电力系统自动装置原理思考题及复习资料
- 格式:docx
- 大小:24.46 KB
- 文档页数:12
《电力系统自动控制装置原理》复习思考题考试题型:选择、名词解释、简答题、计算题负荷的调节效应:当频率下降时,负荷吸取的有功功率随着下降;当频率升高时,负荷吸取的有功功率随着增高。
这种负荷有功功率随频率变化的现象,称为负荷调节效应。
频率调差系数:单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数。
电压调整:调节电力系统的电压,使其变化不超过规定的允许范围,以保证电力系统的稳定水平及各种电力设备和电器的安全、经济运行。
电力系统:由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
1、电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节?答:①主导发电机法、②积差调频法、③分区调频法。
2、自动发电控制系统的基本任务?答:主要任务:①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹配;②保持系统频率为额定值;③控制区域联络线的交换功率与计划值相等;④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。
3、简述发电机调节的类型及特点。
电力系统调度的主要任务。
答:发电机调节的类型及特点:①δ>0为正调差系数,其调节特性下倾,即发电机端电压随无功电流增大而降低;②δ<0为负调差系数,其调节特性上翘,发电机端电压随无功电流增大而上升;③δ=0称为无差特性,这时发电机端电压恒为定值。
电力系统调度的主要任务:③保证供电质量的优良;②保证系统运行的经济性;③保证较高的安全水平;④保证提供强有力的事故处理措施。
4、强行励磁的基本作用是什么?答:强行励磁的基本作用是:①有利于电力系统的稳定运行;②有助于继电保护的正确动作;③有助于缩短电力系统短路故障切除后母线电压的恢复时间;④并有助于用户电动机的自起动过程。
同步发电机并列的理想条件是什么?答:理想条件:频率相等、电压幅值相等、相角差为零;即(f G=f X、U G=U X、δe=0)。
简述同步发电机组并列时遵循的原则。
答:①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。
复习思考题第二章同步发电机的自动并列一、基本概念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、准同期并列: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。
3、自同期并列: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,在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步,完成并列操作。
4、并列同期点:是发电机发电并网的条件。
同期并列点是表示相序相同、电源频率同步、电压相同。
5、滑差、滑差频率、滑差周期:滑差:并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差;滑差频率:并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差,用fs 表示;滑差周期:并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°所用的时间。
6、恒定越前相角准同期并列:在Ug和Ux两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号的叫恒定越前相角并列装置。
7、恒定越前时间准同期并列:在Ug和Ux两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号的叫恒定越前时间并列装置。
8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压:包含同步条件信息的电压;正弦整步电压:与时间具有正弦函数关系的整步电压;线性整步电压:与时间具有线性函数关系的整步电压。
二、思考题1、同步发电机并列操作应满足什么要求?为什么?答:同步发电机并列操作应满足的要求:(1)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。
(2)发电机并网后,应能迅速进入同步运行状态,其暂态过程要短,以减少对电力系统的扰动。
因为:(1)并列瞬间,如果发电机的冲击电流大,甚至超过允许值,所产生的电动力可能损坏发电机,并且,冲击电流通过其他电气设备,还合使其他电气设备受损;(2)并列后,当发电机在非同步的暂态过程时,发电机处于振荡状态,遭受振荡冲击,如果发电机长时间不能进入同步运行,可能导致失步,并列不成功。
