1、電力系統自動裝置復習思考題參考答案（第47章）第四章復習思考題1 何謂勵磁系統？答：供給同步發電機勵磁電流的電源及其附屬設備統稱為勵磁系統。它一般由勵磁功率單元和勵磁調節器兩個主要部分組成。2 同步發電機自動調節勵磁系統的主要任務是什么？答：（1）系統正常運行條件下，維持發電機端或系統某點電壓在給定水平；（2）實現并聯運行發電機組無功功率的合理分配；（3）提高同步發電機并聯運行的穩定性；（4）改善電力系統的運行條件；（5）對水輪發電機組在必要時強行減磁。3 .對同步發電機的自動調節勵磁系統的基本要求是什么？答：勵磁系統應具有足夠的調節容量、勵磁頂值電壓、電壓上升速度、強勵持續時間、電壓調節精度

2、與電壓調節范圍，應在工作范圍內無失靈區，應有快速動作的滅磁性能。4 何謂勵磁電壓響應比？何謂強勵倍數？答：通常將勵磁電壓在最初0.5s內上升的平均速度定義為勵磁電壓響應比，用以反映勵磁機磁場建立速度的快慢。強勵倍數是在強勵期間勵磁功率單元可能提供的最高輸出電壓與發電機額定勵磁電壓之比。5 .同步發電機勵磁系統類型有哪些？其勵磁方式有哪兩種？答：同步發電機勵磁系統類型有：直流勵磁機系統、交流勵磁機系統和發電機自并勵系統。勵磁方式分為自勵方式和他勵方式兩種。6 .畫出三相全控橋式整流電路，哪些晶閘管為共陽極組，哪些為共陰極組？答：VTHI、VTH3、VTH5為共陰組'VTH2、VTH4、V

3、TH6為共陽組。（第6題）7 .三相全控橋式整流電路在什么條件下處于整流工作狀態和逆變工作狀態？整流和逆變工作狀態有何作用？整流和逆變工作狀態有何作用？答：三相全控橋式整流電路的控制角C（在0。<«<90。時，三相全控橋工作在整流狀態；當90°««180。時，三相全控橋工作在逆變狀態。整流狀態主要用于對發電機的勵磁；逆變狀態主要用于對發電機的滅磁。8 簡述自動勵磁調節器的工作原理。答：自動勵磁調節器的工作原理如下：根據發電機電壓%變化，把測得的發電機端電壓經調差、測量比較環節與基準電壓進行比較，得到正比于發電機電壓變化量的Ude,經綜合放大環

4、節得到USM,USM作用于移相觸發環節，控制晶閘管控制極上觸發脈沖的變化，從而調節可控輸出的勵磁電流，使發電機端電壓保持正常值。當%上升時，增大，勵磁電流減少，使UG下降到正常值。反之，UG下降，減小，勵磁增大使UG上升到正常值。9.可控硅自動勵磁調節裝置由哪些環節組成？各環節的作用是什么？答:可控硅自動勵磁調節裝置主要由調差環節、測量比較環節、綜合放大環節、移相觸發環節和可控整流環節組成。調差環節的作用是在勵磁控制器的發電機電壓測量回路中，附加一個與發電機電流成比例的電壓，使測量比較單元感受到的電壓隨發電機無功電流的大小而變化，從而獲得調差系數。通過改變的調差系數，以保證并列運行機組間無功功

5、率能合理地分配。測量比較環節的作用是測量發電機電壓并將之轉變成直流電壓，再與給定的基準電壓相比較，得出電壓偏差信號。綜合放大環節的作用是將電壓偏差信號及其他輔助信號進行線性綜合放大。移相觸發環節的作用是將控制信號轉換成觸發脈沖，用以觸發功率整流單元的晶閘管，達到調節勵磁的目的。可控整流環節的作用是在觸發脈沖的控制下將機端三相交流轉變為勵磁所需直流。10 .勵磁調節器的輔助控制功能有哪些？輔助控制與正常情況下的自動控制有何區別？答：最小勵磁限制、瞬時電流限制、最大勵磁限制、V/HZ（伏/赫）限制器、發電機失磁監控。輔助控制不參與正常情況下的自動控制，僅在發生非正常運行工況、需要勵磁調節器具有某些

