期与频差绝对值成反比 反映频差大小（2）整步电压的最低点反映压差大小（3）6 =0，整步电压出现最小值， 6 =180 时 整步电压出现最大值9 同步力矩是由发电机的转子磁场与定子磁场 相互作用产生的结果，在发电机加上励磁后才 出现10异步力矩，是指发电机转速与同步转速不同 时，转子闭合回路中产生的感应电流将和定子 磁场相互作用产生力矩11反应力矩是由于转子上纵轴和横轴磁阻不

7、同而产生的12电力系统正常运行时发电机励磁电流的变化 主要影响发电机端电压和并联运行机组间无功 功率的分配同步发电机的励磁系统由测量单元，励磁调节 器，励磁功率单元组成13 励磁系统的任务（1）调节电压（2）控制无 功功率的分配（3）提高电力系统稳定性（4） 改善电力系统运行条件14（1）静态稳定性是指电力系统 在正常运行 状态下遭受到小扰动后恢复到原来运行状态的 能力。（2）暂态稳定性是指电力系统在某一运 行方式下突然遭受到大扰动后能否过渡到一个 新的稳定运行状态，或者恢复到原来的运行状 态的能力。（3）动态稳定是指电力系统遭受到 小的或大的扰动后，在自动调节装置和附加控 制的作用下，保持较

8、长过程稳定运行的能力。15 强行励磁的作用（1）改善异步电动机自启 动条件（2）为发电机的异步运行创造条件 16为什么要强行减磁？因为当发电机发生故障 突然跳闸时，由于水轮机调节系统具有较大的 惯性，导叶不能迅速关闭，是发电机转速急剧 上升，如果不采取措施迅速降低励磁电流，则 发电机电压可能会上升到威胁定子绝缘的程 度，所以在这种情况下要强行减磁。17 无刷励磁系统的优点（1）无碳刷和滑环，维护 工作量少，无碳粉等污染，电机绝缘寿命长（2） 发电机由励磁系统独立供电，可靠性高。缺点 （1）励磁系统响应速度慢（2）发电机主轴长， 使厂房高度增加，造价高（3）由于励磁电路随 主轴一起旋转，无法接入

9、灭磁设备，无法直接 灭磁。（4）要求旋转整流器和快速熔断器有良 好的机械性能，能承受离心力。18 静止励磁系统的优点（1）励磁系统接线和 设备比较简单，无转动部分，维护简单，可靠 性高（2）取消了励磁机，缩短了主轴长度，减 小投资（3）由晶闸管直接控制励磁电压，响应 速度快（4）甩负荷时机组过电压低。19什么叫调差系数？调差系数只同步发电机在 功率因数等于零的情况下，无功电流从零增大 到额定值是发电机端电压的变化率。国家标准 规定励磁调节器的调差系数可调范围为正负百 分之 15.20调整同步发电机调节特性的目的：满足并联 运行机组间无功功率的稳定，合理分配，以及 平稳的投入和退出发电机，不至对

10、系统造成无 功冲击。调整的内容有：调差系数的调整和调 节特性的平移。21发电机的调节特性是指发电机各稳定工况下 无功电流与端电压之间的关系曲线。22 灭磁系统的作用：当发电机内部或外部发生 诸如短路，接地等事故时迅速切断发电机的励 磁，并将储存在励磁绕组中的磁场能量快速消 耗在灭磁回路中。21 需要灭磁的情况（1）整流装置故障（2）转 子滑环直接短路（3）定子绕组接地（4）发电 机机端短路（5）发电机外部至主变压器以及主 断路器连接的导线上短路23 对灭此系统的要求：（1）灭磁装置动作后应 使发电机最终剩磁低于能够维持短路点电弧的 数值（2）灭磁过程中发电机转子励磁绕组所承 受的灭磁过电压不超

11、过规定的倍数。（3）灭磁 时间尽可能短24 灭磁的方式（1）线性电阻灭磁（2）非线性 电阻灭磁（3）交流灭磁（4）灭弧栅灭磁（5） 逆变灭磁25 产生过电压的原因（1）交流电源侧过电压 （2）切断空载励磁变压器引起的过电压（ 3） 换相过电压（4）直流侧过电压26 调频的目的：维持系统频率在预定水平，并 且实现机组间负荷的经济分配27 电力系统调频方法（1）一次调频，由发电 机调速器进行，只能做到有差调节即Af不等于 零（2）二次调频，需有差，需无差，同步时间 法，由发电机的调频器进行，在负荷变化初始 时由于控制信号不大，延缓调节过程可做到无 差调节（3）三次调频，实际是在经济调度，其 目的是在满足系统频率稳定和安全的前提下， 合理利用能源和设备，以最低的成本获得更优 质的电源。28自动低频减载装置是防止电力系统频率崩溃 的系统性事件的保护装置，它安装在各个地区 变电站。