《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》復(fù)習(xí)思考題參考答案(第4-7章)

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1、真誠(chéng)為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。 《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》復(fù)習(xí)思考題參考答案（第4—7章） 第四章 復(fù)習(xí)思考題 1． 何謂勵(lì)磁系統(tǒng)？ 答：供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的電源及其附屬設(shè)備統(tǒng)稱為勵(lì)磁系統(tǒng)。它一般由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)主要部分組成。 2． 同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)的主要任務(wù)是什么？ 答：（1）系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下，維持發(fā)電機(jī)端或系統(tǒng)某點(diǎn)電壓在給定水平；（2）實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組無功功率的合理分配；（3）提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性；（4）改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件；（5）對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組在必要時(shí)強(qiáng)行減磁。 3． 對(duì)同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本

2、要求是什么？ 答：勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的調(diào)節(jié)容量、勵(lì)磁頂值電壓、電壓上升速度、強(qiáng)勵(lì)持續(xù)時(shí)間、電壓調(diào)節(jié)精度與電壓調(diào)節(jié)范圍，應(yīng)在工作范圍內(nèi)無失靈區(qū)，應(yīng)有快速動(dòng)作的滅磁性能。 4． 何謂勵(lì)磁電壓響應(yīng)比？何謂強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)？ 答：通常將勵(lì)磁電壓在最初0.5s內(nèi)上升的平均速度定義為勵(lì)磁電壓響應(yīng)比，用以反映勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)建立速度的快慢。 強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)是在強(qiáng)勵(lì)期間勵(lì)磁功率單元可能提供的最高輸出電壓與發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電壓之比。 5． 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)類型有哪些？其勵(lì)磁方式有哪兩種？ 答：同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)類型有：直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)、交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)。勵(lì)磁方式分為自勵(lì)方式和他勵(lì)方式兩種。

3、6． 畫出三相全控橋式整流電路，哪些晶閘管為共陽(yáng)極組，哪些為共陰極組? 答：VTHl、VTH3、VTH5為共陰組，VTH2、VTH4、VTH6為共陽(yáng)組。 （第6題） 7． 三相全控橋式整流電路在什么條件下處于整流工作狀態(tài)和逆變工作狀態(tài)？整流和逆變工作狀態(tài)有何作用？整流和逆變工作狀態(tài)有何作用？ 答：三相全控橋式整流電路的控制角α在0＜α＜90時(shí)，三相全控橋工作在整流狀態(tài)；當(dāng)90＜α＜180時(shí)，三相全控橋工作在逆變狀態(tài)。 整流狀態(tài)主要用于對(duì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁；逆變狀態(tài)主要用于對(duì)發(fā)電機(jī)的滅磁。 8． 簡(jiǎn)述自動(dòng)

4、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作原理。 答：自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作原理如下：根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓變化，把測(cè)得的發(fā)電機(jī)端電壓經(jīng)調(diào)差、測(cè)量比較環(huán)節(jié)與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，得到正比于發(fā)電機(jī)電壓變化量的，經(jīng)綜合放大環(huán)節(jié)得到，作用于移相觸發(fā)環(huán)節(jié)，控制晶閘管控制極上觸發(fā)脈沖的變化，從而調(diào)節(jié)可控輸出的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)端電壓保持正常值。當(dāng)上升時(shí)，增大，勵(lì)磁電流減少，使下降到正常值。反之，下降，減小，勵(lì)磁增大使上升到正常值。 9． 可控硅自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置由哪些環(huán)節(jié)組成？各環(huán)節(jié)的作用是什么？ 答：可控硅自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置主要由調(diào)差環(huán)節(jié)、測(cè)量比較環(huán)節(jié)、綜合放大環(huán)節(jié)、移相觸發(fā)環(huán)節(jié)和可控整流環(huán)節(jié)組成。 調(diào)差環(huán)節(jié)的作用是在勵(lì)磁控制器的發(fā)