6、特有的限制功能時，通過信號綜合放大器中的競比電路，閉鎖正常的電壓控制，使相應的限制器起控制作用。11 對勵磁調節器靜態特性調整的基本要求是什么？答：（1）保證并聯運行發電機組間實現無功功率合理分配；（2）保證發電機在投入和退出運行時，平穩地轉移無功負荷，而不發生無功功率沖擊。12 .何謂調差系數？兩臺并聯運行的發電機，為使無功負荷按機組容量分配，調差系數應有什么要求？答：調差系數6是指無功電流由零增加到額定值時發電機電壓的相對變化，6用以表示發電機外特性曲線下傾的程度。調差系數6的大小表征了勵磁控制系統維持發電機電壓的能力大小。由于兩臺正調差特性機組并聯運行時，無功負荷分配與調差系數成反比。因

7、此，兩臺并聯運行的發電機，為使無功負荷按機組容量分配，容量大的機組，其調差系數取小些（即發電機外特性曲線平坦一些）；容量小的機組，其調差系數取大些（即發電機外特性曲線下傾大些）。（或:要求各機組無功電流變化量的標幺值相等，并聯運行的兩臺發電機有相同的調差系數。）【分析】可用P122圖4-54兩臺正調差特性機組并聯運行來分析說明。設發電機G1的容量大于發電機G2的容量，要使無功負荷按機組容量分配，調差系數取值應與機組容量值成反比，則G1的調差系數為61應小于G2的調差系數為62,即61<620正常運行時，發電機端電壓Ugi=Ug2=Us,發電機G1所帶的無功電流為Q發電機G2所帶的無功電流

8、為Ir2o當系統無功負荷增加時，系統電壓的發生變化，電壓偏差為AU,發電機端電壓變化為Ugi二UG2二Usi,這時發電機G1所帶的無功電流為I",其無功電流增量為11=171-1rl;發電機G2所帶的無功電流為12淇無功電流增量為12二11212。從圖中分析可知，發電機G1所帶的無功電流增量大于發電機G2所帶的無功電流增量32,即Ah>A|2o由于G1容量大于G2容量，G1應比G2多帶一些無功負荷，使無功負荷能按機組容量分配。由此可見，兩臺正調差調節特性的發電機并聯運行，當系統無功負荷波動時，其電壓偏差相同，調差系數較小的發電機組承擔較多的無功電流。所以，要使無功負荷按機組容量

9、分配，調差系數取值應與機組容量值成反比。13 調整調差特性平移的主要目的是什么？如何使調差特性平移？答：調整調差特性平移的主要目的是：使發電機平穩投入或退出運行，在運行中平穩轉移無功負荷，不引起對電網的沖擊。調整測量比較環節中的電位器RP可以實現外特性的平移。調整電位器阻值增大時，外特性的平行上移，即發電機投入運行，所帶負荷逐漸增加；電位器阻值減小時，外特性的平行下移，即發電機退出運行，所帶負荷逐漸減小。【分析】可用課本P120圖4-50外特性平移與機組無功關系的特性圖來分析。14 根據圖4-47的調差環節接線圖，寫出調差環節輸入和輸出電壓的關系表達式，并畫出COS1與cos0的矢量圖，分析調

10、差環節對有功功率和無功功率的影響。答：（參考課本P119-120）由調差環節原理接線圖可知，調差環節輸出電壓Ua、Ub、Uc與調差環節輸入電壓Ua、Ub、Uc間有如下關系：cos1與cos0的矢量圖：當COS1時，各相為純有功電流，由圖（a）可見，電壓Ua、Ub、Uc雖較Ua、Ub、U有變化，但幅值基本不變（即Aabc的面積與Mbc,的面積基本相等），故認為調差環節不反應有功電流變化。當cos0時，各相為純無功電流，由圖可見，輸出的線電壓三角形仍為正三角形，（但aAbC的面積大于Aabc的面積.）其大小隨無功電流增長而增大。輸出線電壓Ul與樸昨UL的關系為ULUlRIL,反應無功電流變化。由上

