第三章__《同步发电机励磁自动控制系统》练习参考答案

电力系统自动装置原理思考题和答案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。

选择题1. 同步发电机并列时脉动电压周期为20S，则滑差角频率允许值3 sy为（A）A、0.1%B 0.2%C 0.26%D 0.52%2. 同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（D）。

A、三角波B正弦波C、方波D正弦脉动波3. 下图四个脉动电压波形，最适合并列条件的是（A）。

U sU s4. 同步发电机励磁系统由（A）组成I I I I ■ I Illi IIA A、七励磁调节器、励磁功率单元CB、同步发电机、励磁调节器C、同步发电机、励磁功率单元D同步发电机、励磁调节器、励磁系统5. 同步发电机并列方式包括两种，即（B）。

A、半自动准同期并列和手动准同期并列B、准同期并列和自同期并列C、全自动准同期并列和手动准同期并列D全自动准同期并列和半自动准同期并列6. 在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTURTU接到询问后回答的方式属于（D）A、主动式通信规约B、被动式通信规约C、循环式通信规约D问答式通信规约7. 下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（A）A 、交流励磁系统B 、直流励磁系统C 、静止励磁系统D 自并励系统8. 某同步发电机的额定有功出力为100MW ，系统频率下降0.5Hz 时，其有功功率增 量为20MW ，那么该机组调差系数的标么值 R*为（C ）。

A 、 20B 、 -20C 、 0.05D 、 -0.059. 下列关于AGC 和EDC 勺频率调整功能描述正确的是（D ）10. 在互联电力系统中进行频率和有功功率控制时一般均采用（ D ） A 、有差调频法B 、主导发电机法C 、积差调频法D 分区调频法11. 电力系统的稳定性问题分为两类，即（ B ）A 、 静态稳定与动态稳定B 、 静态稳定与暂态稳定C 、 暂态稳定与动态稳定D 电磁稳定与暂态稳定12. 电力系统状态估计的正确表述是（ A ）。

A 、 对SCADA 数据库的精加工B 、 运行状态估计C 、事故预测D 负荷预测13. 发电机并列操作最终的执行机构是（ A ）。

励磁系统一、填空题1、发电机额定励磁电压 320 V，额定励磁电流 2930 A。

2、励磁系统应保证当发电机励磁电流和电压为发电机额定负载下的励磁电流和电压的1.1倍时，能长期连续运行。

3、在变压器高压侧发生三相短路时，励磁系统能正确地实行强励。

4、发电机正常停机采用逆变灭磁，事故停机采用磁场断路器及非线性电阻灭磁。

5、励磁变压器的型式是：户内、全自冷、无励磁调压、环氧树脂浇注的三个单相干式变压器，并采用三相整体式铝合金外壳，励磁变每个单相容量应不小于1200kVA。

6、励磁变压器应能在110%额定电压下长期连续运行，并能在130%额定电压下运行60s。

7、可控硅整流装置采用三相全控桥式结线，可控硅整流桥中并联支路数按（n－1）原则考虑冗余，即一桥故障时能满足包括强励在内的所有功能。

8、整流装置的每个功率元件都应有快速熔断器保护，以便及时切除短路故障电流，并可检测熔断器熔断和给出熔断信号。

9、可控硅应采用强迫风冷方式，风机电源一路取自厂用电，另一路经辅助电力变压器取自励磁变低压侧，应能实现可靠自动切换。

10、当工作调节器发生故障则备用调节器自动投入运行，实现无扰动切换。

当励磁调节器的电压调节（AVR）同时故障时，应自动切换至励磁电流调节（FCR）方式运行。

可控硅整流桥的触发脉冲应采用全数字方式形成，当脉冲出现丢失或异常时，能迅速进行报警，同时切除故障脉冲。

11、励磁调节器应具有硬件、软件和电源的自诊断功能，并能自动对这些故障进行判断和处理。

12、电站起励采用两种方式：残压起励及直流起励。

直流起励电源取自电站DC220V蓄电池。

二、选择题1、变压器应能承受发电机最大容量时励磁电流的2倍历时（）S.A、12B、15C、20D、 252、所有冷却风机退出后，可控硅整流装置应能带额定负荷可靠运行（）min，这时应限制强励。