5、電機(jī)電壓測(cè)量回路中，附加一個(gè)與發(fā)電機(jī)電流成比例的電壓，使測(cè)量比較單元感受到的電壓隨發(fā)電機(jī)無功電流的大小而變化，從而獲得調(diào)差系數(shù)。通過改變的調(diào)差系數(shù)，以保證并列運(yùn)行機(jī)組間無功功率能合理地分配。 測(cè)量比較環(huán)節(jié)的作用是測(cè)量發(fā)電機(jī)電壓并將之轉(zhuǎn)變成直流電壓，再與給定的基準(zhǔn)電壓相比較，得出電壓偏差信號(hào)。 綜合放大環(huán)節(jié)的作用是將電壓偏差信號(hào)及其他輔助信號(hào)進(jìn)行線性綜合放大。 移相觸發(fā)環(huán)節(jié)的作用是將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)功率整流單元的晶閘管，達(dá)到調(diào)節(jié)勵(lì)磁的目的。 可控整流環(huán)節(jié)的作用是在觸發(fā)脈沖的控制下將機(jī)端三相交流轉(zhuǎn)變?yōu)閯?lì)磁所需直流。 10． 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輔助控制功能有哪些？輔助控制與正

6、常情況下的自動(dòng)控制有何區(qū)別？ 答：最小勵(lì)磁限制、瞬時(shí)電流限制、最大勵(lì)磁限制、V/Hz（伏/赫）限制器、發(fā)電機(jī)失磁監(jiān)控。 輔助控制不參與正常情況下的自動(dòng)控制，僅在發(fā)生非正常運(yùn)行工況、需要?jiǎng)?lì)磁調(diào)節(jié)器具有某些特有的限制功能時(shí)，通過信號(hào)綜合放大器中的競(jìng)比電路，閉鎖正常的電壓控制，使相應(yīng)的限制器起控XXX用。 11． 對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器靜態(tài)特性調(diào)整的基本要求是什么？ 答：(1)保證并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組間實(shí)現(xiàn)無功功率合理分配；(2)保證發(fā)電機(jī)在投入和退出運(yùn)行時(shí)，平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移無功負(fù)荷，而不發(fā)生無功功率沖擊。 12． 何謂調(diào)差系數(shù)？?jī)膳_(tái)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，為使無功負(fù)荷按機(jī)組容量分配，調(diào)差系數(shù)應(yīng)有什么要求？

7、 答：調(diào)差系數(shù)δ是指無功電流由零增加到額定值時(shí)發(fā)電機(jī)電壓的相對(duì)變化，δ用以表示發(fā)電機(jī)外特性曲線下傾的程度。調(diào)差系數(shù)δ的大小表征了勵(lì)磁控制系統(tǒng)維持發(fā)電機(jī)電壓的能力大小。 由于兩臺(tái)正調(diào)差特性機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，無功負(fù)荷分配與調(diào)差系數(shù)成反比。因此，兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，為使無功負(fù)荷按機(jī)組容量分配，容量大的機(jī)組，其調(diào)差系數(shù)取小些（即發(fā)電機(jī)外特性曲線平坦一些）；容量小的機(jī)組，其調(diào)差系數(shù)取大些（即發(fā)電機(jī)外特性曲線下傾大些）。 （或：要求各機(jī)組無功電流變化量的標(biāo)幺值相等，并聯(lián)運(yùn)行的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)有相同的調(diào)差系數(shù)。） 【分析】可用P122 圖4-54 兩臺(tái)正調(diào)差特性機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行來分析說明。 設(shè)發(fā)電機(jī)G1

8、的容量大于發(fā)電機(jī)G2的容量，要使無功負(fù)荷按機(jī)組容量分配，調(diào)差系數(shù)取值應(yīng)與機(jī)組容量值成反比，則G1的調(diào)差系數(shù)為δ1應(yīng)小于G2的調(diào)差系數(shù)為δ2，即δ1＜δ2。 正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓UG1=UG2=US, 發(fā)電機(jī)G1所帶的無功電流為Ir1, 發(fā)電機(jī)G2所帶的無功電流為Ir2。 當(dāng)系統(tǒng)無功負(fù)荷增加時(shí)，系統(tǒng)電壓的發(fā)生變化，電壓偏差為△U，發(fā)電機(jī)端電壓變化為UG1=UG2=US1，這時(shí)發(fā)電機(jī)G1所帶的無功電流為I’r1，其無功電流增量為△I1 = I’r1—Ir1；發(fā)電機(jī)G2所帶的無功電流為I’r2，其無功電流增量為△I2 =I’r2—Ir2。從圖中分析可知，發(fā)電機(jī)G1所帶的無功電流增量△I1大于