11、面分析可知，調差環節輸出的控制電壓只反映無功電流的變化，而不受有功電流變化的影響。15 .什么叫強勵？什么叫繼電強行勵磁？答：強勵是指發電機電壓出現大幅度下降時，把發電機轉子的勵磁電流迅速增大到最大允許值。把發電機勵磁回路中的磁場調節電阻RC兩端用繼電器接點短接，使發電機勵磁電流增大，對發電機實行強勵的方法稱為繼電強行勵磁。16 滅磁的含義是什么？對自動滅磁裝置有何要求？滅磁的方法有哪幾種？答：滅磁是指把轉子勵磁繞組中的磁場儲能通過某種方式盡快地減弱到可能小的程度。對自動滅磁裝置的要求：（1）滅磁時間應盡可能短；（2）當滅磁開關斷開勵磁繞組時，勵磁繞組兩端產生的過電壓應不超過允許值Um,通常亦

12、二（4-5）UEN;（3）滅磁裝置動作后，剩余電動勢應不大于150-200V；（4）滅磁裝置的電路和結構應簡單可靠，并有足夠大的熱容量防止過熟。滅磁方法：（1）線性放電電阻滅磁；（2）非線性電阻滅磁；（3）采用滅弧柵滅弧；（4）利用全控橋逆變滅磁。17 .勵磁系統為何要采用電力系統穩定器（PSS）?PSS的作用是什么？答：由于常規的勵磁調節器是按電壓偏差比例調節，而且勵磁控制系統存在慣性，因此在長距離、重負荷的電力系統中，勵磁系統會減弱系統的阻尼能力，即降低發電機的阻尼轉矩（負阻尼效應），使系統的動態性能變壞，從而引起電力系統低頻振蕩。為了保證勵磁控制系統維持電壓穩定的基本功能，又能消除負阻尼

13、效應，提高電力系統的動態穩定性，勵磁系統常采用PSS來達到這一目的。PSS的作用是產生正阻尼轉矩，抵消勵磁控制系統引起的負阻尼轉矩，提高電力系統的動態穩定性。18 .微機勵磁調節器有何特點？其匹配方案有哪幾種？答：（1）可實現復雜的控制策略；（2）調節準確、精度高，在線改變參數方便；（3）可實現完備的限制及保護功能、通用而靈活的系統功能、簡單的操作以及智能化的維修和試驗手段；（4）可靠性高，無故障工作時間長；（5）通信方便；（6）便于產品更新換代。微機勵磁調節器一般有以下幾種匹配方案：（1）單微機帶模擬通道勵磁調節器；（2）雙微機勵磁調節器；（3）三微機勵磁調節器；（4）外部總線式微機勵磁調節

14、器。第五章復習思考題1 .電力系統自動調頻的任務是什么？對調頻系統有哪些要求？答:電力系統自動調頻的任務主要是對系統的頻率進行監視，及時調整發電機的出力，使系統的有功功率達到新的平衡，保證系統頻率在規定范圍內。此外，在滿足頻率質量的前提下，還要考慮如何使發電成本最小，即按經濟原則在電廠和機組間分配有功負荷，以達到電力系統的經濟運行。調頻系統應有足夠的調整容量、調整精度和調整速度。2 .電力系統為什么分一次調頻和二次調頻？有什么區別？答：電力系統穩態運行時的頻率調整可以通過頻率的一次調頻和二次調頻實現。當系統負荷發生保護時，系統中各發電機均按自身的靜態調節特性，不分先后同時通過各自的調速器系統進

