1.对备用电源自动投入装置的基本要求有哪些？ 答：（1）除正常停电操作外的其他任何原因使工作电源消失后，AAT装置都应能动作而将备用电源自动投入。 （2）AAT装置应确保在工作电源断开以后，备用电源方能投入。 （3）确保AA T装置只动作一次。 （4）当工作母线电压互感器因发生回路断线等原因，从而导致虚假的失去电源情况时，AA T装置不应动作。 （5）正常停电操作时，AAT装置不应动作。 （6）当备用电源无电压时，AAT装置不应动作。 （7）应具有将AA T装置投入或退出远行的手段。 （8）应具备反映工作母线电压互感器回路断线和AAT装置动作的信号。 2.请分别说明重合闸前加速和后加速的特点与应用范围。 答：前加速特点：前快后慢；应用范围：35KV及35KV以下由发电厂或重要变电所引出直配线路上。 后加速特点：前慢后快；应用范围：35KV以上电压等级网络中及对重要负荷供电的送电线路上。 3.自动准同步装置发合闸脉冲为什么需要导前时间？断路器合闸脉冲导前时间主要考虑什么因素？ 答：为了保证并列断路器主触头在闭合瞬间时的相角差在0°附近；导前时间应等于并列断路器的合闸时间。 4.什么是强行增磁、强行减磁？强励倍数是多少？（答案不确认对不对） 答：强行增磁就是指在电力系统发生短路事故时，使发电机电压降低到80%~85%时，从提高电力系统稳定性和继电保护动作灵敏度出发，由励磁系统迅速将发电机励磁电流增至最大值。作用：①提高电力系统的暂态稳定性②加快故障切除后的电压恢复过程③提高继电保护的动作灵敏度④改善异步发电机的启动条件。 强行减磁是当发电机突然卸载后，由于转速上升，引起发电机电压急剧升高时，由励磁系统迅速将发电机励磁电流减至最小值。作用：①发电机甩负荷时，机组过速，使发电机电压升高，可能危及发电机定子绝缘，强行减磁能迅速将电压降至空载电压②在灭磁开关跳闸时，直流励磁机甩负荷，又可能在换向器上产生过电压，通过强行减磁能够迅速降低励磁电流。 强励倍数是1.2~2倍。
绪论1、葛洲坝水电厂，输送容量达120万科kW；大亚湾核电厂单机容量达90万kW；上海外高桥火电厂装机容量320万kW，最大单机容量90万kW。我国交流输电最高电压等级达500kV。 2、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。 3、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同又分为火电厂，水电厂，核电厂 3、自动控制装置对送来的信息进行综合分析，按控制要求发出控制信息即控制指令，以实现其预定的控制目标。 3、电力系统自动监视和控制，其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。 4、发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。 5、同步发电机是转换产生电能的机械，它有两个可控输入量——动力元素和励磁电流。 6、电气设备的操作分正常操作和反事故操作。 7、发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置，是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。 8、电压和频率是电能质量的两个主要指标。 9、同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容。 10、电力系统自动装置有两种类型：自动调节装置和自动操作装置 11、计算机控制技术在电力系统自动装置中已广泛应用，有微机控制系统、集散控制系统、以及分布式控制系统等。 12、频率是电能质量的重要指标。有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式中的重要问题。 13、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置：按频率自动减载装置是电力系统在事故情况下较为典型防止系统事故的安全自动装置。 第一章 14、自动装置的首要任务是将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机，即数据采集和模拟信号的数字化。 15、自动装置的结构形式主要有三种，微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。 16、（简答）微型计算机系统的主要部件 1）传感器 2）模拟多路开关 3）采样/保持器 4）A/D转换器 5）存储器 6）通信单元 7）CPU 16、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。 17、采样/保持器一般由模拟开关、保持电容器和缓冲放大器组成 18、A/D转化器是把模拟信号转换为数字信号，影响数据采集速度和精度的主要因素之一。 19、一般把运算器和控制器合称中央处理单元（CPU）。/ 20、工业控制计算机系统一般由稳压电源、机箱和不同功能的总线模板，以及键盘等外设接口组成。 21、定时器是STD总线的独立外设，具有可编程逻辑电路、选通电路和输出信号，可完成定时、计数以及实现“看门狗”功能等。 22、键盘显示板主要有键盘输入、显示输出、打印机 精品文档