9、發(fā)電機(jī)G2所帶的無功電流增量△I2，即△I1＞△I2。由于G1容量大于G2容量，G1應(yīng)比G2多帶一些無功負(fù)荷，使無功負(fù)荷能按機(jī)組容量分配。 由此可見，兩臺(tái)正調(diào)差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)無功負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，其電壓偏差相同，調(diào)差系數(shù)較小的發(fā)電機(jī)組承擔(dān)較多的無功電流。所以，要使無功負(fù)荷按機(jī)組容量分配，調(diào)差系數(shù)取值應(yīng)與機(jī)組容量值成反比。 13． 調(diào)整調(diào)差特性平移的主要目的是什么？如何使調(diào)差特性平移？ 答：調(diào)整調(diào)差特性平移的主要目的是：使發(fā)電機(jī)平穩(wěn)投入或退出運(yùn)行，在運(yùn)行中平穩(wěn)轉(zhuǎn)移無功負(fù)荷，不引起對(duì)電網(wǎng)的沖擊。 調(diào)整測(cè)量比較環(huán)節(jié)中的電位器RP可以實(shí)現(xiàn)外特性的平移。調(diào)整電位器阻值增大時(shí)，外特

10、性的平行上移，即發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行，所帶負(fù)荷逐漸增加；電位器阻值減小時(shí)，外特性的平行下移，即發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行，所帶負(fù)荷逐漸減小。 【分析】可用課本P120 圖4-50外特性平移與機(jī)組無功關(guān)系的特性圖來分析。 14． 根據(jù)圖4-47的調(diào)差環(huán)節(jié)接線圖，寫出調(diào)差環(huán)節(jié)輸入和輸出電壓的關(guān)系表達(dá)式，并畫出與的矢量圖，分析調(diào)差環(huán)節(jié)對(duì)有功功率和無功功率的影響。 答：（參考課本P119-120）由調(diào)差環(huán)節(jié)原理接線圖可知，調(diào)差環(huán)節(jié)輸出電壓、、與調(diào)差環(huán)節(jié)輸入電壓、、間有如下關(guān)系： 與的矢量圖： 當(dāng)時(shí)，各相為純有功電流，由圖（a）可見，電壓、、雖較、、有變化，但幅值基本不變（即△abc的面積與△a

11、’b’c’的面積基本相等），故認(rèn)為調(diào)差環(huán)節(jié)不反應(yīng)有功電流變化。 當(dāng)時(shí)，各相為純無功電流，由圖可見，輸出的線電壓三角形仍為正三角形，（但△a’b’c’的面積大于△abc的面積，）其大小隨無功電流增長(zhǎng)而增大。輸出線電壓與輸入線電壓的關(guān)系為，反應(yīng)無功電流變化。 由上面分析可知，調(diào)差環(huán)節(jié)輸出的控制電壓只反映無功電流的變化，而不受有功電流變化的影響。 15． 什么叫強(qiáng)勵(lì)？什么叫繼電強(qiáng)行勵(lì)磁？ 答：強(qiáng)勵(lì)是指發(fā)電機(jī)電壓出現(xiàn)大幅度下降時(shí)，把發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流迅速增大到最大允許值。 把發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路中的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻RC兩端用繼電器接點(diǎn)短接，使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流增大，對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)行強(qiáng)勵(lì)的方法稱為繼電

12、強(qiáng)行勵(lì)磁。 16． 滅磁的含義是什么？對(duì)自動(dòng)滅磁裝置有何要求？滅磁的方法有哪幾種？ 答：滅磁是指把轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中的磁場(chǎng)儲(chǔ)能通過某種方式盡快地減弱到可能小的程度。 對(duì)自動(dòng)滅磁裝置的要求：（1）滅磁時(shí)間應(yīng)盡可能短；（2）當(dāng)滅磁開關(guān)斷開勵(lì)磁繞組時(shí)，勵(lì)磁繞組兩端產(chǎn)生的過電壓應(yīng)不超過允許值Um，通常Um =（4~5）UEN；（3）滅磁裝置動(dòng)作后，剩余電動(dòng)勢(shì)應(yīng)不大于150~200V；（4）滅磁裝置的電路和結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單可靠，并有足夠大的熱容量防止過熱。 滅磁方法：（1）線性放電電阻滅磁；（2）非線性電阻滅磁；（3）采用滅弧柵滅??；（4）利用全控橋逆變滅磁。 17． 勵(lì)磁系統(tǒng)為何要采用電力系統(tǒng)