15、行調節，即一次調頻。當負荷變動較大時，一次調頻結束時的系統穩態頻率可能偏離額定較大。如要使頻率回到額定值附近，必須移動靜態調節特性，即改變調速系統的給定值，即通過二次調頻來實現。一次調頻是通過調速器調節系統來實現，其調節結果是發電機組的功率一一頻率特性曲線不變，調整結束時系統的額定頻率值偏差較大，屬于有差調節；二次調頻通過調頻器調節系統來實現，其調節結果是發電機組的功率一一頻率特性曲線平移，調整結束時系統的額定頻率值偏差很小或趨于零，可實現無差調節。3 電力系統調頻廠的主要任務是什么？對調頻廠的選擇有什么要求？答：調頻電廠的主要任務是實現頻率的二次調整。調頻廠一般是帶系統計劃外的負荷。對調頻電

16、廠的選擇要求是：應有足夠的調整容量，并且有足夠快的調整速度。一般來說系統中有水電廠時應選水電廠作調頻電廠，沒有水電廠或水電廠不宜作調頻電廠時（如洪水期），則選中溫中壓火電廠作調頻電廠。在一個系統中如果一個調頻電廠的調整容量不夠時，則可選擇幾個調頻電廠，并規定它們的調整頻率范圍和順序。4 什么是電力系統集中式聯合調頻？集中式聯合調頻有何優點？答：集中式聯合調頻是從全系統的角度確定各調頻機組的調節量，其主要過程是：將系統中各發電機組的實發功率、系統各線路潮流、各節點電壓等由各廠站端的遠動裝置送到調度中心，形成實時數據庫，調度中心計算機的相關軟件按預定的數學模型和調節準則確定各調頻電廠或調頻機組的調

17、節量，并通過遠動通道把調節指令發送到各廠站調頻機組的控制器，使各調頻機組按指令執行有功功率的調節。其優點是：維持系統頻率為額定值，保證電能質量，易于實現綜合優化控制，使系統的潮流分布符合經濟、安全等原則。5 何謂電力系統負荷的靜態頻率特性？答：當頻率變化時，系統負荷消耗的有功功率也將隨著改變。這種有功負荷隨頻率而變化的特性稱為負荷的靜態頻率特性。6 何謂負荷頻率的調節效應？答:當系統中有功功率失去平衡而引起頻率變化時，系統負荷也參與對頻率的調節，有助于系統中有功功率在新的頻率值下重新獲得平衡，這種現象稱為負荷的頻率調節效應。7 .發電機機組間的有功功率分配與其調差系數有何關系？答：有功功率的增

18、量與調差系數成反比，調差系數小的承擔較大的有功功率增量，調差系數大的承擔較小的有功功率增量。8 調速器通常分為哪些類型？它們各有什么特點？答：調速器通常分為機械液壓調速器和電氣液壓調速器兩類。機械液壓調速器只按轉速（頻率）偏差產生控制作用，原理簡單，易于理解；電氣液壓調速器具有的優點主要有：（1）靈敏度高，調節速度快，調節精度高，機組甩負荷時轉速的過調量小；（2）容易實現各種信號的綜合調節.有利于綜合自動控制；（3）參數整定靈活方便，可在運行中改變參數，并便于增添改善動態性能指標的校正控制部件；（4）體積小，檢修維護方便。9 .某電力系統中，與頻率無關的負荷占30%,與頻率一次方成正比的負荷占

19、40%,與頻率二次方成正比的負荷占15%,與頻率三次方成正比的負荷占15%。求系統頻率出50Hz下降到47Hz時，負荷功率變化的百分數及負荷調節效應系數心。解：頻率降為47Hz時，f*47/500.94*pl*0.30.40.940.150.94=0.150.9傘0.933第六章復習思考題1 .試說明電力系統低頻運行的危害性。答：1）電廠用電設備生產率下載，導致出力減少；2）發電機電勢隨頻率降低而減小，使無功功率也減少，有可能在頻率崩潰的同時出現電壓崩潰；3）汽輪機葉片的振動變大，輕則影響使用壽命，重則產生裂紋；4）影響某些測量儀表的準確性和某些繼電保護裝置動作的準確性；5）影響系統的經濟性。

20、2 電力系統裝設自動按頻率減負荷裝置的作用是什么？答：電力系統裝設自動按頻率減負荷裝置的作用是限制系統頻率的下降。當電力系統出現較大的功率缺額，頻率急劇下降時，動用備用容量往往來不及有效地制止頻率的下降，須在電力系統中設置自動按頻率減負荷裝置，按頻率下降的程度自動切除部分負荷，以阻止頻率的下降。3 .何謂電力系統頻率的動態特性？答:電力系統由于有功功率平衡遭到破壞引起系統頻率發生變化，頻率從正常狀態過渡到另一個穩定值所經歷的時間過程，稱為電力系統的動態頻率特性。4 簡述自動按頻率減負荷裝置的工作原理。答：首先確定系統事故情況下的最大可能功率缺額，以及接入自動按頻率減負荷裝置的相應的功率值。然后

21、將該總功率按負荷重要程度的不同進行分級。當電力系統發生事故時，自動按頻率減負荷裝置按照不同的頻率整定值動作，分級按順序地切除負荷，直到頻率回升到恢復頻率的允許值范圍內。5 自動按頻率減負荷裝置的最大功率缺額如何確定？答：在何確最大功率缺額時應考慮系統發生最嚴重事故，出現最大可能的功率缺額時的情況，以保證系統安全運行。由于自動按頻率減負荷裝置是針對事故情況的一種反事故措施，并不要求系統頻率恢復至額定值，一般希望它的恢復頻率仃低于額定值，約為49.5-50HZ之間，所以接到自動按頻率減負荷裝置最大可能的斷開功率Ps喉可小于最大功率缺額Pv.max。當系統負荷PLN、系統最大功率缺額Pv.max已知

22、后，只要系統恢復頻率什確定，就可按式求得接到自動按頻率減負荷裝置的功率總數PsmaxoSsnaxIKL*f*6 .系統發生功率缺額后，為要恢復發生功率缺額前的頻率值，應切除多少負荷功率（假設發電機組出力不變）？答：系統發生功率缺額后其頻率為f，若要恢復發生功率缺額前的頻率值，即fN=fr.ffY得，Ps.max=Pv.max，艮3由f”可知，二0。根據PEJN切除的負荷功率等于系統最大的缺額功率。7 .自動按頻率減負荷裝置為什么要分級動作？答：由于接于自動按頻率減負荷裝置的總功率是按系統最嚴重事故的情況來考慮的。然而，系統的運行方式很多，而且事故的嚴重程度也育很大差別，對于各種可能發生的事故，

23、都要求自動按頻率減負荷裝置能作出恰當的反應，切除相應數量的負荷功率，既不過多又不能不足，只有分批斷開負荷功率采用逐步修正的辦法，才能取得較為滿意的結果。因此，自動按頻率減負荷裝置采用分級動作。8 .自動按頻率減負荷裝置首級和末級動作頻率應如何確定？答：由系統頻率動態特性知，在事故初期如能及早切除負荷功率，對于延緩頻率下降過程是有利的。因此第一級的啟動頻率值宜選擇得高些，但又必須計及電力系統動用旋轉備用容量所需的時間延遲，避免因暫時性頻率下降而不必要地斷開負荷的情況，所以一般第一級的啟動頻率整定在48.5-49HZo電力系統允許的最低頻率受“頻率崩潰”或“電壓崩潰”的限制，對于高溫高壓的火電廠，

24、在頻率低于4646.5Hz時，廠用電已不能正常工作。在頻率低于45Hz時，就有“電壓崩潰”的危險。因此，末級的啟動頻率以不低于46-46.5HZ為宜。9 何謂級差？級差強調選擇性和級差不強調選擇性有何差別？答:級差是指相鄰兩級動作頻率的差值。選擇性確定級差強調各級動作的次序，要在前一級動作以后還不能制止頻率下降的情況下，后一級才動作，否則就是誤動作；級差不強調選擇性是為了避免頻率過恢復或欠恢復，減小級差，增加總的頻率動作級數，可能造成兩輪無選擇性啟動。10 .自動按頻率減負荷裝置為何要設置后備級（特殊級）？答：為了防止第i級啟動切除負荷以后，系統的頻率穩定在既低于我們希望的頻率恢復極限值，但又

25、不足以使下一級動作的頻率值上。為消除這種現象，要設置后備級，經延時后切除部分負荷功率，以便使頻率能恢復到允許的限值以上。11 自動按頻率減負荷裝置在什么情況下可能會發生誤動作？應采取什么措施？答暫態過程引起的誤動作。應在裝置中設置一個不大的動作時限（通常用0.1-0.2S）以躲過瞬態過程可能出現的誤動作。2）負荷反饋引起的誤動作。應加電流閉鎖、電壓閉鎖和滑差閉鎖。3）當電力系統容量不大、系統中有很大沖擊性負荷時，系統頻率將瞬時下跌引起誤動作。應加滑差閉鎖。對于后兩種誤動作，有時可不采用電流、電壓或滑差閉鎖，而簡單地采用自動重合閘來補救，即當系統頻率恢復時，將被自動低頻減載裝置所斷開的用戶按頻率

26、分批地進行自動重合閘，以恢復供電。12 微機自動按頻率減負荷裝置的設置有哪兩種模式？請說明這兩種模式如何應用？答：集中式和分散式。集中式是在變電站低壓母線上的電壓互感器二次側裝設微機低頻減負荷裝置，根據需要可以每段母線配置一個，也可以整個變電站共同使用一個；分散式是低頻減負荷的功能被集成在分散的保護測控單元中，由保護測控裝置根據整定值的要求通過軟件的設置直接出口跳閘。13 電力系統中常用的穩定性控制措施有哪些？答：電力系統中常用的穩定性控制措施有自動切除發電機，電氣制動，自動解列裝置等。14 .假設某系統發電機的出力保持不變，負荷調節效應系數缶不變，投入相當于10%負荷或者切除相當于10%負荷

27、的發電機組，兩種情況下系統的穩定頻率是否相同？為什么？答：（1）投入相當于10峻PLN的負荷，總負荷增加到（1+0.1）PLN二1.1PLN,由于發電機出力保持不變，將出現功率缺額0.1PLN，所以，穩定計算頻率可計算如下：（2）切除相當于1O96PLN的發電功率，總負荷不變，但由于剩余發電機的出力保持不變，也將出現功率缺額0PLN,所以，穩定計算頻率可計算如下：比較上面兩個結果，兩種情況下系統的穩定頻率是不相同的。（1）的穩定頻率大于（2）的穩定頻率。15.某電力系統總負荷Pln12500MW,出現功率缺額R/.max2500MW，負荷調節效應系數Kl1.5。求下列情況下的結果:(1)如果不

28、采取任何措施，求系統的穩定頻率？(2)如果希望系統的穩定頻率為48.5HZ,求應切除多少負荷？解：(1)plso沁g(Hz)nKl*Pl.n1.512500系統的穩定頻率為:f506.66743.333(Hz)QSOAB.SZ./1*0D3*50pV.maxL*LN*zsooasizsooodjP2O28S(kM;)s.maxikL*V接入自動按頻率減負荷115003裝置功率總數為答：如果不采取任何措施，系聚28.8MW。的穩定頻率約為48.5HZ,應切除的負荷為43.3Hz；如果希望系統的穩定頻率9H9PQh/1A/第七章復習思考題1 .何謂故障錄波器？答：在電力系統發生故障或振蕩時，自動記錄電力系統中有關電氣參數變化過程，以便于分析事故原因和研究防止對策的自動裝置。正常情況下，故障錄波器只進行數據采集，一般不啟動錄波，只有當發生故障或振蕩時才進行錄波。2 .微機故障錄波裝置有哪些優點？答：微機故障錄波裝置的優點：1)便于準確、及時地分析事故原因，根據分析結果找到事故真正原因，以制定反事故措施；2)為查找故障點提供依據；3).積累運行經驗，提高運行水平。3 .故障錄波裝置的啟動條件有哪些？答：啟動條件為:1)A、B