A、30B、60C、90D、 1203、手动励磁调节单元（FCR）、自动电压调节器（AVR）应能在发电机空载电压（）额定值范围内进行稳定、平滑的调节。

第一章发电机的自动并列习题1、同步发电机并网（列）方式有几种？在操作程序上有何区别？并网效果上有何特点？分类: 准同期, 自同期程序：准：在待并发电机加励磁，调节其参数使之参数符合并网条件，并入电网。

自：不在待并电机加励磁，当转速接近同步转速，并列断路器合闸，之后加励磁，由系统拉入同步。

特点：准; 冲击电流小，合闸后机组能迅速同步运行，对系统影响最小自：速度快，控制操作简单，但冲击电流大，从系统吸收无功，导致系统电压短时下降。

2、同步发电机准同期并列的理想条件是什么？实际条件的允许差各是多少？理想条件：实际条件（待并发电机与系统）幅值相等：UG=UX 电压差Us 不能超过额定电压的5%-10%频率相等：ωG=ωX 频率差不超过额定的0.2%-0.5%相角相等：δe=0（δG=δX）相位差接近，误差不大于5°3、幅值和频率分别不满足准同期理想并列条件时对系统和发电机分别有何影响？幅值差：合闸时产生冲击电流，为无功性质，对发电机定子绕组产生作用力。

频率差：因为频率不等产生电压差，这个电压差是变化的，变化值在0-2Um之间。

这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压。

它产生的拍振电流也时大时小变化，有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时小变化，使发电机振动。

频率差大时，无法拉入同步。

4、何为正弦脉动电压？如何获得？包含合闸需要的哪些信息？如何从波形上获得？5、何为线形整步电压？如何得到线形整步电压？线性整步电压的特点是什么？6、线性整步电压形成电路由几部分组成？各部分的作用是什么？根据电网。

压和发电机端电压波形绘制出各部分对应的波形图13 页，图1-12书上第组成：由整形电路，相敏电路，滤波电路组成作用：整形电路：是将Ug和Ux 的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列方波，其幅值与Ug和Ux无关。

相敏电路：是在两个输出信号电平相同时输出高电平，两者不同时输出低电平。

滤波电路：有低通滤波器和射极跟随器组成，为获得线性整步电压Us 和&e的线性相关，采用滤波器使波形平滑7、简述合闸条件的计算过程。

励磁系统考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 励磁系统的主要作用是什么？A. 提供直流电源B. 调节发电机的电压和无功功率C. 保护发电机D. 控制发电机的转速答案：B2. 励磁系统的调节器应具备哪些基本功能？A. 调压和调频B. 调压和调无功C. 调频和调无功D. 调频和调速答案：B3. 励磁系统通常由哪几部分组成？A. 励磁机、励磁变压器、励磁调节器B. 励磁机、励磁变压器、励磁整流器C. 励磁机、励磁整流器、励磁调节器D. 励磁变压器、励磁整流器、励磁调节器答案：C4. 以下哪个不是励磁系统的主要类型？A. 直流励磁系统B. 交流励磁系统C. 静态励磁系统D. 机械励磁系统答案：D5. 励磁系统调节器的主要作用是什么？A. 调节励磁电流B. 调节发电机转速C. 调节发电机电压D. 调节发电机无功功率答案：C6. 励磁系统中的整流器通常采用哪种类型？A. 半波整流B. 全波整流C. 桥式整流D. 倍压整流答案：C7. 励磁系统对发电机的电压调节精度要求是多少？A. ±0.5%B. ±1%C. ±2%D. ±3%答案：B8. 励磁系统对发电机的无功功率调节精度要求是多少？A. ±1%B. ±2%C. ±3%D. ±5%答案：D9. 励磁系统对发电机的电压和无功功率调节的响应时间要求是多少？A. 1秒以内B. 2秒以内C. 3秒以内D. 4秒以内答案：A10. 励磁系统对发电机的电压和无功功率调节的稳定性要求是什么？A. 静态稳定性B. 动态稳定性C. 暂态稳定性D. 长期稳定性答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 励磁系统的主要功能包括哪些？A. 提供直流电源B. 调节发电机的电压和无功功率C. 保护发电机D. 控制发电机的转速答案：BC12. 励磁系统通常由哪些主要部件组成？A. 励磁机B. 励磁变压器C. 励磁整流器D. 励磁调节器答案：ABCD13. 励磁系统的主要类型包括哪些？A. 直流励磁系统B. 交流励磁系统C. 静态励磁系统D. 机械励磁系统答案：ABC14. 励磁系统调节器的主要作用包括哪些？A. 调节励磁电流B. 调节发电机转速C. 调节发电机电压D. 调节发电机无功功率答案：ACD15. 励磁系统中的整流器通常采用哪些类型？A. 半波整流B. 全波整流C. 桥式整流D. 倍压整流答案：BC三、判断题（每题2分，共20分）16. 励磁系统的主要作用是提供直流电源。