13、穩(wěn)定器（PSS）? PSS的作用是什么？ 答：由于常規(guī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是按電壓偏差比例調(diào)節(jié)，而且勵(lì)磁控制系統(tǒng)存在慣性，因此在長(zhǎng)距離、重負(fù)荷的電力系統(tǒng)中，勵(lì)磁系統(tǒng)會(huì)減弱系統(tǒng)的阻尼能力，即降低發(fā)電機(jī)的阻尼轉(zhuǎn)矩（負(fù)阻尼效應(yīng)），使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能變壞，從而引起電力系統(tǒng)低頻振蕩。為了保證勵(lì)磁控制系統(tǒng)維持電壓穩(wěn)定的基本功能，又能消除負(fù)阻尼效應(yīng)，提高電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，勵(lì)磁系統(tǒng)常采用PSS來達(dá)到這一目的。 PSS的作用是產(chǎn)生正阻尼轉(zhuǎn)矩，抵消勵(lì)磁控制系統(tǒng)引起的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩，提高電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。 18． 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器有何特點(diǎn)？其匹配方案有哪幾種？ 答：（1）可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制策略；（2）調(diào)節(jié)

14、準(zhǔn)確、精度高，在線改變參數(shù)方便；（3）可實(shí)現(xiàn)完備的限制及保護(hù)功能、通用而靈活的系統(tǒng)功能、簡(jiǎn)單的操作以及智能化的維修和試驗(yàn)手段；（4）可靠性高，無故障工作時(shí)間長(zhǎng)；（5）通信方便；（6）便于產(chǎn)品更新?lián)Q代。 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器一般有以下幾種匹配方案：（1）單微機(jī)帶模擬通道勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；（2）雙微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；（3）三微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；（4）外部總線式微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。 第五章 復(fù)習(xí)思考題 1． 電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻的任務(wù)是什么？對(duì)調(diào)頻系統(tǒng)有哪些要求？ 答：電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻的任務(wù)主要是對(duì)系統(tǒng)的頻率進(jìn)行監(jiān)視，及時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)的出力，使系統(tǒng)的有功功率達(dá)到新的平衡，保證系統(tǒng)頻率在規(guī)定范圍內(nèi)。此外，在滿足頻率質(zhì)量

15、的前提下，還要考慮如何使發(fā)電成本最小，即按經(jīng)濟(jì)原則在電廠和機(jī)組間分配有功負(fù)荷，以達(dá)到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 調(diào)頻系統(tǒng)應(yīng)有足夠的調(diào)整容量、調(diào)整精度和調(diào)整速度。 2． 電力系統(tǒng)為什么分一次調(diào)頻和二次調(diào)頻？有什么區(qū)別？ 答：電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的頻率調(diào)整可以通過頻率的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻實(shí)現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生保護(hù)時(shí)，系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)均按自身的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性，不分先后同時(shí)通過各自的調(diào)速器系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，即一次調(diào)頻。當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)較大時(shí)，一次調(diào)頻結(jié)束時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率可能偏離額定較大。如要使頻率回到額定值附近，必須移動(dòng)靜態(tài)調(diào)節(jié)特性，即改變調(diào)速系統(tǒng)的給定值，即通過二次調(diào)頻來實(shí)現(xiàn)。 一次調(diào)頻是通過調(diào)速器調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實(shí)

16、現(xiàn)，其調(diào)節(jié)結(jié)果是發(fā)電機(jī)組的功率——頻率特性曲線不變，調(diào)整結(jié)束時(shí)系統(tǒng)的額定頻率值偏差較大，屬于有差調(diào)節(jié)；二次調(diào)頻通過調(diào)頻器調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，其調(diào)節(jié)結(jié)果是發(fā)電機(jī)組的功率——頻率特性曲線平移，調(diào)整結(jié)束時(shí)系統(tǒng)的額定頻率值偏差很小或趨于零，可實(shí)現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。 3． 電力系統(tǒng)調(diào)頻廠的主要任務(wù)是什么？對(duì)調(diào)頻廠的選擇有什么要求？ 答：調(diào)頻電廠的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)頻率的二次調(diào)整。調(diào)頻廠一般是帶系統(tǒng)計(jì)劃外的負(fù)荷。 對(duì)調(diào)頻電廠的選擇要求是：應(yīng)有足夠的調(diào)整容量，并且有足夠快的調(diào)整速度。一般來說系統(tǒng)中有水電廠時(shí)應(yīng)選水電廠作調(diào)頻電廠，沒有水電廠或水電廠不宜作調(diào)頻電廠時(shí)（如洪水期），則選中溫中壓火電廠作調(diào)頻電廠。在一個(gè)系