《电力系统自动控制装置原理》复习思考题考试题型:选择、名词解释、简答题、计算题负荷的调节效应: 当频率下降时, 负荷吸取的有功功率随着下降;当频率升高时,负荷吸取的有功功率随着增高。
这种负荷有功功率随频率变化的现象,称为负荷调节效应。
频率调差系数: 单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数。
电压调整:调节电力系统的电压, 使其变化不超过规定的允许范围, 以保证电力系统的稳定水平及各种电力设备和电器的安全、经济运行。
电力系统:由发电、输电、变电、配电和用电等环节组 成的电能生产与消费系统。
1、电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节?答: ①主导发电机法、②积差调频法、③分区调频法。
2、自动发电控制系统的基本任务?答:主要任务:①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹配;②保持系统频率为额定值;③控制区域联络线的交换功率与计划值相等;④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。
3、简述发电机调节的类型及特点。
电力系统调度的主要任务。
答:发电机调节的类型及特点:① >0为正调差系数,其调节特性下倾,即发电机端电压随无功电流增大而降低;②<0为负调差系数,其调节特性上翘,发电机端电压随无功电流增大而上升;③=0称为无差特性,这时发电机端电压恒为定值。
电力系统调度的主要任务:③保证供电质量的优良;③保证较高的安全水平;4、强行励磁的基本作用是什么?答:强行励磁的基本作用是:①有利于电力系统的稳定运行;②有助于继电保护的正确动作;③有助于缩短电力系统短路故障切除后母线电压的恢复时间;④并有助于用户电动机的自起动过程。
同步发电机并列的理想条件是什么?答:理想条件:频率相等、电压幅值相等、相角差为零;即( f 、U 、δG=fX G=UX e=0)。
简述同步发电机组并列时遵循的原则。
答:①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。
②发电机并网后, 应能迅速进入同步运行状态, 其暂态过程要短, 以减少对电力系统的扰动。
《电力系统自动装置》复习题参考答案绪论复习思考题1、简述电力系统自动装置的作用。
答:电力系统自动装置是保证电力系统安全运行、稳定运行、经济运行和避免电力系统发生大面积故障的自动控制保护装置。
2、电力系统自动装置有哪些功能?答:电力系统自动装置的功能主要有:(1)配合继电保护装置提高供电的可靠性;(2)保障电网的安全运行,防止故障的进一步扩大;(3)保证电能质量,使电力系统稳定运行和经济运行。
3、电力系统自动装置有哪些类型?答:电力系统自动装置有自动操作型和自动调节型。
而自动操作型又可分为正常操作型和反事故操作型。
第一章复习思考题1、装置有何用途?答:备用电源和设备自动投入装置的作用是在当工作电源因故障被断开后,能自动、迅速地将备用电源或设备投入工作或将用户切换到备用电源上,使负荷不至于停电的一种自动装置,保证用户供电的可靠性和电力系统安全运行。
2、对装置有哪些基本要求?答:装置应满足以下基本要求:(1)保证工作电源或设备断开后,备用电源或设备才能投入;(2)工作母线突然失压时应能动作;(3)装置应保证只动作一次;(4)发电厂用装置运行方式应灵活;(5)应校验动作时备用电源过负荷情况;(6)备用电源投于故障时应使其保护加速动作;(7)装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。
3、为什么要求装置只能动作一次?答:当工作母线发生持续性短路故障或引出线上发生未被出线断路器断开的持续性故障时,备用电源或设备第一次投入后,由于故障仍然存在,继电保护装置动作,将备用电压或设备断开。
此后,不允许再次投入备用电压或设备,以免对系统造成不必要的冲击,因此,装置只能动作一次。
4、简述明备用和暗备用的含义。
答:明备用方式是指备用电源在正常情况下不运行,处于停电备用状态,只有在工作电源发生故障时才投入运行的备用方式。
暗备用方式是指两个电源平时都作为工作电源各带一部分自用负荷且均保留有一定的备用容量,当一个电源发生故障时,另一个电源承担全部负荷的运行方式。
《电力系统自动控制装置原理》复习思考题考试题型:选择、名词解释、简答题、计算题负荷的调节效应: 当频率下降时, 负荷吸取的有功功率随着下降;当频率升高时,负荷吸取的有功功率随着增高。
这种负荷有功功率随频率变化的现象,称为负荷调节效应。
频率调差系数: 单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数。
