电力系统自动装置复习题含答案
电力系统自动装置复习题
一、填空
1、电力系统自动装置包括（同步发电机自动并列）装置，（同步发电机励磁自动）装置，（自动低频减载）装置和（控制自动调节）装置等。
2．将一个周期性变化的电压分解为傅里叶级数时，a0表示该电压的（直流）分量，a n表示该电压n次谐波的（实）部，b n表示该电压n次谐波的（虚）部。
3、同步发电机组并列时应遵循两个原则：一是并列时（冲击电流）要小，其瞬时最大值不得超过待并发电机额定电流的（1-2 ）倍；二是并列后应迅速进入同步运行状态，其（暂态过程）要短，以减小对电力系统的扰动。
4、同步发电机的并列方法可分为（准同期）并列和（自同期）并列两种。
5、发电机并列的理想条件是（频率）相等、（电压幅值）相等，（相角差）为零。
6、检测并列条件的电压通常称为整步电压。目前常用的整步电压有（线性）整步电压和（正弦）整步电压，线性整步电压又可分为（半波）线性整步电压和（全波）线性整步电压。
7、准同期并列装置发出合闸脉冲的提前量有恒定越前（时间）和恒定越前（相角）两种。
8、自动准同期装置的控制单元有（频率差）控制单元、（电压差）控制单元和（合闸信号）控制单元。
；
9、同步发电机励磁自动控制系统由（励磁调节器）和（励磁功率单元）两部分组成，它们与（同步发电机）一起组成闭环控制系统。
10、励磁系统中调差单元的作用是提高励磁系统的（无功调差）系数，以便调整并联运行发电机的（无功）功率分配。
11、电力系统频率及有功功率调节实质是调节发电机的输入功率。发电机的输入功率增大时，系统频率及输出的有功功率将（增大）；发电机的输入功率减小时，系统频率及输出的有功功率将（减小）。
12、在多台发电机并联系统中，当系统的无功负荷波动时，无功调差系数δ较小的发电机承担的无功波动量的标幺值（较大），无功调差系数δ较大的发电机承担的无功波动量的标幺值（较小）。
13、在多台发电机并联系统中，当系统的有功负荷波动时，有功调差系数
R*较小的发电机承担的有功波动量的标幺值（较大），有功调差系数R*较大的发电机承担的有功波动量的标幺值（较小）。
14、电力系统（频率）的调节及（有功）功率的分配是通过调速器来实现的。目前常用的调速器有（机器液压）调速器、（模拟电液）调速器和（数字电液）调速器。
二、单项选择题（每题只有一个正确答案）
1、香农采样定理指出，要使采样后的数字信号能较好地恢复原来的模拟信号，必须使采样频率大于模拟信号最高频率的（ B ）倍。
A．1；B．2；C．3。
2、同步发电机并列时，要求冲击电流最大值不超过发电机额定电流的（A ）倍。
^
A．1~2；B．2~3；C．3~4。
3、同步发电机的主要并列方式是（C）并列。
A．自同期；B．全同期；C．准同期。
4、准同期并列（B）偏离理想并列条件。
A．不允许；B．允许适当；C．有时允许。
5、自同期并列，并列时发电机（B）励磁电流。
A．要加；B．不加；C．加一定的。
6、发电机端电压与电网电压的的滑差角频率越大，正弦整步电压的周期就（ B ）。
A．越长；B．越短；C．越稳定。
7、与正弦整步电压最小值所对应的相角差等于（B ），n=0，1，2，3…
}
A．π；B．2nπ；C．2nπ+π。
8、线性整步电压不包含（C）信息。
A．频率差；B．相角差；C．电压幅值差。
9、励磁功率单元向发电机转子提供（B）。
A．交流励磁电流；B．直流励磁电流；C．交流励磁电压。
10、发电机励磁系统的主要功能是控制发电机的端电压和并联机组之间的（B）功率分配。
A．有功；B．无功；C．视在。
11、大型发电机组通常采用（C）励磁系统。
A．直流励磁机；B．交流励磁机；C．静止。
12、发电机励磁系统的自然无功调差率一般（A ）。
!
A．小于1；B．大于1；C．等于1。
13、并联运行的发电机组的无功调差系数δ必须（B ）。
A．小于0；B．大于0；C．等于0。
14、在多台发电机并联系统中，若希望系统的无功负荷波动时，各台发电机无功电流波动量的标幺值相等，要求各台发电机的无功调差系数（C）。
A．小于零；B．大于零；C．大于零且相等。
15、由电力系统负荷的功率-频率特性可知，当系统频率下降时，系统负荷将（B）。
A．升高；B．下降；C．不变。
16、由发电机组的功率-频率特性可知，当机组输出的有功功率增加时，机组端电压的频率将（B）。
A．升高；B．下降；C．不变。
17、增大发电机的（C），发电机的端电压将升高。
|
A．输入功率；B．转速；C．励磁电流。
18、增大发电机的（ A ），发电机端电压的频率将升高。
A．输入功率；B．励磁电压；C．励磁电流。
19、在多台发电机并联系统中，若希望系统的有功负荷波动时，各台发电机承担的有功波动量的标幺值相等，要求各台发电机的有功调差系数R*（C）。
A．小于零；B．大于零；C．大于零且相等。
20、发电机组调速器的作用是控制发电机端电压的频率和并联机组之间（A）功率的分配。
A．有功；B．无功；C．视在。
21、发电机组调速器的作用是控制发电机端电压的（C）和并联机组之间有功功率的分配。
A．电压；B．电流；C．频率。
22、电力系统自动低频减载装置的作用是，当系统出现大事故，功率缺额超出热备用的调节能力时，自动切除部分负荷，使系统（ C ）维持在允许范围。
（
A．电压；B．功率；C．频率。
23、（C ）用于电力系统频率及有功功率的自动调节。
A．并列装置；B．励磁系统；C．调速器。
24、电力系统自动低频减载装置的作用是，当系统出现大事故，功率缺额超出热备用的调节能力时，自动（ B ）。
A．切除部分发电机；B．切除部分负荷；C．提高发电机的频率。
三、简答题
1、同步发电机并列应遵循哪两点原则
答：1）并列时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值应不超过待并发电机额定电流的1~2倍。2）并列后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。
2、准同期并列装置的主要控制单元有哪些简述各单元的的任务（或功能）是什么
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答：准同期并列装置有频率差控制单元、电压差控制单元和合闸信号控制单元。
频率差控制单元的任务是检测发电机端电压与电网电压的滑差角频率，调节待并发电机的转速，使发电机端电压的频率接近于电网频率；电压差控制单元的功能检测发电机端电压与电网电压的电压差，调节发电机端电压，使发电机端电压与电网电压的电压差小于规定的允许值；合闸信号控制单元的任务是检查并列条件，当待并发电机的频率和电压都满足并列条件时，选择合适的时间发出合闸信号，使并列瞬间发电机端电压与电网电压的相角差接近于零或小于允许值。
3、简述同步发电机励磁系统的任务。
答：同步发电机励磁系统的任务有：1）电压控制；2）控制无功功率的分配；3）提高同步发电机并联运行的稳定性；4）改善电力系统的运行条件；5）实现水轮发电机组强行励磁的要求。
4、简述同步发电机常用励磁系统的种类。
答：同步发电机常用励磁系统的种类有：1）直流励磁机励磁系统；2）交流励磁机励磁系统；3）静止励磁系统。
5、试画自励直流励磁机励磁系统原理接线图，并简述其原理和应用场合。
答：自励直流励磁机励磁系统原理接线图如图所示。
发电机转子绕组的励磁电流I E由直流励磁机DE提供。直流励磁机的励磁绕组EEW的励磁电流I EE由直流励磁机定子和励磁调节器共同提供，励磁调节器可对发电机的励磁电流进行自动调节，而调节电阻R C则可对发电机的励磁电流进行手动调节。这样可以减小励磁调节器的容量。
】
一般只能用于小型发电机上。
6、试画出静态励磁系统原理接线图，并简述其原理和应用场合。
答：静止励磁系统原理接线图如图所示。
励磁电源由机端变压器T提供，通过励磁调节器控制三相全控桥VS的触发角来控制发电机的励磁电流。
适用于大型发电机组。
四、解析题（3小题，共30分）
1、设并列条件已经满足，但错过了合闸时机，问下次合闸还需要多少时间设滑差角频率ω s* 分别为×10 -
2、2×10-6，试分析最快与最慢两种情况。并说明自动装置如何久等的问题
解 根据滑差角频率ω s* 分别为×10 -2、2×10-6，求得对应的滑差周期
s f f T s f f T S N S N S S N S N S 4612221111000.110250112276.41042.0501122?=??===
=??===-**-*
*ωωππωωππ
;
即下次合闸时机分别还需要秒和 ×104秒。
可见，后者的等待时间太长。解决的办法是适当增大滑差角频率ωs ，即适当增大频差f s 。
2、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 。两台机的额定功率因数均为，励磁调节器的调差系数均为。现在系统无功功率增加20%。
1）分别求1、2号机的额定无功功率Q G1N 和Q G2N ；
2） 求母线电压波动量标幺值△U *；
3）求1、2号机无功负荷波动量的标幺值△Q G1*、△Q G2*及有名值△Q G1、 △Q G2。
解 1）1、2号机的额定无功功率Q G1N 和Q G2N 分别为
Mvar 4.14577.02530tan 25)866.0tan(arccos 25tan 1G1N G1N =?==== ?P Q Mvar 8.28577.05030tan 50)866.0tan(arccos 50tan 2G2N G2N =?==== ?P Q 2）母线电压波动量标幺值为
01.02.005.0*-=?-=?-=?*∑∑Q U δ
3）1、2号机的无功负荷波动量标幺值分别为
2.005.001.02.005.001.02211=--=?-=?=--=?-
=?***
*δδU Q U Q G G 1、2号机的无功负荷波动量有名值分别为
Mvar 76.58.282.0Mvar
88.24.142.0222111=?=?=?=?=?=?**N G G G N G G G Q Q Q Q Q Q