同步发电机⾃动调节励磁习题1第5章同步发电机⾃动调节励磁⼀、是⾮题（）1、对⽆功功率缺额，⽤迅速增加⽆功功率的⽅法来解决，⽽对于有功功率缺额，同样可⽤增加有功功率的⽅法解决。

（）2、并列运⾏机组改变励磁电流主要是改变发电机⽆功功率的输出，⽽单机运⾏时改变励磁电流引起发电机端电压的变化。

（）3、可控硅励磁装置是通过电压整定电位器来调整发电机给定电压的。

（）4、强励能提⾼电⼒系统暂态稳定性，强减能迅速将电压降到空载电压，⼆者对发电机并联运⾏都起良性作⽤。

（）5、对于机端并联运⾏的发电机，⽆差特性的发电机不得多于⼀台，负调差特性的发电机可参与并联运⾏。

（）6、继电强励装置采⽤两只低压元件的作⽤同BZT装置⼀样，都是为防⽌电压互感器熔断器熔断时造成装置误动。

（）7、复励和相复励装置在发电机空载时，输出附加励磁电流都为零。

（）8、可控硅励磁装置当控制电压增⼤时，移相触发脉冲前移。

（）9、强⾏励磁允许时间取决于转⼦绕组允许的过负荷能⼒。

（）10、所谓灭磁就是将发电机转⼦励磁绕组的磁场尽快地减为零。

（）11、复励和相复励对定⼦电流和功率因数的变化都能起补偿发电机电压的影响。

（）12、在可控硅励磁装置出现故障(测量⽐较或放⼤单元)检修时，为使发电机能继续发电，应装⼿动调节单元。

（）13、为防⽌流过可控整流电路的电流太⼤⽽损坏整流元件应设置最⼤励磁电流限制单元。

（）14、可控硅励磁装置最⼤励磁电流限制单元是为防⽌电⽹电压升⾼时强减失磁造成进相运⾏，严重影响机组的稳定运⾏。

（）15、发电机励磁绕组对灭磁电阻放电灭磁过程中，增⼤灭磁电阻可缩短灭磁时间，故灭磁电阻可选择⼤些。

（）16、机组间的功率分配与各机组的调差系数成反⽐，调差系数⼩，机组承担的功率增⼤。

（）17、发电机采⽤可控硅励磁装置时要建⽴机端电压往往需起励电源。

（）18、可控硅励磁装置移相触发单元就是将控制信号电压转换为在⼀定区间内发出的移相触发脉冲，使控制⾓随控制电压的⼤⼩⽽改变。

第三章__《同步发电机励磁自动控制系统》练习参考答案一、名词解释1．励磁系统答：与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。

2．发电机外特性答：同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。

3．励磁方式答：供给同步发电机励磁电源的方式。

4．无刷励磁系统答：励磁系统的整流器为旋转工作状态，取消了转子滑环后，无滑动接触元件的励磁系统。

5．励磁调节方式答：调节同步发电机励磁电流的方式。

6．自并励励磁方式答：励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。

7．励磁调节器的静态工作特性答：励磁调节器输出的励磁电流（电压）与发电机端电压之间的关系特性。

8.发电机调节特性答：发电机在不同电压值时，发电机励磁电流IE与无功负荷I.Q的关系特性。

9．调差系数答：表示无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压的相对变化。

10．正调差特性答：发电机外特性下倾，当无功电流增大时，发电机的端电压随之降低的外特性。

11．负调差特性答：发电机外特性上翘，当无功电流增大时，发电机的端电压随之升高的外特性。

12．无差特性答：发电机外特性呈水平．当无功电流增大时，发电机的端电压不随之变化的外特性。

13．强励答：电力系统短路故障母线电压降低时，为提高电力系统的稳定性，迅速将发电机励磁增加到最大值。

二、单项选择题1．对单独运行的同步发电机，励磁调节的作用是( A )A．保持机端电压恒定；B．调节发电机发出的无功功率；C．保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率；D．调节发电机发出的有功电流。

2．对与系统并联运行的同步发电机，励磁调节的作用是( B )A．保持机端电压恒定；B．调节发电机发出的无功功率；C．调节机端电压和发电机发出的无功功率；D．调节发电机发出的有功电流。

3．当同步发电机与无穷大系统并列运行时，若保持发电机输出的有功PG = EGUG sin™为常数，则调节励磁电流时，有( B )等于常数。

X dA．U G sin™；B．E Gsin™；C．1 X d ⊕sin™；D．sin™。

一.单选题（共20题,80.0分）1同步发电机并列时脉动电压周期为20s，则滑差角频率允许值ωsy为（）。

•A、0.1%•B、0.2%•C、0.26%•D、0.52%正确答案：A 我的答案：A得分：4.0分2同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（）。

•A、三角波•B、正弦波•C、方波•D、正弦脉动波正确答案：D 我的答案：D得分：4.0分3同步发电机励磁系统由（）组成。

•A、励磁调节器、励磁功率单元•B、同步发电机、励磁调节器•C、同步发电机、励磁功率单元•D、同步发电机、励磁调节器、励磁系统正确答案：A 我的答案：A得分：4.0分4同步发电机并列方式包括两种，即（）。

•A、半自动准同期并列和手动准同期并列•B、准同期并列和自同期并列•C、全自动准同期并列和手动准同期并列•D、全自动准同期并列和半自动准同期并列正确答案：B 我的答案：B得分：4.0分5在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU，RTU接到询问后回答的方式属于（）。

•A、主动式通信规约•B、被动式通信规约•C、循环式通信规约•D、问答式通信规约正确答案：D 我的答案：D得分：4.0分6下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（）。

•A、交流励磁系统•B、直流励磁系统•C、静止励磁系统•D、自并励系统正确答案：A 我的答案：A得分：4.0分7下列关于AGC和EDC的频率调整功能描述正确的是（）。

•A、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率二次调整。

•B、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率三次调整。

•C、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率一次调整。

•D、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率三次调整。

正确答案：D 我的答案：D得分：4.0分8电力系统状态估计的正确表述是（）。

•A、对SCADA数据库的精加工•B、运行状态估计•C、事故预测•D、负荷预测正确答案：A 我的答案：A得分：4.0分9同步发电机励磁控制系统由（）组成。

同步电机习题与答案6.1 同步电机的气隙磁场，在空载时是如何激励的？在负载时是如何激励的？[答案见后]6.2 为什么大容量同步电机采用磁极旋转式而不采用电枢旋转式？[答案见后]6.3 在凸极同步电机中，为什么要采用双反应理论来分析电枢反应？[答案见后]6.4 凸极同步电机中，为什么直轴电枢反应电抗Xad大于交轴电枢反应电抗Xaq？[答案见后]6.5 测定同步发电机的空载特性和短路特性时，如果转速降为原来0.95nN，对试验结果有什么影响？[答案见后]6.6 一般同步发电机三相稳定短路，当Ik =IN时的励磁电流Ifk和额定负载时的励磁电流IfN 都已达到空载特性的饱和段，为什么前者Xd取不饱和值而后者取饱和值？为什么Xq一般总是采用不饱和值？[答案见后]6.7 为什么同步发电机突然短路，电流比稳态短路电流大得多？为什么突然短路电流大小与合闸瞬间有关？[答案见后]6.8 在直流电机中，E>U还是U>E是判断电机作为发电机还是作为电动机运行的依据之一，在同步电机中，这个结论还正确吗？为什么？[答案见后]6.9 当同步发电机与大容量电网并联运行以及单独运行时，其cosφ是分别由什么决定的？为什么？[答案见后]6.10 试利用功角特性和电动势平衡方程式求出隐极同步发电机的V形曲线。

[答案见后]6.11 两台容量相近的同步发电机并联运行，有功功率和无功功率怎样分配和调节？[答案见后]6.12 同步电动机与感应电动机相比有何优缺点？[答案见后]6.13 凸极式同步发电机在三相对称额定负载下运行时，设其负载阻抗为R+jX，试根据不考虑饱和的电动势相量图证明下列关系式[答案见后]6.14 试述直流同步电抗Xd 、直轴瞬变电抗X´d、直轴超瞬变电抗X"d的物理意义和表达式，阻尼绕组对这些参数的影响？[答案见后]6.15 有一台三相汽轮发电机，PN ＝25000kW，UN＝10.5kV，Y接法，cosφN＝0.8（滞后），作单机运行。

一、名词解释1．励磁系统答：与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。

2．发电机外特性答：同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。

3．励磁方式答：供给同步发电机励磁电源的方式。

4．无刷励磁系统答：励磁系统的整流器为旋转工作状态，取消了转子滑环后，无滑动接触元件的励磁系统。

5．励磁调节方式答：调节同步发电机励磁电流的方式。

6．自并励励磁方式答：励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。

7．励磁调节器的静态工作特性答：励磁调节器输出的励磁电流（电压）与发电机端电压之间的关系特性。

8.发电机调节特性答：发电机在不同电压值时，发电机励磁电流IE与无功负荷I.Q的关系特性。

9．调差系数答：表示无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压的相对变化。

10．正调差特性答：发电机外特性下倾，当无功电流增大时，发电机的端电压随之降低的外特性。

11．负调差特性答：发电机外特性上翘，当无功电流增大时，发电机的端电压随之升高的外特性。

12．无差特性答：发电机外特性呈水平．当无功电流增大时，发电机的端电压不随之变化的外特性。

13．强励答：电力系统短路故障母线电压降低时，为提高电力系统的稳定性，迅速将发电机励磁增加到最大值。

二、单项选择题1．对单独运行的同步发电机，励磁调节的作用是( A )A．保持机端电压恒定；B．调节发电机发出的无功功率；C．保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率；D．调节发电机发出的有功电流。

2．对与系统并联运行的同步发电机，励磁调节的作用是( B )A．保持机端电压恒定；B．调节发电机发出的无功功率；C．调节机端电压和发电机发出的无功功率；D．调节发电机发出的有功电流。

3．当同步发电机与无穷大系统并列运行时，若保持发电机输出的有功PG = EGUG sin™为常数，则调节励磁电流时，有( B )等于常数。

X dA．U G sin™；B．E Gsin™；C．1 X d ⊕sin™；D．sin™。

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)装置与(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:一就是并列时(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;二就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)并列与(自同期)并列两种。

5、发电机并列的理想条件就是(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)整步电压与(正弦)整步电压,线性整步电压又可分为(半波)线性整步电压与(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)与恒定越前(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)控制单元与(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)与(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就是提高励磁系统的(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就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)。

自动装置习题及答案（12电力）励磁系统1.何谓励磁系统？答：供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。

它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。

2.同步发电机自动调节励磁系统的主要任务是什么？答：（1）系统正常运行条件下，维持发电机端或系统某点电压在给定水平；（2）实现并联运行发电机组无功功率的合理分配；（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）对水轮发电机组在必要时强行减磁。

3.对同步发电机的自动调节励磁系统的基本要求是什么？答：励磁系统应具有足够的调节容量、励磁顶值电压、电压上升速度、强励持续时间、电压调节精度与电压调节范围，应在工作范围内无失灵区，应有快速动作的灭磁性能。

4.同步发电机励磁系统类型有哪些？其励磁方式有哪两种？答：同步发电机励磁系统类型有：直流励磁机系统、交流励磁机系统和发电机自并励系统。

励磁方式分为自励方式和他励方式两种。

5.简述自动励磁调节器的工作原理。

答：自动励磁调节器的工作原理如下：根据发电机电压G U 变化，把测得的发电机端电压经调差、测量比较环节与基准电压进行比较，得到正比于发电机电压变化量的de U ，经综合放大环节得到SM U ，SM U 作用于移相触发环节，控制晶闸管控制极上触发脉冲α的变化，从而调节可控输出的励磁电流，使发电机端电压保持正常值。

当G U 上升时，α增大，励磁电流减少，使G U 下降到正常值。

反之，G U 下降，α减小，励磁增大使G U 上升到正常值。

6.什么叫强励？什么叫继电强行励磁？答：强励是指发电机电压出现大幅度下降时，把发电机转子的励磁电流迅速增大到最大允许值。

把发电机励磁回路中的磁场调节电阻R C 两端用继电器接点短接，使发电机励磁电流增大，对发电机实行强励的方法称为继电强行励磁。

自动调频1.电力系统自动调频的任务是什么？对调频系统有哪些要求？答：电力系统自动调频的任务主要是对系统的频率进行监视，及时调整发电机的出力，使系统的有功功率达到新的平衡，保证系统频率在规定范围内。

电力系统自动装置试题和答案（2）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12.调差系数δ〉0时为调差系数，调节特性为。

（ A ）A 正，下倾B负，下倾C 正，上翘D 负，上翘13.发电机并列操作中，当相角差较小时，冲击电流主要为。

14-1水轮发电机和汽轮发电机结构上有什么不同，各有什么特点？14-2 为什么同步电机的气隙比同容量的异步电机要大一些？14-3 同步电机和异步电机在结构上有哪些异同之处？14-4 同步发电机的转速为什么必须是常数？接在频率是50Hz电网上，转速为150r/min的水轮发电机的极数为多少？14-5 一台三相同步发电机S N=10kV A，cosφN=0.8（滞后），U N=400V，试求其额定电流I N和额定运行时的发出的有功功率P N和无功功率Q N。

14-6 同步电机在对称负载下稳定运行时，电枢电流产生的磁场是否与励磁绕组匝链？它会在励磁绕组中感应电势吗？14-7 同步发电机的气隙磁场在空载状态是如何激励的，在负载状态是如何激励的？14-8 隐极同步电机的电枢反应电抗与与异步电机的什么电抗具有相同的物理意义？14-9 同步发电机的电枢反应的性质取决于什么，交轴和直轴电枢反应对同步发电机的磁场有何影响？答案：14-3 2p=4014-4 I N=14.43A，P N=8kW，Q N=6 kvar15-1 同步电抗的物理意义是什么？为什么说同步电抗是与三相有关的电抗，而它的值又是每相的值？15-2 分析下面几种情况对同步电抗有何影响：（1）铁心饱和程度增加；（2）气隙增大；（3）电枢绕组匝数增加；（4）励磁绕组匝数增加。

15-9 (1) *0E =2.236， (2) *I =0.78（补充条件： Ｘ*S 非=1.8） 15-10 (1) *0E =1.771, 0E =10.74kV ，4.18=θ 15-11 0 2.2846E *=, 013.85kv E =，32.63θ=15-12 012534.88v E =，57.42ψ=，387.61A d I =，247.7A q I =16-1 为什么同步发电机的稳态短路电流不大，短路特性为何是一直线？如果将电机的转速降到0.5n 1则短路特性，测量结果有何变化？16-2 什么叫短路比，它与什么因素有关？16-3 已知同步发电机的空载和短路特性，试画图说明求取Ｘd 非和Kc 的方法。

第一章自动装置及其数据的采集处理一、选择题1、我国电网的额定频率为（B ）。

A. 45Hz B. 50Hz C.55HzD.60Hz 2、在正弦交流电压信号中含有的信息包括（A ）。

A.电压幅值、频率和相角 B.频率和相角C.相角和电压幅值D. 电压幅值和频率3、电力系统自动化有以下四大任务，其首要任务是（B ）。

A.保证电能质量 B. 提高系统运行安全性 C. 提高事故处理能力D. 提高系统运行经济性4、衡量电能质量的重要指标是（C ）。

A.有功功率、无功功率B. 功率因数C. 电压、频率和波形D. 有功电度和无功电度二、填空题1、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。

2 、电力系统由发电厂、变电所、输电网、配电和用电等设备组成，在运行中是一个有机的整体。

3 、电力系统自动化就是应用计算机技术和远动通信技术对电力系统进行自动监视、控制和调度。

4 、调度控制中心对所辖的电力系统进行监视和控制，其主要任务是合理地调度所属各发电厂的出力，制定运行方式，及时处理电力系统运行中所发生的问题，确保电力系统的安全经济运行。

5 、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、核电厂等不同类型的电厂。

6、电力系统自动控制大致分为：电力系统自动监视和控制、电厂动力机械自动控制、电力系统自动装置和电力安全装置。

7 、电力系统自动监视和控制的主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。

8 、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 9 、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，其输出量为有功功率和无功功率，它们还分别于电网的频率和发电机端电压的电能质量有关。

10 、电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。

11、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。

12 、在电力系统中，电压和频率是电能质量的两个主要指标。

同步发电机励磁自动控制系统练习答案12020年4月19日22020年4月19日一、名词解释1．励磁系统答：与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。

2．发电机外特性 答：同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。

3．励磁方式答：供给同步发电机励磁电源的方式。

4．无刷励磁系统答：励磁系统的整流器为旋转工作状态，取消了转子滑环后，无滑动接触元件的励磁系统。

5．励磁调节方式 答：调节同步发电机励磁电流的方式。

6．自并励励磁方式 答：励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。

7．励磁调节器的静态工作特性 答：励磁调节器输出的励磁电流（电压）与发电机端电压之间的关系特性。

8.发电机调节特性 答：发电机在不同电压值时，发电机励磁电流IE 与无功负荷I.Q 的关系特性。

9．调差系数答：表示无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压的相对变化。

10．正调差特性 答：发电机外特性下倾，当无功电流增大时，发电机的端电压随之降低的外特性。

11．负调差特性 答：发电机外特性上翘，当无功电流增大时，发电机的端电压随之升高的外特性。

12．无差特性答：发电机外特性呈水平．当无功电流增大时，发电机的端电压不随之变化的外特性。

32020年4月19日13．强励答：电力系统短路故障母线电压降低时，为提高电力系统的稳定性，迅速将发电机励磁增加到最大值。

二、单项选择题1．对单独运行的同步发电机，励磁调节的作用是( A )A ．保持机端电压恒定；B ．调节发电机发出的无功功率；C ．保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率；D ．调节发电机发出的有功电流。

2．对与系统并联运行的同步发电机，励磁调节的作用是( B ) A ．保持机端电压恒定；B ．调节发电机发出的无功功率；C ．调节机端电压和发电机发出的无功功率；D ．调节发电机发出的有功电流。

3．当同步发电机与无穷大系统并列运行时，若保持发电机输出的有功 PG = EGUG sinδ为常数，则调节励磁电流时，有( B )等于常数。

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？答：电力系统并列操作一般是指两个交流电源在满足一定条件下的互联操作，也叫同步操作、同期操作或并网。

并列的原则是：(1)并列瞬间，发电机的冲击电流不应超过规定的允许值；(2)并列后，发电机应能迅速进入同步运行。

2. 并列的方法有哪两种？各有何特点？答：并列的方法有准同步并列和自同步并列两种。

准同步并列的优点是并列时产生的冲击电流较小，不会使系统电压降低，并列后容易拉入同步。

自同步并列的优点是操作简单、并列速度快，在系统发生故障、频率波动较大时，发电机组仍能并列操作并迅速投入电网运行，可避免故障扩大，有利于处理系统事故。

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？答：并列条件应为： (1)发电机电压和系统电压的幅值相同； (3)发电机电压和系统电压的相位相同，即相角差为0； (2)发电机电压和系统电压的频率相同。

不满足条件(1)时，会产生无功分量的冲击电流。

冲击电流的电动力会对发电机绕组产生影响，当电动力较大时，有可能引起发电机绕组的端部变形；不满足条件(2)时，产生有功分量的冲击电流，合闸后发电机与电网间立刻交换有功功率，使机组转轴受到突然冲击，这对机组和电网运行都是不利的；不满足条件(3)时，断路器两侧出现脉动电压，如果发出合闸命令的时刻不恰当，就有可能在相角差较大时合闸，从而引起较大的冲击电流。

此外，如果在频率差较大时并列，频率较高的一方在合闸瞬间会将多余的动能传递给频率低的一方，即使合闸时的相角差不大，当传递能量过大时，待并发电机需经历一个暂态过程才能拉人同步运行，严重时甚至导致失步。

4. 准同期自动并列的实际条件是什么？答：(1)待并发电机电压幅值与系统电压幅值应接近相等，误差不应超过±(5％~l0％)的额定电压；(2)待并发电机频率与系统频率应接近相等，误差不应超过±(0.2％~0.5％)的额定频率；(3)并列断路器触头应在发电机电压与系统电压相位差接近零度时刚好接通。