电压调整:调节电力系统的电压, 使其变化不超过规定的允许范围, 以保证电力系统的稳定水平及各种电力设备和电器的安全、经济运行。
电力系统:由发电、输电、变电、配电和用电等环节组 成的电能生产与消费系统。
1、电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节?答: ①主导发电机法、②积差调频法、③分区调频法。
2、自动发电控制系统的基本任务?答:主要任务:①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹配;②保持系统频率为额定值;③控制区域联络线的交换功率与计划值相等;④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。
3、简述发电机调节的类型及特点。
电力系统调度的主要任务。
答:发电机调节的类型及特点:① >0为正调差系数,其调节特性下倾,即发电机端电压随无功电流增大而降低;②<0为负调差系数,其调节特性上翘,发电机端电压随无功电流增大而上升;③=0称为无差特性,这时发电机端电压恒为定值。
电力系统调度的主要任务:③保证供电质量的优良;③保证较高的安全水平;4、强行励磁的基本作用是什么?答:强行励磁的基本作用是:①有利于电力系统的稳定运行;②有助于继电保护的正确动作;③有助于缩短电力系统短路故障切除后母线电压的恢复时间;④并有助于用户电动机的自起动过程。
同步发电机并列的理想条件是什么?答:理想条件:频率相等、电压幅值相等、相角差为零;即( f 、U 、δG=fX G=UX e=0)。
简述同步发电机组并列时遵循的原则。
答:①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。
②发电机并网后, 应能迅速进入同步运行状态, 其暂态过程要短, 以减少对电力系统的扰动。
附录:电力系统自动化思考题第一部分 自动装置及其数据的采集处理1-1.设某TV 变比1000:1,TA 变比5000:1,讨论若采用加权平均法进行数据前置处理时,所采用的权值。
1-2.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?第二部分 自动并列2-1.并列的允许电流值如何考虑?说明理由。
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6*102−×=s ϖ,试分析最快与最慢两种情况。
自动装置如何解决这样的问题?2-3.已知:两个区域电网的等值机系统如图所示,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。
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 qd ,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。
第三部分 励磁控制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。
复习思考第二章同步发电机的自动并列—、基本概念1、并列操作,2、准同期并列,3、自同期并列,4、并列同期点,5、滑差、滑差频率、滑差周期,6、恒定越前相角准同期并列,7、恒定越前时间准同期并列,8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压。
二、思考题1、同步发电机并列操作应满足什么要求?为什么?2、同步发电机并列操可以釆用什么方法?3、什么是同步发电机自动准同期并列?有什么特点?适用什么场合?为什么?4、为什么准同期并列产生的冲击电流小?5、什么是同步发电机自同期并列?有什么特点?适用什么场合?为什么?6、为什么自同期并列产生很大的冲击电流?7、滑差、滑差频率、滑差周期有什么关系?8、同步发电机自动准同期并列的理想条件是什么?实际条件是什么?9、同步发电机自动准同期并列时,不满足并列条件会产生什么后果?为什么?10、说明同步发电机釆用自动准同期方式并列时,产生冲击电流的原因,为什么要检查并列合闸时的滑差?1 1、为什么频率差过大时发电机可能并列不成功?12、合闸脉冲为什么需要导前时间?13、断路器合闸脉冲的导前时间应怎么考虑?为什么是恒定导前时间?14、利用正弦整步电压如何检测发电机是否满足准同期并列条件?15、利用线性整步电压如何检测发电机是否满足准同期并列条件?1 6、如何利用线性整步电压来实现对频差大小的检查?说明工作原理。
17、为什么说实际线性整步电压的最大值、最小值不与相角的零度、180度对应?18、在数字式自动并列装置中,可采用哪儿种方法检测频率差?说明各种检测方法的工作原理。
19、在数字式自动并列装置中,可采用哪儿种方法检测电压差?说明各种检测方法的工作原理。
20、在数字式自动并列装置中,如何进行相角差的实时检测?说明其工作原理。
21、在自动准同期并列的过程中,(1)滑差角频率为常数,(2)滑差角频率等速变化,(3)滑差角频率的一阶导数等加速变化。
分别代表并列过程中的什么现象?实时相角差乂分别如何计算?写出其各种情况下的计算公式。
《电力系统自动装置》复习思考题绪论复习思考题1.简述电力系统自动装置的作用。
2.电力系统自动装置有哪些功能?3.电力系统自动装置有哪些类型?第一章复习思考题1、AA T装置有何用途?2、对AA T装置有哪些基本要求?3、为什么要求AA T装置只能动作一次?4、简述明备用和暗备用的含义。
5、指出图1-1中AA T装置典型一次接线属哪种备用方式,故障时如何将备用电源投入?6、AA T装置有哪两部分组成?各有什么作用?7、试简述图1-2中AA T装置的工作原理和接线特点。
8、AA T装置低电压起动时间继电器的动作时间值如何整定?为什么?9、AA T装置中的闭锁继电器延时返回时间值应如何整定?为什么?10、AA T动作时间一般是越短越好,但应考虑哪些因素?11、微机备自投有哪几种应用方式?12、并联切换和串联切换的含义是什么?他们有何优缺点?13、什么叫快速切换?厂用电快速切换有何优点?第二章复习思考题1.什么是自动重合闸?输电线路装置自动重合闸的作用是什么?2.试述自动重合闸应满足的基本要求。
3.重合闸重合于永久性故障上,对电力系统有什么不利影响?4.自动重合闸的启动方式有哪两种?各有什么优缺点?5.根据图2-1所示的重合闸装置原理接线图,试说明当线路发生永久性故障时,重合闸装置如何保证只重合一次?6.输电线重合闸有哪些闭锁条件?7.什么是重合闸复归时间?整定时应考虑哪些因素?8.双电源线路上采用自动重合闸装置时,需要考虑哪些特殊问题?为什么?9.在检无压和检同步三相自动重合闸中,当处于下列情况会出现什么问题?(1)线路两侧检无压均投入。
(2)线路两侧仅一侧检同步投入。
10.什么是非同步自动重合闸?其有何特点?11.双侧电源线路非同步自动重合闸方式有哪两种?各有何优缺点?12.试述检定同步的工作原理。
13.什么是重合闸前加速保护?什么是重合闸后加速保护?各具有什么优点?14.什么是综合重合闸?综合重合闸装置能实现哪几种重合闸方式?15.与三相重合闸比较,综合重合闸有哪些特殊问题需要考虑?第三章复习思考题1. 何谓并列?发电机并列操作应遵循哪原则?2.并列的方法有哪两种?各有何特点? 3.准同期自动并列的三个条件是什么?并列时如果不满足这些条件会有何后果? 4.准同期自动并列的实际条件是什么? 5. 何谓滑差?何谓滑差频率?何谓滑差周期?它们之间有何关系?6. 什么叫同步点?7. 同频并网和差频并网的特征是什么?8. 自动准同期装置主要由哪三大部分组成?各部分的主要作用是什么?9. 什么叫整步电压?整步电压有何特点?10. 何谓恒定越前时间?何谓恒定越前相角?11. 并列操作时,如断路器的主触头不在δ= 0时刻闭合会出现什么情况?准同期并列装置是如何保证断路器的主触头在δ= 0的时刻闭合?12. 并列断路器合闸脉冲的越前时间应怎样考虑?13. 简述微机自动并列装置同步条件检定的原理。
《电力系统自动装置》复习思考题绪论复习思考题1.简述电力系统自动装置的作用。
2.电力系统自动装置有哪些功能?3.电力系统自动装置有哪些类型?第一章复习思考题1、AA T装置有何用途?2、对AAT装置有哪些基本要求?3、为什么要求AAT装置只能动作一次?4、简述明备用和暗备用的含义。
5、指出图1-1中AAT装置典型一次接线属哪种备用方式,故障时如何将备用电源投入?6、AA T装置有哪两部分组成?各有什么作用?7、试简述图1-2中AA T装置的工作原理和接线特点。
8、AA T装置低电压起动时间继电器的动作时间值如何整定?为什么?9、AA T装置中的闭锁继电器延时返回时间值应如何整定?为什么?10、AA T动作时间一般是越短越好,但应考虑哪些因素?11、微机备自投有哪几种应用方式?12、并联切换和串联切换的含义是什么?他们有何优缺点?13、什么叫快速切换?厂用电快速切换有何优点?第二章复习思考题1.什么是自动重合闸?输电线路装置自动重合闸的作用是什么?2.试述自动重合闸应满足的基本要求。
3.重合闸重合于永久性故障上,对电力系统有什么不利影响?4.自动重合闸的启动方式有哪两种?各有什么优缺点?5.根据图2-1所示的重合闸装置原理接线图,试说明当线路发生永久性故障时,重合闸装置如何保证只重合一次?6.输电线重合闸有哪些闭锁条件?7.什么是重合闸复归时间?整定时应考虑哪些因素?8.双电源线路上采用自动重合闸装置时,需要考虑哪些特殊问题?为什么?9.在检无压和检同步三相自动重合闸中,当处于下列情况会出现什么问题?(1)线路两侧检无压均投入。
(2)线路两侧仅一侧检同步投入。
10.什么是非同步自动重合闸?其有何特点?11.双侧电源线路非同步自动重合闸方式有哪两种?各有何优缺点?12.试述检定同步的工作原理。
13.什么是重合闸前加速保护?什么是重合闸后加速保护?各具有什么优点?14.什么是综合重合闸?综合重合闸装置能实现哪几种重合闸方式?15.与三相重合闸比较,综合重合闸有哪些特殊问题需要考虑?第三章复习思考题1. 何谓并列?发电机并列操作应遵循哪原则?2. 并列的方法有哪两种?各有何特点?3. 准同期自动并列的三个条件是什么?并列时如果不满足这些条件会有何后果?4. 准同期自动并列的实际条件是什么?5. 何谓滑差?何谓滑差频率?何谓滑差周期?它们之间有何关系?6. 什么叫同步点?7. 同频并网和差频并网的特征是什么?8. 自动准同期装置主要由哪三大部分组成?各部分的主要作用是什么?9. 什么叫整步电压?整步电压有何特点?10. 何谓恒定越前时间?何谓恒定越前相角?11. 并列操作时,如断路器的主触头不在δ= 0时刻闭合会出现什么情况?准同期并列装置是如何保证断路器的主触头在δ= 0的时刻闭合?12. 并列断路器合闸脉冲的越前时间应怎样考虑?13. 简述微机自动并列装置同步条件检定的原理。
复习思考题绪论1、葛洲坝水电厂,输送容量达120万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)CPU16、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、打印机接口等部分。
23、路由器的功能主要起到路由、中级、数据交换等功能。
24、采样过程:对连续的模拟信号x(t),按一定的时间间隔,抽取相应的瞬时值。
25、采样周期Ts决定了采样信号的质量和数量。
26、香农采样定理指出采样频率必须大于原模拟信号频谱中最高频率的两倍,则模拟信号可由采样信号来唯一表示。
27、量化就是把采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整数倍比较,以最接近于采样信号幅值的最小数量单位倍数来表示该幅值。
28、把量化信号的数值用二进制代码表示,这里就称为编码。
28、量化和编码都是有A/D转换完成的。
29、计算机采集通常先用各种传感器把这些模拟量转换成相应的电流或电压信号,再通过A/D转换器变换成数字量后送入计算机。
第二章同步发电机的自动并列一、基本概念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、准同期并列: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。
3、自同期并列: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,在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步,完成并列操作。
4、并列同期点:是发电机发电并网的条件。
同期并列点是表示相序相同、电源频率同步、电压相同。
5、滑差、滑差频率、滑差周期:滑差:并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差;滑差频率:并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差,用fs表示;滑差周期:并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°所用的时间。
6、恒定越前相角准同期并列:在Ug和Ux两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号的叫恒定越前相角并列装置。
7、恒定越前时间准同期并列:在Ug和Ux两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号的叫恒定越前时间并列装置。
8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压:包含同步条件信息的电压;正弦整步电压:与时间具有正弦函数关系的整步电压;线性整步电压:与时间具有线性函数关系的整步电压。
二、思考题1、同步发电机并列操作应满足什么要求?为什么?答:同步发电机并列操作应满足的要求:(1)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。
(2)发电机并网后,应能迅速进入同步运行状态,其暂态过程要短,以减少对电力系统的扰动。
因为:(1)并列瞬间,如果发电机的冲击电流大,甚至超过允许值,所产生的电动力可能损坏发电机,并且,冲击电流通过其他电气设备,还合使其他电气设备受损;(2)并列后,当发电机在非同步的暂态过程时,发电机处于振荡状态,遭受振荡冲击,如果发电机长时间不能进入同步运行,可能导致失步,并列不成功。
2、同步发电机并列操可以采用什么方法?答:可分为准同期并列和自同期并列。
3、什么是同步发电机自动准同期并列?有什么特点?适用什么场合?为什么?答:调节发电机的电压Ug,使Ug与母线电压Ux相等,满足条件后进行合闸的过程。
特点:并列时冲击电流小,不会引起系统电压降低;但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。
适用场合:由于准同步并列冲击电流小,不会引起系统电压降低,所以适用于正常情况下发电机的并列,是发电机的主要并列方式,但因为并列时间较长且操作复杂,故不适用紧急情况的发电机并列。
4、为什么准同期并列产生的冲击电流小?答:当电网参数一定时,冲击电流决定于相量差Us,由于准同期并列操作是并列断路器QF在满足频率相等幅值相等相角差为零的理想条件下合闸的,虽然不能达到理想的条件,但是实际合闸时相量差Us的值很小,因此计算出的冲击电流很小。
5、什么是同步发电机自同期并列?有什么特点?适用什么场合?为什么?答:是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近电网频率,滑差角频率不超过允许值,且在机组的加速度小于某一给定值的条件下,首先合上断路器QF,接着合上励磁开关开关SE,给转子加励磁电流,在发电机电动势逐渐增长的过程中,又电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。
特点:并列过程中不存在调整发电机电压、频率问题,并列时间短且操作简单,在系统频率和电压降低的情况下,仍有可能实现发电机的并列;容易实现自动化;但并列发电机未经励磁,并列时会从系统吸收无功,造成系统电压下降,同时产生很大的冲击电流。
适用场合:由于自同步并列的并列时间短且操作简单,在系统频率和电压降低的情况下,仍有可能实现发电机的并列,并容易实现自动化,所以适用于在电力系统故障情况下,有些发电机的紧急并列。
6、为什么自同期并列产生很大的冲击电流?答:自同步并列,在发电机断路器合闸前,发电机未加励磁,因此合闸瞬间相当于系统电压经发电机次暂态电抗短路,必然产生很大的冲击电流,此冲击电流随着发电机加上励磁,在发电机电压建立以后消失。
7、滑差、滑差频率、滑差周期有什么关系?答:滑差角频率与滑差频率的关系:滑差频率与滑差周期的关系:8、同步发电机自动准同期并列的理想条件是什么?实际条件是什么?答:理想条件:频率相等,电压幅值相等,相角差为零。
实际条件:①电压差不应超过额定电压的5%~10%;②频率差不应超过额定频率的0.2%~0.5%;③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°。
9、同步发电机自动准同期并列时,不满足并列条件会产生什么后果?为什么?答:发电机准同步并列,如果不满足并列条件,将产生冲击电流,并引起发电机振荡,严重时,冲击电流产生的电动力会损坏发电机,振荡使发电机失步,甚至并列失败。
原因:通过相量图分析可知,并列瞬间存在电压差,将产生无功冲击电流,引起发电机定子绕组发热,或定子绕组端部在电动力作用下受损;并列瞬间存在相位差,将产生有功冲击电流,在发电机轴上产生冲击力矩,严重时损坏发电机;并列瞬间存在频率差。
将产生振荡的冲击电流,使发电机产生振动,严重时导致发电机失步,造成并列不成功。
10、说明同步发电机采用自动准同期方式并列时,产生冲击电流的原因,为什么要检查并列合闸时的滑差?答:答:产生冲击电流的原因:并列瞬间存在电压差、频率差、相位差,检查滑差的原因:如果发电机在滑差不为0 的情况下并入系统,立即周期性地带上正的、负的有功功率,对转子产生制动、加速的力矩,使发电机产生振动,遭受振荡冲击。
如果滑差较大,则振荡周期较短,振荡强烈,严重时导致发电机失步,造成并列不成功。
同时,如果断路器合闸存在动作时间误差,较大的滑差还会造成较大的合闸相角误差,相应产生冲击电流。
11、为什么频率差过大时发电机可能并列不成功?答:发电机并列合闸时存在频率差,将产生振荡的冲击电流,振荡周期就是滑差周期,即频率差的大小,决定着冲击电流的振荡周期。
如果频率差较小,滑差周期长,则经过一定的振荡过程,发电机进入同步运行,并列成功;如果频差过大,滑差周期短,可能导致发电机失步,造成并列失败。
12、合闸脉冲为什么需要导前时间?答:发电机准同步并列要求,并列合闸瞬间发电机电压和系统电压之间的相位差δ应等于零,考虑到并列断路器都有一个合闸时间,所以自动准同步装置发出合闸脉冲命令,应该相对于δ=0°有一个提前量,即合闸脉冲需要导前时间。
13、断路器合闸脉冲的导前时间应怎么考虑?为什么是恒定导前时间?答:断路器合闸脉冲的导前时间是为了使断路器主触头闭合瞬间,发电机电压和系统电压之间的相位差δ=0°。
所以合闸脉冲的导前时间应等于从发出合闸脉冲命令起到合闸断路器主触头闭合止,中间所有元件动作时间之和,其中主要为断路器的合闸时间。
由于断路器的合闸时间是本身固有的、固定不变的,所以导前时间也不应随频差、压差变化,应也是一个固定值,即恒定导前时间。
14、利用正弦整步电压如何检测发电机是否满足准同期并列条件?答:正弦整步电压含有电压差、频率差、相位差的信息。