17、統(tǒng)中如果一個(gè)調(diào)頻電廠的調(diào)整容量不夠時(shí)，則可選擇幾個(gè)調(diào)頻電廠，并規(guī)定它們的調(diào)整頻率范圍和順序。 4． 什么是電力系統(tǒng)集中式聯(lián)合調(diào)頻？集中式聯(lián)合調(diào)頻有何優(yōu)點(diǎn)？ 答：集中式聯(lián)合調(diào)頻是從全系統(tǒng)的角度確定各調(diào)頻機(jī)組的調(diào)節(jié)量，其主要過程是：將系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)組的實(shí)發(fā)功率、系統(tǒng)各線路潮流、各節(jié)點(diǎn)電壓等由各廠站端的遠(yuǎn)動(dòng)裝置送到調(diào)度中心，形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，調(diào)度中心計(jì)算機(jī)的相關(guān)軟件按預(yù)定的數(shù)學(xué)模型和調(diào)節(jié)準(zhǔn)則確定各調(diào)頻電廠或調(diào)頻機(jī)組的調(diào)節(jié)量，并通過遠(yuǎn)動(dòng)通道把調(diào)節(jié)指令發(fā)送到各廠站調(diào)頻機(jī)組的控制器，使各調(diào)頻機(jī)組按指令執(zhí)行有功功率的調(diào)節(jié)。 其優(yōu)點(diǎn)是：維持系統(tǒng)頻率為額定值，保證電能質(zhì)量，易于實(shí)現(xiàn)綜合優(yōu)化控制，使系統(tǒng)的

18、潮流分布符合經(jīng)濟(jì)、安全等原則。 5． 何謂電力系統(tǒng)負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性？ 答：當(dāng)頻率變化時(shí)，系統(tǒng)負(fù)荷消耗的有功功率也將隨著改變。這種有功負(fù)荷隨頻率而變化的特性稱為負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性。 6． 何謂負(fù)荷頻率的調(diào)節(jié)效應(yīng)？ 答：當(dāng)系統(tǒng)中有功功率失去平衡而引起頻率變化時(shí)，系統(tǒng)負(fù)荷也參與對(duì)頻率的調(diào)節(jié)，有助于系統(tǒng)中有功功率在新的頻率值下重新獲得平衡，這種現(xiàn)象稱為負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。 7． 發(fā)電機(jī)機(jī)組間的有功功率分配與其調(diào)差系數(shù)有何關(guān)系？ 答：有功功率的增量與調(diào)差系數(shù)成反比，調(diào)差系數(shù)小的承擔(dān)較大的有功功率增量，調(diào)差系數(shù)大的承擔(dān)較小的有功功率增量。 8． 調(diào)速器通常分為哪些類型？它們

19、各有什么特點(diǎn)？ 答：調(diào)速器通常分為機(jī)械液壓調(diào)速器和電氣液壓調(diào)速器兩類。 機(jī)械液壓調(diào)速器只按轉(zhuǎn)速（頻率）偏差產(chǎn)生控XXX用，原理簡(jiǎn)單，易于理解；電氣液壓調(diào)速器具有的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）靈敏度高，調(diào)節(jié)速度快，調(diào)節(jié)精度高，機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)轉(zhuǎn)速的過調(diào)量??；（2）容易實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)的綜合調(diào)節(jié)．有利于綜合自動(dòng)控制；（3）參數(shù)整定靈活方便，可在運(yùn)行中改變參數(shù)，并便于增添改善動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的校正控制部件；（4）體積小，檢修維護(hù)方便。 9． 某電力系統(tǒng)中，與頻率無關(guān)的負(fù)荷占30％，與頻率一次方成正比的負(fù)荷占40％，與頻率二次方成正比的負(fù)荷占15％，與頻率三次方成正比的負(fù)荷占15％。求系統(tǒng)頻率出50Hz下降到47

20、Hz時(shí)，負(fù)荷功率變化的百分?jǐn)?shù)及負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。 解：頻率降為47Hz時(shí)， 得： 第六章 復(fù)習(xí)思考題 1． 試說明電力系統(tǒng)低頻運(yùn)行的危害性。 答：1）電廠用電設(shè)備生產(chǎn)率下載，導(dǎo)致出力減少；2）發(fā)電機(jī)電勢(shì)隨頻率降低而減小，使無功功率也減少，有可能在頻率崩潰的同時(shí)出現(xiàn)電壓崩潰； 3）汽輪機(jī)葉片的振動(dòng)變大，輕則影響使用壽命，重則產(chǎn)生裂紋；4）影響某些測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確性和某些繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確性；5）影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。 2． 電力系統(tǒng)裝設(shè)自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的作用是什么？ 答：電力系統(tǒng)裝設(shè)自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的作用是限制系統(tǒng)頻率的下降。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)較大的功率缺額，頻率

21、急劇下降時(shí)，動(dòng)用備用容量往往來不及有效地制止頻率的下降，須在電力系統(tǒng)中設(shè)置自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置，按頻率下降的程度自動(dòng)切除部分負(fù)荷，以阻止頻率的下降。 3． 何謂電力系統(tǒng)頻率的動(dòng)態(tài)特性？ 答：電力系統(tǒng)由于有功功率平衡遭到破壞引起系統(tǒng)頻率發(fā)生變化，頻率從正常狀態(tài)過渡到另一個(gè)穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時(shí)間過程，稱為電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)頻率特性。 4． 簡(jiǎn)述自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的工作原理。 答：首先確定系統(tǒng)事故情況下的最大可能功率缺額，以及接入自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的相應(yīng)的功率值。然后將該總功率按負(fù)荷重要程度的不同進(jìn)行分級(jí)。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)，自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置按照不同的頻率整定值動(dòng)作，分級(jí)按順序地切

22、除負(fù)荷，直到頻率回升到恢復(fù)頻率的允許值范圍內(nèi)。 5． 自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的最大功率缺額如何確定？ 答：在何確最大功率缺額時(shí)應(yīng)考慮系統(tǒng)發(fā)生最嚴(yán)重事故，出現(xiàn)最大可能的功率缺額時(shí)的情況，以保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。由于自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置是針對(duì)事故情況的一種反事故措施，并不要求系統(tǒng)頻率恢復(fù)至額定值，一般希望它的恢復(fù)頻率低于額定值，約為49.5～50Hz之間，所以接到自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置最大可能的斷開功率可小于最大功率缺額。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷、系統(tǒng)最大功率缺額已知后，只要系統(tǒng)恢復(fù)頻率確定，就可按式求得接到自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的功率總數(shù)。 6． 系統(tǒng)發(fā)生功率缺額后，為要恢復(fù)發(fā)生功率缺額前的頻率值，應(yīng)切除

23、多少負(fù)荷功率（假設(shè)發(fā)電機(jī)組出力不變）？ 答：系統(tǒng)發(fā)生功率缺額后其頻率為，若要恢復(fù)發(fā)生功率缺額前的頻率值，即=，由可知，=0。根據(jù)得，=，即切除的負(fù)荷功率等于系統(tǒng)最大的缺額功率。 7． 自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置為什么要分級(jí)動(dòng)作？ 答：由于接于自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的總功率是按系統(tǒng)最嚴(yán)重事故的情況來考慮的。然而，系統(tǒng)的運(yùn)行方式很多，而且事故的嚴(yán)重程度也育很大差別，對(duì)于各種可能發(fā)生的事故，都要求自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置能作出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，切除相應(yīng)數(shù)量的負(fù)荷功率，既不過多又不能不足，只有分批斷開負(fù)荷功率采用逐步修正的辦法，才能取得較為滿意的結(jié)果。因此，自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置采用分級(jí)動(dòng)作。 8． 自動(dòng)

24、按頻率減負(fù)荷裝置首級(jí)和末級(jí)動(dòng)作頻率應(yīng)如何確定？ 答：由系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特性知，在事故初期如能及早切除負(fù)荷功率，對(duì)于延緩頻率下降過程是有利的。因此第一級(jí)的啟動(dòng)頻率值宜選擇得高些，但又必須計(jì)及電力系統(tǒng)動(dòng)用旋轉(zhuