1.同步發電機并列的理想條件表達式為:fG=fS、UG=US、Se=0o實際要求：沖擊電流較小、不危及電

氣設備、發電機組能迅速拉入同步運行、對待并發電機和電網運行的影響較小。

2.同步發電機并網方式有兩種：將未加勵磁電流的發電機升速至接近于電網頻率，在滑差角頻率不超

過允許值時進行并網操作屬于自同期并列；將發電機組加上勵磁電流，在并列條件符合時進行并網操

作屬于準同期并列。

3.采用串聯補償電容器可以補償輸電線路末端電壓，設電容黯額定電壓為UNC=0.6kV容量為

QNC=20kVar的單相油浸紙制電容器，線路通過的最大電流為IM=120A,線路需補償的容抗為

XC=8.2Q,則需要并聯電容器組數為m=4,串聯電容器組數為n=2。

4.常用的無功電源包括同步發電機、同步調相機、并聯電容器、靜止無功補償器。

6同步發電機常見的勵磁系統有直流勵磁機、交流勵磁機、靜止勵磁系統，現代大型機組采用的是

靜止勵磁系統。

7勵磁系統向同步發電機提供勵破電流形式是直述。

8電力系統的穩定性問題分為兩類，即靜態穩定、暫態穩定。

10.9電力系統負荷增加時，按等微增率原則分配負荷是最經濟的。

11.同步發電機勵磁系統由勵磁調節器和勵磁功率單元兩部分組成。

12.AGC屬于頻率的二次調整,EDC屬于頻率的三次調整。

13.發電機自并勵系統無旋轉元件，也稱靜止勵磁系統。

k.采用同步時間法（積差調頻法）的優點是能夠實現負荷在調頻機組間按一定比例分配，且可以實現無

差調頻，其缺點是動態特性不夠理想、各調頻機組調頻不同步，不利于利用調頻容量C

頻率調整通過有功功率控制來實現，屬于集中控制；電壓調整通過無功功率控制來實現，屬于分散控制。

當同步發電機進相運行時，其有功功率和無功功率的特點是向系統輸出有功功率、同時吸收無功功率。

16自動勵磁調節器的強勵倍數一般取Lgg。

重合器與普通斷路器的區別是普通斷路器只能開斷電路，重合器還具有多次重合功能。

17同步發電機并網方式有兩種，這兩種方法為：自同期并網、準同期并網

18同步發電機與無窮大系統并聯運行時，調節發電機的勵磁不改變有功功率，改變無功功率。

19勵磁系統向同步發電機的轉子提供勵磁電流，勵磁電源由發電機本身提供的勵磁系統稱之為

自勵系統。

20變壓器可以調節系統電壓，不是無功電源

21調頻方法：1主導發電機法2同步時間法（積差調節）

22畫出發電機組功率頻率特性：

靜態調節方程表達式:

1什么是發電機準同期并列和自同期并列？各自的特點？⑴自同期并列：先將勵磁繞組經過一個

電阻短路，在不加勵磁的情況下，原動機帶動發電機轉子旋轉。特點：自同期并列的優點是并列過程中不

存在調整發電機的電壓副職、相位問題，并列時間短且操作簡單，在系統電壓和頻率降低的情況下，仍有

可能將發電機并入系統。缺點是發電機未經勵磁，并列時會從系統中吸收無功而造成系統電壓下降，同時

產生很大沖擊電流。⑵準同期并列：在發電機合閘前已加勵磁，通過調節發電機的轉速和勵磁，使發電機

的相位、頻率、幅值分別與并列點系統的電壓、相位、頻率、幅值相接近，然后閉合同期斷路器，完成并

列操作。特點：優點是并列時沖擊電流小，不會引起系統電壓降低。缺點是并列操作過程中需要對發電機

電壓、頻率進仃調整，并列時間較長且操作復雜，如果合閘時刻不準確，可造成嚴重后果。

2強行勵磁：在某些故障情況下，使發電機轉子磁場能夠迅速增強，達到盡可能高的數值，以補充系統無

功功率確額。

3同步發電機滅磁：把轉子勵磁繞組中的磁場儲能可靠而快速的減弱到最小程度。

4等微增準則：運行的發電機組按微增率相等的原則來分配負荷稱為等微增準則.

5負荷的調節效應：負荷的有功功率隨著頻率而改變的特性叫作負荷的功率一頻率特性，也稱負荷的調節

效應。

6頻率調差系數：單位發電機有功功率的變化引起的頻率增量口】為頻率調差系數。

7電壓調整：電力系統中使供各用戶的電壓與額定電壓的偏移不超過規定的數值。

8勵磁電壓響應比：勵磁電壓在最初0.5s內上升的平均速率為勵磁電壓響應比。

9二次調頻：頻率的二次調整是通過調頻器反應系統頻率變化，調節原動力閥門開度調節轉速，使調整結

束時頻率與額定值偏差很小或趨于零。

10電力系統自動化：對電能生產、傳輸和管理實現自動控制、自動調度和自動化管理。

II電機并網時，如果相序不對（如系統側相序為A、B、C、為發電機側相序為A、C、B,能否并列？為什

么？（3分）

不能

因為不是正向序，需保持各相角度差才可以。上述情況應任意調換兩相接線。

12以單機無窮大系統為例作圖說明電力系統暫態穩定分析的等面積定則，并解釋勵磁系統是如何提高電

力系統暫態穩定性的（5分）

激小加速面積或增大減速面積

（縮短時間常數，提高強勵倍數）

13同步發電機組并列時遵循的原則：1斷路器合閘時的沖擊電流應盡可能小，其瞬時最大值一般不超過

1-2倍的額定電流；2發電機組并入電網后，應能迅速進入同步運行狀態，其暫態過程要短，以減小對電力

系統的擾動。若操作錯誤，有如下后果：1產生巨大的沖擊電流，甚至大于機端短路電流；2引起系統電壓

嚴重下降；3使電力系統發生振蕩以致使系統瓦解。

14靜態穩定性：指系統受到小擾動后，保持所有運行參數接近正常值的能力

15動態穩定性：指系統受到大擾動后，系統運行參數恢復到正常值的能力

16暫態穩定性：當系統受到大擾動時，系統保持穩定的能力

17對勵磁調節器的要求：1系統正常運行時，勵磁調節器應能對發電機電壓的變化做出反應以維持其在給

定水平。2勵磁調節器應能合理分配發電機組的無功功率，保證同步發電機電壓調差率在要求范圍內進行

調整。3為了使遠距離輸電的發電機組在人工穩定區域運行，要求勵磁調節器沒有失靈區。4勵磁調節器

應能迅速反應電力系統故障，具備強勵等控制功能，以提高暫態穩定和改善系統運行條件。5具有較小的

時間常數，能迅速響應輸入信息的變化。6勵磁調節器正常工作與否直接影響到發電機組的安全運行，要

求能夠長期可靠工作。

18對勵磁功率單元的要求：I要求勵磁功率單元具備高可靠性和一定得調節容量。2具有足夠的勵磁頂值

電壓和電壓，升速度。

19勵磁調節器靜態特性調整要求：1發電機投入和退出運行時，能平穩的改變無功負荷，不發生無功功率

的沖擊，通過上下平移無功調節特性實現2保證并聯運行的發電機組間無功功率的合理分配，改變調差

系數來實現。

20什么叫做一次調頻？什么叫做二次調頻？

?次調頻：當電力系統負荷發生變化引起系統頻率變化時，系統內并聯運行機組的調速器會根據電力系

統頻率的變化自動調節進入它所控制的原動機的動力元素，改變輸入原動機的功率，使系統頻率維持在

某一值運行，這就是電力系統頻率的一次調整，也稱為一次調頻，是自動的有差調節過程。

二次調頻：用手動或通過自動裝置.改變調速器的頻率（或功率）給定值，調節進入原動機的動力元素來維

持電力系統頻率的調節方法，稱為電力系統頻率的二次調節，乜稱為二次調頻，可以做到無差調節，其前

提為調頻機組有足夠的熱備用（或旋轉備用）容最。

21什么是發電機勵磁控制系統的調差系數？調差系數的大小及符號反映了勵磁控制系統的什么特性？

為什么通過調整并聯運行發電機組的調差系數可以調整各發電機無功功率的合理分配？調差系數用6

表示，調差系數3表示無功電流從零增加到額定值時，發電機電壓的相對變化。調差系數越小，無功電流

變化時發電機電壓變化越小。所以調差系數6表征了勵磁控制系統維持發電機電壓的能力。對于電壓偏

差進行比例調節的勵磁控制系統，當調差單元退出工作室，其固有的無功調節特性也是下傾的，稱為自

然調差系數，用60表示。其值歲控制系統放大倍數的增大而減小。在公共母線并聯運行的發電機組間無

功功率的分配，主要取決于各臺發電機的無功調節特性。而無功調節特性是用調差系數6來表征的。

22電力系統自動裝置中基于A/D轉換卷的模擬量輸入回路由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？⑴電

壓形成電路：電量變換，另一個作用是將一次設備的TA、TV的二次回路與微機A/D轉換系統完全隔離,

提高抗干擾能力。⑵低通濾波器的作用是抑制高頻信號，通過低頻信號。⑶采樣保持器作用：采樣保持器

把采樣器取出信號值放大后存儲起來，保持一段時間，以供模數轉換器轉換，直到下一個采樣時間再取

出一個模擬信號值來代替原來的值，提高A/D轉換器的精確度和消除轉換時間的不準確性⑷模擬量多路

轉換開關：為了共用A/D轉換器而節省硬件，可以利用多路開關輪流切換各被測量與A/D轉換電路的通

路，達到分時轉換的目的⑸模擬/數字變換器：將連續化的模擬信號轉換為數字信號，以便微機系統或數

字系統進行處理、儲存、控制和顯示

23同步發電機勵磁控制系統的基本任務是什么：⑴根據發電機所帶負荷的情況調整勵磁電流，以維持發

電機機端電壓在給定水平⑵使并列運行的各同步發電機組所帶的無功功率得到穩定而合理的分配⑶增加

電力系統運行發電機的阻尼轉能，以提高電力系統穩定性及輸電線路的有功功率傳輸能力⑷改善發電機

和電力系統的運行條件⑸在發電機突然解列甩負荷時強行減磁⑹在發電機內部發生短路故障時快速滅磁

⑺在不同運行工況下適當采用輔助勵磁控制

24配電網中性點接地方式：1小電流接地（中性點不接地、中性點經消弧線圈接地）2大電流接地（中性

點經小電阻接地）

25消弧線圈的作用：I其產生的可感電流補償了電網的接地電容電流，使接地電流減小2降低故障相恢復

血壓的初速度及其幅值，避免重燃。

26中性點經消弧線圈接地的優點：1使故障點的接地電流減小,降低恢發電壓的速度，有利于電弧熄火2

有效防止故障點發生著火、爆炸等事故3保證了設備和人員的安全。

27自動調諧消弧線圈按照運行特點分為哪幾種？各自有什么特點？各自優缺點？

分兩種：預調式和隨調式。預調式消弧線圈的特點是正常運行時消弧線圈跟蹤系統電容電流的變化不斷

調整，始終處于接近諧振位置，為了防止出現串聯諧振過電壓，需要投入一個串聯或者并聯電阻，成為阻

尼電阻。當發生單相接地故障后，快速退出阻尼電阻，既保護了阻尼電阻，又使消弧線圈進入補償的工作

狀態；當故障消失后，重新投入阻尼電阻。隨調式消弧線圈的特點是正常運行時消弧線圈跟蹤系統電容

電流的變化計算出消弧線圈的目標補償電流，但是處于遠離諧振的位置，這樣就避免出現串聯諧振過電

壓，也就不需要阻尼電阻。當發生單相接地故障后，消弧線圈快速調整至諧振狀態，產生補償電流。當故

障消失后，重新將消弧線圈恢復到遠離諧振的位置。偵調式，優點：由于始終按在中性點，囚此補償快。

缺點：如果調節時發生單相接地時，易燒壞調節開關。阻尼電阻易燒壞。計算電容電流時間長。隨調

式，優點：調節開關耐用，可以在單相接地時動作。不存在阻尼電阻。計算電容電流時間短。缺點：由于

發生單相接地后才投入，因此補哨慢。

28電力系統有哪些運行狀態？它們的主要特征是什么？

運行狀態：正常、警戒、緊急、崩潰、恢復，主要特征（依次）：滿足所有約束條件，并有一定的旋轉備

莊；依然滿足各約束條件，備用減少很多；只滿足等式條件，如發生短路或者大機組退出運行；不滿足所

有約束條件，系統解列，切除負荷：增加機組出力并重新并列。

29電力系統調度自動化是如何實現的？

采集電力系統信息并將其傳送到調度所，對選動裝置傳來的信息進行實時處理，做出調度決策，將調度

決策送到電力系統去執行，人機聯系。

30電力系統采用什么調度方式？

常采用分層調度控制，其優點為：便于協調調度控制，提高系統可靠性，改善系統響應。

我國電網調度的層次：國家調度中心、大區電網調度中心、省調度中心、地區調度所、縣級調度所。

31電力系統電壓波動的主要原因是什么？為什么要控制電力系統的電壓？通常有哪些調整電壓的措

施？

電壓波動主要是由負荷無功功率變化引起的，尤其是沖擊負荷會造成電壓閃變

控制無功功率的必要性：維持電力系統電壓在允許范圍之內，提高電力系統運行的經濟性，維持電力系

統穩定

調壓措施：對沖擊性和間歇性負荷引起的電壓波動采取一些限制措施，限制這類負荷變動引起的電壓波

動的措施很多，例如：由大容量變電站以專用母線或線路單獨向其供電，在發生電壓波動的地點和電源之

間設置吊聯電容器，在這類負荷附近設置調相機，并在其供電線路上串聯電抗器，在這類負荷的供電線

路上設置靜止補償器等。

32準同期并列與自同期并列方法有何不同？對它們的共同要求是什么？兩種方法各有何特點？

兩種方法適用場合有何差別？

共同點：調整/調節斷路器兩側電壓。不同點：自同期并列前不加勵磁，并列后開始加勵磁。

特點：準同期并列沖擊小，并網速度慢，拉入同步快。并網速度慢。自同期沖擊大，并網速度快，拉入同

步慢。

公準同期并列的理想條件是什么？為什么說理想條件在實用中難以實現？

準同期并列的理想條件的數學表達式是：

Ug=U,AU=Ug-U=O

G)g=W,G)S=3g-3=()

6g=8,△6=6g—8=0

實際中難以實現是因為：發電機慣性很大，很難快速、精確地控制。角度的偏差受轉速的偏差影響。

34頻率偏離額定值對用戶有何影響？

頻率變化會引起異步電動機轉速變化，這會使得電動機所驅助的加工工業產品的機械的轉速發生變化，

使某些產品出現次品或廢品；頻率波動會影響某些測量和控制用的電子設備的準確性和性能，頻率過低

時有些設備甚至無法工作；頻率降低會使電動機的轉速和輸出功率降低，導致其所帶動機械的轉速和出

力降低，影響電力用戶設備的正常運行。

35頻率降低較大時可能對電力系統造成什么危害？

頻率下降時，汽輪機葉片的震動會變大，輕則影響使用壽命，重則產生裂紋；頻率下降，會使火電廠常用

機械出力下降，使火電廠鍋爐和汽機出力隨之下降，從而使發電機發出的有功功率下降，若不能及時制

止，則會造成頻率雪崩，出現大面積停電，甚至使整個系統瓦解；核電廠中，當頻率降低到一定數值時，

冷卻介質泵即自動跳開，使反應準停止運行；電力系統頻率下降時，異步電動機和變壓器的勵磁電流增加,

使異步電動機和變壓器的無功消耗增加，引起系統電壓下降，頻率下降還會引起勵磁機出力下降，并使

發電機電勢下降，導致全系統電壓水平降低，甚至出現電壓崩潰現象，造成大面積停電，進而使系統瓦解。

36位荷增量按照其幅度和變化周期通常劃分為哪幾種分量？分別用。么調頻措施來平衡這些負荷增

量？

隨機分量，幅度較小，周期短〈IQs,一次調頻

脈動分量，幅度中，周期10s-3min,二次調頻

持續分量，幅度大，周期長3min~幾個小時，調峰，機組啟停

37寫出積差調頻法的調頻方程式，說明其主要特點。

特點：調頻精度高，可做到無差調節，缺點：頻率調節過程只能在時結束，缺點是由于積分環節的存在頻

率的積差信號滯后于頻率的瞬時變化，而且調節慢。

38某電力系統得負荷額定功率PLe=l()00MW,負荷調節效應系數KL*=2,當系統出現200MW的功率缺

額時：

I)若不采取措施，系統頻率將穩定在多少？

2)若希望系統頻率恢復到49Hz,需要切除多少負荷？

(1).2=K*=-(200/1000)/(A//50)=>Af=-5hz=>f=45/:z;

(2)./=49、z,紂*=(fe-fy)/fe=(50-49)/50=0.02;

PJH=(Pqe-KIPie)/(1-A：/*xAf*)

=(200-2*0.02*1000)/(I-2*0.02)=166.6MW

39某系統有兩臺發電機，Ple=100MW,6I*=0.04,P2e=50MW,82*=0.05,當f=50Hz時，

P：=80MW.P2=30MWo

<1)畫出兩機組的調差特性。

決="-￡=慳=0.04

A&1△2.0-8050

n九二5L6HzMo=51.5Hz

（2）當負荷功率為120MW時系統頻率為多少？兩機組出力各多少？

（3）當負荷功率分別為120MW和150MW,只靠一號機二次調頻能否使頻率恢復到50HZo

為什么?

120MW時可以，因為一號機剩余容量20MW大于負荷增量10MW。

150MW時不可以，因為負荷增量40MW大于一號機剩余容量20MWo

39試說明電壓差、相角差、頻率差分別不為零時對并列操作有何影響？

匕!__________,

合閘電壓幅值差對并列的影響

此時的相量關系如下圖所示，在這種情況下并列時產生的沖擊電流的有效值為

式中Xq”為發電機交軸次暫態電抗；X為電力系統等值電抗

上乙—j（X；4-X）-J（X；+X）

A^7=2^^sin—

合閘相角差對并列的影響

此時的相量關系如卜圖，這種情況卜并列發電機產生的沖擊電流的有效值由于并列時△6一般很小，所

以在只有相角差時并列所產生的沖擊電流主要是有功分晟。這就意味著在發電機并列后與系統之間有能

量交換。沖擊電流的最大瞬時值為

合閘頻率差對并列的影響

如果機組并網前頻差太大，就有可能出現在功角達到180o時，滑差頻率還沒有降到零，機組會運行到功

憑大于180。的區域，從系統吸取有功功率而加速，于是機組就失去了穩定。

40某電力系統在額定運行時，總負荷為4000MW,負荷調節效應系數K=1.8°突然切除I50MW發電功率,

不考慮調速器作用。（1）如不采取措施，試計算系統的穩態頻率：

⑵如系統的穩態頻率要求恢匆到49.5Hz以上，計算系統至少應切除多少負荷。（6分）

（1）三角P*=150/4000=0.0375

三角f*二三角P*/k=0.0375/l.8=0.0208

三角f=-0.0208*50=l.04HZ

穩態頻率為48.96HZ

（2）0.5/50*）.8=0.018

（150-0.018*4000）/（1-0.018）=79.43MW

41如卜.圖所示，變壓器變比為11O±2X2.5%/11kV,勵磁支路和線路對地電容均被忽略。送端電壓為120

kV旦保持不變，受端電壓要求保持為10.5kVo采用電容器進行無功功率補償，試確定其補償容量。（10

分）

Ui=120kVU2

IZ=30+jl50I廠I

Snm=15+jl2MVA

Smin=10+i8MVA

101.25"(2分)

.巴一夫+2,.*10x308xISO

=I/------------———=120----------------------------------=107.5*r)

C7,120

U-107.5

U=—上一=--------xll=112"(2分)

io.5

取U.=107.25的分按頭，即么k==10.25(2分)

II

乙一「2la10-S(101-2S),八

0.=-a-v-------A=-------------------|10.5------------------||0.25=4.57(2分)

Xk)ISO<10.25)

......__......,.............,.............因

都是0.85.勵磁調節器的調差系數都是0.05.若系統無功負荷增長了總無功容量的20%,求各機組承擔的無

功負荷增量？母線上的電壓波動？

解：一號機的額定無功功率QGlN=PGINtan巾I=25*tan(arccos0.85)=15.49Mvar

.號機的Qc2N=Pc2Ntan2=50*tan(arccos0.85)=30.99Mvar

△Qr=-AU*/6i,AQ2*=-AU*/82AQrQGiN+AQ2*QG2N=(QGIN+QG2N)*20%

得4Q1*=0.2,△Q2*=0.2,AU*=-0.01因此AQ1=AQ1*QG1N=3.1Mvar

△Q2=AQ2^QG2N=6.2Mvar

43某電力系統中，與頻率