1.发电机组并入电网后，应能迅速进入状态，其暂态过程要，以减小对电力系统的扰动。（ C ） A 异步运行，短B异步运行，长 C 同步运行，短D同步运行，长 2.最大励磁限制是为而采取的安全措施。（ D ） A 防止发电机定子绕组长时间欠励磁B防止发电机定子绕组长时间过励磁 C 防止发电机转子绕组长时间欠励磁D防止发电机转子绕组长时间过励磁 3. 当发电机组与电网间进行有功功率交换时，如果发电机的电压落后电网电压，则发电机。（ C ） A 发出功率，发电机减速B发出功率，发电机增速 C 吸收功率，发电机减速D吸收功率，发电机增速 4.同步发电机的运行特性与它的值的大小有关。（ D ） A 转子电流B定子电流 C 转速D空载电动势 5.自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为。（ A ） A 整步电压B脉动电压 C 线性电压D并列电压 6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是。（ B ）
A 静止励磁机系统B直流励磁机系统 C 交流励磁机系统D发电机自并励系统 7. 自动低频减载装置是用来解决事故的重要措施之一。（ C ） A 少量有功功率缺额 B 少量无功功率缺额 C 严重有功功率缺额D严重无功功率缺额 8. 并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为的冲击电流，其值与电压差成。（ B ） A有功电流分量，正比 B 无功电流分量，正比 C有功电流分量，反比D无功电流分量，反比 9.由于励磁控制系统具有惯性，在远距离输电系统中会引起。（ D ） A 进相运行B高频振荡 C 欠励状态 D 低频振荡 10.容量为的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。（ D ） A 50MW以下 B 10万千瓦以下 C 10万兆瓦以上 D 100MW以上 11电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的特性。（ B ） A 功率特性B一次调频频率特性 C 二次调频频率特性 D 调节特性
在线考试2018年秋|电力系统自动装置|本科 一、单项选择题 1. 频率是标志电能质量的基本指标之一，同时也反映了系统（）的平衡状况。 (A) 无功功率 (B) 有功功率 (C) 电流 (D) 电压 分值：2 2. 从提高自动低频减载装置的效果出发，应该选择（）。 (A) 级差大一些，每级切除的负荷少一些 (B) 级差小一些，每级切除的负荷少一些 (C) 级差大一些，每级切除的负荷多一些 (D) 级差小一些，每级切除的负荷多一些 分值：2 3. 调峰电厂一般选择（）。 (A) 经济性能较差的火力发电厂 (B) 大容量机组的火力发电厂 (C) 核电厂 (D) 丰水期的水电厂 分值：2 完全正确得分：2 4. 与频率变化无关的负荷是（）。 (A) 通风机 (B) 切削机床 (C) 白炽灯 (D) 压缩机 分值：2 5. （）是负荷静态频率特性曲线上对应额定频率点的切线的斜率。 (A) 功率因数 (B) 负荷调节效应系数 (C) 调差系数
(D) 单位调节功率 分值：2 6. 同步发电机电压一无功电流外特性为正调差时（）。 (A) 若无功电流增加，则机端电压下降 (B) 若无功电流减少，则机端电压下降 (C) 若无功电流绝对值减少，则机端电压下降 (D) 若无功电流绝对值增加，则机端电压下降 分值：2 完全正确得分：2 7. 控制角α为（）度时，三相桥式全控整流电路，电阻性负载输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。 (A) 120 (B) 60 (C) 0 (D) 30 分值：2 8. 大型发电机的自并励励磁系统采用（）。 (A) 三相桥式不可控整流电路 (B) 三相桥式全控整流电路 (C) 三相桥式半控整流电路 (D) 单相桥式全控整流电路 分值：2 9. 负荷增大时，并网运行的发电机台数将（）。 (A) 增多 (B) 不变 (C) 减小 (D) 不确定 分值：2 完全正确得分：2 10. 为了提高供电的可靠性和电能质量，电力系统中的发电机通常都采用（）运行。 (A) 串并联
1、与正弦整步电压最小值所对应的相角差定等于() A、0度 B、90度 C、180度 D、270度 正确答案:A 2、与正弦整步电压最小值所对应的相角差一定等于() A、0 B、1 C、-1 D、2 正确答案:A 3、调差系数δ>0时为()调差系数 A、正,下倾 B、负,下倾 C、正,上翘 D、负,上翘 正确答案:A 4、发电机并列操作中,当相角差较小时,冲击电流主要为() A、有功电流分量 B、无功电流分量 C、空载电流分量 D、短路电流分量 正确答案:A 5、准同步并列条件规定的允许电压差为不超过额定电压的() A、0%-5% B、5%-10% 正确答案:B 6、电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的()特性。 A、功率特性 B、一次调频频率特性 C、二次调频频率特性 D、调节特性 正确答案:B
7、能够有效地提高系统稳定的功率极限的装置有（） A、调速器 B、变压器 C、继保装置 D、励磁调节器 正确答案:B 8、最简单的励磁调节器的调节方式是() A、微分调节 B、比例调节 C、比例微分调节 D、比例积分调节 正确答案：B 9、当发电机组与电网间进行有功功率交换时，如果发电机的电压落后电网电压，则发电机（） A.发出功率,发电机减速 B、发出功率,发电机增速 C、吸收功率,发电机减速 D、吸收功率,发电机增速 正确答案:C 10、我国电力系统220KV线路的故障类型中,有接近90%的故障是() A、三相短路 B、两相短路 C、单相接地短路 D、两相接地短路 正确答案:C 11、为防止断路器多次重合于永久性故障,重合闸装置接线中设置了() A、方向继电器 B、差动继电器 C、防跳继电器 D、阻抗继电器 正确答案:C 12、单侧电源线路的自动重合闸的主要特点是() A、存在同步问题 B、能存在可能不存在同步问题
《电力系统自动装置(Ⅰ)》第二次作业答案 一、单项选择题。本大题共20个小题，每小题 2.0 分，共40.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.我国国家标准规定电网的频率最多不超过（ B ） A.0.5Hz B.0.4Hz C.0.3Hz D.0.2Hz 2.同步发电机并列条件的根本判别标准是( C ) A.电压不变 B.频率不变 C.合闸冲击电流为零 3.准同期并列装置可分为恒定越前时间和 ( D ) A.恒定越前功率 B.恒定越前频率 C.恒定越前电压 D.恒定越前相角 4.线性整步电压( A ) A.只反映相角差 B.与电压幅值有关 C.与系统频率和电压有关 D.决定合闸电压 5.电力系统频率升高时，负荷吸收的有功功率( C ) A.不变 B.降低 C.升高 D.无法判断 6.双电源线路配置重合闸装置除满足基本要求外，还应考虑 ( D ) A.电压幅值 B.有功功率匹配 C.无功功率匹配 D.同步问题 7.励磁功率单元向同步发电机转子提供 ( A ) A.励磁电流 B.有功功率 C.系统频率
D.初始相位角 8.励磁系统提高电网暂态稳定性的条件之一是( D ) A.功率恒定 B.电压恒定 C.惯性时间长 D.惯性时间短 9.电力系统中同步发电机励磁系统的强励倍数一般为 ( B ) A.1---1.5 B. 1.6---2 C.2----2.5 D. 2.6----3 10.三峡等大型水力发电机组的励磁主要采用( C ) A.直流励磁机 B.交流励磁机 C.静止励磁 D.旋转励磁 11.大型发电机的励磁回路通常采用整流方式为( A ) A.三相桥式不可控整流 B.三相桥式半控整流 C.三相桥式全控整流 D.单相桥式不可控整流 12.小型机组的励磁调节方式一般为( B ) A.微分调节 B.比例调节 C.比例微分调节 D.比例积分调节 13.12脉波桥式整流电路的整流元件数为( B ) A. 6 B.12 C.18 D.24 14.并列断路器两侧的频率差称为( A ) A.滑差角频率 B.瞬时频率 C.实时频率 D.额定频率 15.不存在同步问题的重合闸是( D ) A.多端电源重合闸
1发电机准同期并列的实际条件：频差≤（0.2%~0.5%）Fn,压差≤（5%~10%）Un,相位角≤（5°~10°） 2在发电厂，发电机出口断路器，发电机双绕组变的出口断路器和三绕组变的三侧断路器可作同步点。 3准同期并列装置主要由频率差控制单元、电压差控制单元、合闸信号控制单元组成，其中合闸信号控制单元是同期并列装置的核心部件。 4同步发电机的励磁系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。 5对同步发电机，当励磁电流保持不变时，造成端电压下降的主要原因是无功电流增大。 6同步发电机的励磁方式包括自励和他励，其中静止电源供电属于自励式励磁方式。 7在三相半控整流桥正常工作时，触发脉冲的间隔为120°电度角，全控为60 8在调整系统频率时，除保证电力系统频率的偏差一般不得超过±0.2Hz,还要求在满足安全运行的约束条件下，实现发电机组之间负荷的经济分配。 9正调差特性的发电机用于直接在公共母线上并联运行，负调差特性的发电机用于经升压变压器在高压母线上并联运行，负调差特性的发电机不能参与在公共母线上并联运行。 10同步发电机的励磁调节方式分别是按电压偏差的反馈型调节和按定子电流、功率因数的补偿型调节，电压调节器经历了机电型、电磁型及电子型等发展阶段。 11α＜90°时，三相全控桥工作在整流状态，将交流转为直流。 90°＜α＜180°时，三相全控桥工作在逆变状态，将直流转为交流。 12励磁调节器最基本的功能是调节发电机的端电压，常用的励磁调节器是比例式调节器。 13发电机励磁控制系统调节特性分为：G 的固有调节特性和A VR 的静态特性。 14恒定越前时间：在G U .与X U .两相两重合之前恒定时间YJ t 发出合闸信号。 15整步电压：自动并列装置检测并列条件的电压。 16低频减载：当电力系统因事故而出现严重的有功功率缺额时，切除部分负荷，以使系统频率恢复到可以安全运行的水平以内。 17负荷的频率调节效应：当系统内机组的输入功率∑Pti 和负荷功率间失去平衡时，系统负荷也参与了调节作用，它的特性有利于系统中的有功功率在另一频率值下重新平衡。用负荷的频率调节效应系数* **=df dP K L L 来衡量. ,其决定于负荷的性质。 18调速器分为：机械液压调速器、功率—频率电液调速器、数字式电液调速器。 19运行电厂分为调频厂、调峰厂和带基本负荷的发电厂三类。 20电力系统自动调频方法有比例调节、积分调节、微分调节。 21增加人工稳定区域可提高发电机输送功率极限或提高系统的稳定储备。 22同步发电机励磁自动调节在电力系统正常运行中的作用： ① 电压控制：负荷波动→电压波动→维持电压水平 ② 控制无功功率的分配：改变Ieq →改变机组的无功功率和功率角δ ③ 提高同步发电机并联运行的稳定性：改变Ieq →改变Eq 值来改善系统稳定性 ④ 改善电力系统运行条件 ⑤ 水轮发电机组要求实行强行减磁 23三种桥式整流电路在发电机的励磁系统中的主要任务是将交流电压整流成直流电压供给发电机励磁绕组或励磁机的励磁组。 电路结构的主要区别：三相桥式不可控整流电路整流元件全为二极管；三相桥式半控整流电路整流二极管V2、 V4、 V6是共阳极连接,晶闸管VS1 、VS3 、VS5是共阴极连接,
《电力系统自动装置(Ⅰ)》第一次作业答案 一、单项选择题。本大题共20个小题，每小题分，共分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.我国电网的额定频率为（ B ） A.45Hz B.50 Hz C.55 Hz D.60 Hz 2.电力系统运行中的主要并列方式为（ C ） A.自同期 B.非同期 C.准同期 D.同周期 3.按提前量的不同，准同期并列装置可分为恒定越前相角和（ D ） A.恒定越前功率 B.恒定越前频率 C.恒定越前电压 D.恒定越前时间 4.只反映了断路器两端的相角差特性，而与它们的电压幅值无关的 整步电压是（ B ） A.正弦整步电压 B.线性整步电压 C.余弦整步电压 D.同期整步电压 5.电力系统发生有功功率缺额时，系统频率会（ C ） A.升高 B.不变 C.降低 D.无法判断 6.双电源线路配置重合闸装置除满足基本要求外，还应考虑 （ D ） A.电压幅值 B.有功功率匹配 C.无功功率匹配 D.同步问题 7.励磁功率单元向同步发电机转子提供（ B ） A.交流电流 B.直流电流 C.交流电压 D.任何电压 8.能够有效地提高系统稳定的功率极限的装置有（ D ）
A.调速器 B.变压器 C.继保装置 D.励磁调节器 9.励磁顶值电压是励磁功率单元在强励时可能提供的最高电压，该值与额定励磁电压之比称为强励倍数，其值一般为（ B ） A.1 B. 2 C. 2 D.3 10.用于大型发电机组的励磁系统主要是（ C ） A.直流励磁机 B.交流励磁机 C.静止励磁 D.旋转励磁 11.大型发电机的转子励磁回路通常采用整流方式是（ A ） A.三相桥式不可控整流 B.三相桥式半控整流 C.三相桥式全控整流 D.单相桥式不可控整流 12.最简单的励磁调节器的调节方式是（ B ） A.微分调节 B.比例调节 C.比例微分调节 D.比例积分调节 13.六相桥式整流电路的整流元件数为（ B ） A. 6 B.12 C.18 D.24 14.并列断路器两侧电压瞬时值之差称为（ A ） A.滑差电压 B.瞬时电压 C.差分电压 D.顺差电压 15.单侧电源线路的自动重合闸的主要特点是（ C ） A.存在同步问题 B.能存在可能不存在同步问题 C.不存在同步问题 D.以上均不正确 16.在励磁调节器中，综合放大单元的输出电压Uc所控制的是（ C ） A.调差单元 B.测量比较单元
在线考试2018 年秋|电力系统自动装置|本科一、单项选择题 1. 频率是标志电能质量的基本指标之一，同时也反映了系统( )的平衡状况。 (A) 无功功率 (B) 有功功率 (C) 电流 (D) 电压 分值：2 2. 从提高自动低频减载装置的效果出发，应该选择( )。 (A) 级差大一些，每级切除的负荷少一些 (B) 级差小一些，每级切除的负荷少一些 (C) 级差大一些，每级切除的负荷多一些 (D) 级差小一些，每级切除的负荷多一些分值：2 3. 调峰电厂一般选择( )。 (A) 经济性能较差的火力发电厂 (B) 大容量机组的火力发电厂 (C) 核电厂 (D) 丰水期的水电厂分值：2 完全正确得分：2 4. 与频率变化无关的负荷是( )。 (A) 通风机 (B) 切削机床 (C) 白炽灯 (D) 压缩机分值：2 5. ( )是负荷静态频率特性曲线上对应额定频率点的切线的斜率。 (A) 功率因数 (B) 负荷调节效应系数 (C) 调差系数
(D) 单位调节功率分值：2 6. 同步发电机电压一无功电流外特性为正调差时( )。 (A) 若无功电流增加，则机端电压下降 (B) 若无功电流减少，则机端电压下降 (C) 若无功电流绝对值减少，则机端电压下降 (D) 若无功电流绝对值增加，则机端电压下降分值：2 完全正确得分：2 7. 控制角a为()度时，三相桥式全控整流电路，电阻性负载输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。 (A) 120 (B) 60 (C) 0 (D) 30 分值：2 8. 大型发电机的自并励励磁系统采用( )。 (A) 三相桥式不可控整流电路 (B) 三相桥式全控整流电路 (C) 三相桥式半控整流电路 (D) 单相桥式全控整流电路分值：2 9. 负荷增大时，并网运行的发电机台数将( )。 (A)增多 (B)不变 (C)减小 (D)不确定 分值：2 完全正确得分：2 10. 为了提高供电的可靠性和电能质量，电力系统中的发电机通常都采用( )运行。 (A) 串并联 (B) 并联 (C) 串联分值：2 11. 电力系统频率的调整是指( )。 (A) 频率的一次调整 (B) 根据日负荷计划曲线进行的二次调整 (C) 频率的一次调整和根据频率偏差进行的二次调整 (D) 根据频率偏差进行的二次调整分值：2
《电力系统自动装置》课程考试试卷 (A 卷) 一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1、DCS 系统是计算机网络技术在工业控制系统发展的产物，整个系统的组成不包括 【 B 】 A 、上位机 B 、工控机 C 、数据采集测控站 D 、通信线路 2、电力系统运行中的主要并列方式为 【 C 】 A 、自同期 B 、非同期 C 、准同期 D 、同周期 3、准同步并列条件规定的允许频率差为不超过额定频率的 【 C 】 A 、0％—1％ B 、0％—5％ C 、 0.2％—0.5％ D 、2％—5％ 4、滑差角频率s 小于某一值，相当于 【 B 】 A 、脉动电压周期s T 小于某一值 B 、脉动电压周期s T 大于某一值 C 、频率差s f 大于某一值 D 、频率差s f 等于某一值 5、励磁功率单元向同步发电机转子提供 【 B 】 A 、交流电流 B 、直流电流 C 、交流电压 D 、任何电压 6、最简单的励磁调节器的调节方式是 【 A 】 A 、比例调节 B 、微分调节 C 、比例微分调节 D 、比例积分调节 7、最大励磁限制是为 而采取的安全措施。 【 D 】 A 、防止发电机定子绕组长时间欠励磁 B 、防止发电机定子绕组长时间过励磁 C 、防止发电机转子绕组长时间欠励磁 D 、防止发电机转子绕组长时间过励磁 8、电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的 【 B 】 A 、功率特性 B 、一次调频频率特性 C 、二次调频频率特性 D 、调节特性 9、电力系统的频率和有功功率调节系统，主要的组成环节不包括 【 A 】 A 、电容器 B 、调速器 C 、发电机组 D 、电网
THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台 实验一发电机组的起动与运转实验 一、实验目的 1．了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。 2．熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性。 3．掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作 二、原理说明 在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。 图3-1-1为调速系统的原理结构示意图，图3-1-2为励磁系统的原理结构示意图。 图3-1-1 调速系统原理结构示意图 装于原动机上的编码器将转速信号以脉冲的形式送入THLWT-3型微机调速装置，该装置将转速信号转换成电压，和给定电压一起送入ZKS-15型直流电机调速装置，采用双闭环来调节原动机的电枢电压，最终改变原动机的转速和输出功率。
图3-1-2 励磁系统的原理结构示意图 发电机出口的三相电压信号送入电量采集模块1，三相电流信号经电流互感器也送入电量采集模块1，信号被处理后，计算结果经485通信口送入微机励磁装置；发电机励磁交流电流部分信号、直流励磁电压信号和直流励磁电流信号送入电量采集模块2，信号被处理后，计算结果经485通信口送入微机励磁装置；微机励磁装置根据计算结果输出控制电压，来调节发电机励磁电流。 三、实验内容与步骤 1．发电机组起励建压 2．发电机组停机 3．发电机组并网 4．发电机组发出有功和无功功率 5．发电机组解列 6．发电机组组网运行 四、实验报告 1．简述发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作步骤。 答，建压 ⑴先将实验台的电源插头插入控制柜左侧的大四芯插座。打开控制柜电源开
电力系统自动装置概述 通过学习我们了解到电力系统的根本任务是向用户提供充足、可靠、合格、价廉的电能。而随着我国经济建设的不断高速发展，电力系统也在不断地向高电压、大机组、现代化大电网发展，这将对我国电力系统的自动化，电力网的安全稳定提出了更高的要求。而为了保障以上要求，就必须借助电力系统自动装置来实现。 而在《电力系统自动装置》一书的介绍中，我们了解到电力系统自动装置包括备用电源自动投入、输电线路自动重合闸、同步发电机自动并列、同步发电机励磁自动调节、自动低频减载电力系统频率调节和有功功率调节、故障录破装置等。在这里我便简单的介绍一下它们！ 从相同点来看，它们都是为了更好的保证电网的安全稳定运行，保证电能质量，提高电网的经济效益，而研发出来的从各个方面实现这这几点要求的电力系统自动装置。 从不同点来看，首先便是它们各自的用途有着不同。其中同步发电机励磁自动调节调节装置可保证系统运行时的电压水平、提高电力系统的稳定性；备用电与自动投入（AA T）、输电线路自动重合闸（AAR），与继电保护配合可提高供电的可靠性；按频率自动减负荷装置可防止电力系统因事故发生功率缺额时频率过度降低，保证了电力系统的稳定运行和重要负荷的正常工作。它们对保证电力系统安全运行，提高供电可靠性具有重要作用。 其次从其他方面来说，如AA T装置的备用方式一般可分为有明备用和暗备用两种基本方式。系统正常时，备用电源或备用设备不工作，处于备用状态，成为明备用；系统正常是，备用电源也投入工作，称为暗备用。暗备用实际上是两个工作电源互为备用；而AAR装置在工作时讲究（1）“不对位”原则作用：用以区分事故跳闸与正常跳闸内容：控制开关SA位置——断路器QF状态 SA——QF 正常跳闸：跳跳?对位 事故跳闸：合跳?不对位 而同步发电自动机并列装置应遵循原则：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不超过１倍的额定电流。其瞬时最大值一般不超过１～２倍的额定电流。（2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行）发电机组并入电网后，状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动；而同步发电机自动调节励磁装置工作原理正常运行情况下，KM不动，其常开打开，R1、Rm串接在直流励磁机的磁场线圈回路中，直流励磁机在一定励磁电流下运行，当系统故障，机端电压降低到80%~85%额定值时，低电压继电器的动作，通过KM1、KM2启动接触器KM，通过KM的触头将R1、Rm短接，励磁机的端电压迅速上升到顶值，起到强励作用；而按频率自动减负荷装置的工作原理1．通常系统发生有功缺额时，系统频率按系统动态特性下降，其频率下降速度一般较慢，当功率缺额在40%以内时一般小于3 Hz /s；而接有大容量电动机负载的母线一旦失去电源，由于转子的惯性功能，电枢尚有电动势发生，使母线尚存有电压反馈，但由于它是由转子动能发电的，故其频率下降速率很大，据统计下降速率大于3 Hz /s。2．最大功率缺额的确定若切除的负荷功率为Pqe，则系统的功率缺额由Pq变成Pq -Pqe，系统的总有功负荷由Pfhe变为Pfhe-Pqe，于是得到系统的稳定频率为f=f(1-1/K×Pq -Pqe/Pfhe-Pqe)。而电力系统装置的种类繁多，其各自的也有着形形色色的不同点，在此就不一一介绍了。 电力系统自动装置经历了从电磁型、晶体管型、数字型的发展历程。随着计算机技术和现代控制技术、信息技术的不断发展，电力系统自动装置技术的指标和功能的提升发生了质的飞跃，由单个装置独立工作发展到具备接入发电厂分布控制系统和变电所微机监控系统的
《电力系统自动装置原理》课程学习指导资料 编写： 适用专业:电力*免&其?劭他 适用层次:专科 四川大学网络教育学院 二00三年1 1月
《电力系统自动装置原理》课程学习指导资料 编写：tJLJB 审稿（签字）： 审批（主管教学负责人签字）: 本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行教材《电力系统自动装置原理》（第二版）（上海交通大学杨冠诚主编，中国电力出版社，1995年H月）以及课程学习光盘，并结合实际电力系统对自动装置的要求和远程网络教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于电气工程及其自动化（含电力系统及其自动化）专业专科学生。 第一部分课程的学习目的及总体要求 一、课程的学习目的 电力系统自动装置是高等教育电力系统及英自动化（电气工程及其自动化）专业教学计划中的一门重要课程，是为满足培养电力系统、电气工程专业人才的需要而设置的课程。 通过本课程的学习，使同学们了解电力系统自动化、电力系统自动装置的重要意义，掌握电力系统中常用自动装置的作用、构成、工作原理、性能、运行特性以及有关参数的整左汁算，了解电力系统中常用的自动装置的发展现状及趋势。同时通过掌握电力系统自动装宜的分析方法、基本原理与特点，深化对装宜的理解，培养一左的分析问题和解决问题的能力.为从事电力系统自动化及自动装置的调试、管理、开发与研究等工作打下必要的基础。 二、课程的总体要求 本课程主要介绍任发电厂和电力网中使用的常规自动装巻，包括备用电源与备用设备的自动投入、自动重合闸、同步发电机自动同期（并列）、同步发电机励磁系统及北自动调节、自动低频减载以及其它安全自动装置等。通过学习，应该达到以下要求： （1）掌握电力系统中常规自动装置的作用、基本概念和基本理论及其分析方法。 （2）掌握常规自动装置的电路构成、工作原理、电路分析方法及其输入输出特性等。 （3）掌握常规自动装置的总体结构、工作原理、性能及苴运行特点等。 （4）能够进行一般的参数整定计算。 （5）具有一定的理论联系实际、独立分析问题和解决问题的能力。 学习本科的先修课程有：电路原理、电机学、电子技术、电力系统分析、发电厂电气部分、电力系统继电保护等。这些课程是本课程的基础，如果基础打不好，会增加本课程学习的难度。例如:对于晶闸管的开关特性掌握不好，就会影响对发电机现代励磁系统、自动同期装置等的学习。 本专业的另一门主要课程一一继电保护也属于安全自动装置的范畴?虽然已经独立成为一门课程，但与本课程之间存在联系。并且，这两门课程在有些章节考虑问题和分析问题的方法是相似的，如: 继电保护整左汁算的方法和思路同样适用自动装置等。所以，在学习本课程时，应该具备必须的继电保护知识，并且两门课程的学
2017年春|电力系统自动装置|本科 一、单项选择题(第1-40题每题2分) 1. 最大无功负荷多出现在（），而最大有功负荷则多出现在。 (A) 白天、晚上 (B) 白天、白天 (C) 晚上、白天 (D) 晚上、晚上 2. 在电力系统发生故障时候，发电机机端电压会（）,这时需要励磁系统强行励磁，迅速增长励磁电流，提高发电机的机端电压，提高发电机附近的电压。 (A) 下降 (B) 升高 (C) 不确定 (D) 不变 3. 发电机出力超过负荷时，系统频率将（）。 (A) 下降 (B) 不确定 (C) 不变 (D) 上升 4. 电力系统中，吸收功率与频率变化无关的负荷是（）。 (A) 切削机床 (B) 通风机 (C) 卷扬机 (D) 白炽灯 5. 准同期并列条件中的电压差条件，是指断路器两侧电压的（）。 (A) 矢量差的模 (B) 矢量差 (C) 幅值与额定电压的差 (D) 幅值差
6. 对于与系统并网运行的同步发电机，励磁调节的作用是（）。 (A) 保持机端电压恒定 (B) 调节发电机发出的无功功率 (C) 调节发电机发出的有功电流 (D) 保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率 7. 当同步发电机的励磁电流一定时，发电机端电压UG随无功负荷（）而下降。 (A) 增大 (B) 减小 (C) 不确定 (D) 不变 8. 在正弦交流电压信号中含有的信息包括（）。 (A) 电压幅值、频率和相角 (B) 电压幅值和频率 (C) 频率和相角 (D) 相角和电压幅值 9. 电力系统的综合最大负荷常（）各个发电厂单独供电时各最大负荷的总和。 (A) 不确定 (B) 小于 (C) 大于 (D) 等于 10. 具有无差特性的同步发电机，当输出的无功电流增大时，机端电压（）。 (A) 减小 (B) 增大 (C) 不变 (D) 不确定 11. 从限制冲击电流的角度出发，应限制并列瞬间的（）。 (A) 电压差和频率差 (B)频率差和相角差 (C) 相角差和电压差
某电力系统用户总功率为Pfhe=2500MW ，系统最大功率缺额Pqe=800MW ，负荷调节效应系数KL*=1.8。自动减负荷装置接入后，期望恢复频率为ffh=48 Hz 。试计算： ) 4(1.66804.08.1104.025008.18001)2(04.0502*****分分MW f K f P K P P f f f fh L fh fhe L qe JH N fh =?-??-=?-?-= ==?= ? 四.解：按题意求解如下。 (1)允许合闸误差 (1) 残留的频率偏差标幺值Δf fh* (2) 接入减负荷装置的总功率P JH (3) 在图中标出P fhe 及P qe 位置和大小
)(21.005.128.12)23.012.0(16.1arcsin 228.12)(arcsin 2rad E X X i q x q hm ry =???+??=''?+''''=δ 即为0 04.12。 式中q E ''按1.05计算是考虑并列时电压有可能超过额定电压值的5%。 （2）允许滑差频率sy ω： 断路器合闸动作误时间)(04.01.04.0s t QF =?=? 自动并列装置的误差时间)(04.0s t c =? )/(625.208.021.0s rad t t c QF ey sy ==?+?= δω （3）脉动电压周期s T ：其计算式为 )(39.2625 .222s T sy s ===πωπ 五 解 希望恢复频率偏差的标幺值为 04.050 4850*=-= ?f )(87.62904 .09.1104.050009.110001****max max MW f K f P K P P L L h L =?-??-=?-?-?=? 接入自动低频减载率装置功率总数为629.87MW ，这样即使发生如设想那样的严重，仍能使系统频率恢复不低于48Hz 六解 当f=48Hz 时，96.050 48*==f 由式（5-4）可以求出当频率下降到47Hz 时系统的负荷为 3*32*2*10*f a f a f a a P L +++= 3 296.015.096.01.096.04.035.0?+?+?+= 959.01327.0092.0384.035.0=+++= 则
2-1 并列的允许电流值如何考虑？说明理由。 答：并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1~2倍的额定电流。 理由：冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响，由于定子绕组端部的机械强度最弱，所以须特别注意对它造成的危害。由于并列操作为正常运行操作，冲击电流最大瞬时值限制在1~2倍的额定电流以下为宜。 2-2 设并列条件已满足要求，现可惜错过了合闸时机，问下次合闸时机还需要多少时间？设滑差角频率*s ω分别为21042.0-?、6102-?，允许滑差角频率为21042.0-?，试分析最快与最慢两种情况。自动装置如何解决久等的问题？ 答：ππω1002==N sN f ，ππω42.01001042.021=??=-s ， ππω462102100102--?=??=s s s T ωπ 2=s T s 76.442.021==ππ，s T s 442101022=?=-π π 自动装置应该增加或减小发电机转速，使滑差角频率增大，从而减小滑差周期，使等待时间缩短。 3-1 某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，1号机的额定功率为25MW ，2号机的额定功率为50MW 。两台机组的额定功率因数都是0.85。2号机励磁调节器调差系数为0.05，1号机为无差调节特性。若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的10%，问各机组承担的无功负荷增量是多少？母线上电压波动是多少？若发电厂无功增量为它们总无功容量的60%，情况又如何？对各种情况进行讨论。 解：1号机额定无功功率())(49.1585.0arccos tan 25tan 111MVar P Q N G N G ===? 2号机额定无功功率())(99.3085.0arccos tan 50tan 222MVar P Q N G N G ===? 若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的10%，则 ())(648.499.3049.15%10MVar Q =+?=?∑
第二章同步发电机的自动并列装臵 1、并列操作：电力系统中的负荷随机变化，为保证电能质量，并满足安全和 经济运行的要求，需经常将发电机投入和退出运行，把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列，这样的操作过程称为并列操作。 2、并列操作的方法？ 1）准同步并列：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、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，完成并列操作。 准同步并列的优点是并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低；不足是并列操作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。2）自同步并列：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动机转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。 自同步并列的优点是并列过程中不存在调整发电机电压、频率的问题，并列时间短且操作简单，在系统电压和频率降低的情况下，仍有可能将发电机并入系统，容易实现自动化；不足是并列发电机未经励磁，并列时会从系统中吸收无功而造成系统电压下降，同时产生很大的冲击电流。 3、同步点：在发电厂和变电所中，两侧均有电源可以进行并列操作的断路器 称为同步点。 4、ωs=ωG-ωsys=2∏(f G-f sys)=2∏fs f s= f G-f sys称为滑差频率，ωs=ωG-ωsys称为滑差角频率，简称滑差。称 δ变化360°所用的时间为滑差周期Ts,Ts=2∏/︳ωs︳=1/︳fs︳ 5、发电机并列操作应遵循的原则：（准同步，自同步均适用） （1）并列瞬间，发电机的冲击电流应尽可能小，不应超过允许值。 （2）并列后，发电机应能迅速进入同步运行，暂态过程要短。 6、发电机准同步并列的实际条件：（1）待并发电机与系统电压幅值接近相等， 电压差不应超过额定电压的5%～10%;（2）在断路器合闸瞬间，待并发电 机电压与系统电压的相位差应接近零，误差不应大于5°；（3）待并发电 机电压与系统电压的频率应接近相等，频率差不应超过额定频率的 0.2%～0.5%。 7、如果不满足准同步并列的条件，会产生怎样的后果？ 如果不满足并列条件，将产生冲击电流，引起发电机产生振荡，严重时冲击电流产生的电动力会损坏发电机，振荡导致发电机失步，造成并列不成功。 8、简述准同步并列的过程。 9、合闸脉冲命令：导前时间脉冲U t.ad即合闸命令。 10、恒定导前时间： tad=RC 导前时间不随频率、压差改变，是一个固定的数值。（目的是使断路器主触头闭合时δ=0°）
电力系统自动装置原理附录思考题答案 第一部分 自动装置及其数据的采集处理 1-1．采用式1-13对电流进行分解，0a 、n a 、n b 的物理意义分别是什么？ 【答案提示】 0a ：直流分量；n a ：n 次谐波分量的实部；n b ：n 次谐波分量的虚部。 1-2．采样的前期处理讨论： 【答案提示】 如果正态分布均匀，那么采用4只电阻串联采样的方式要比采用一只电阻采样的精确度高； 是用算术平均法进行滤波有两种方式， 其一：10 ~1021a a a a +++= ； 其二：2~211a a a +=，2~~312a a a +=，2~~423a a a += (2) ~~108a a a +=。 第二种方法只占有3个内存变量，每一次计算结果覆盖了前一次的采样数据，节省内存，另外，第二种方法滤波后的权重比例合理，10a 占权重为50%，更加接近采样的后期，因此计算机采样中经常采用。第一种方法的权重完全一样，10个采样数据各占10%，另外它需要11个内存变量。总的来看，第二种方法的误差和实际意义都大于第一种。 第二部分 自动并列 2-1．略 2-2．略 2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为：t f cos 1.0501+=Hz ，t f 2sin 1.0502+=Hz ，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。 第二部分 自动并列
2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为：t f cos 1.0501+=Hz ，t f 2sin 1.0502+=Hz ，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。 【答案提示】 合闸相角差表达式为： ???-=-=-==20 100212sin 2.0cos 2.0)(22δδδππππδe s e t t f f f 先不考虑提前量，则有： 01.02cos 1.0sin 2.0]2sin 2.0cos 2.0[0→++=+-=?πππδππδt t dt t t e e 2 51sin 01sin sin 1sin 21sin 212cos sin 222-= ?=--=+-+=++t t t t t t t 8078.32+=πk t 或6662.02-=πk t 8078.31=t ， 5.61692=t ，…… 考虑时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可为：3.6678秒，5.4769秒，等等。 2-4．旋转坐标系中发电机的模型方程（Park 方程）如下： 磁链方程?????+-=-=+-=f f d ad f q q q f ad d d d i x i x i x i x i x ψψψ 电压方程?????+++-=+-+-=d q d q q d d d s ri u s ri u ψψψψ)1()1( 式中符号含义：ψ — 磁链，i — 电流，u — 电压，d — 直轴，q — 交轴，f — 励磁绕组，dt d ψψ= 。 已知：**1ad f x I =，5.0,1,0===q d x x r ，???====8.0sin 6.0cos δδU u U u q d ，222q d i i i +=。假定恒同步转速、恒励磁，求发电机并入电网后的电流暂态过程。 【答案提示】
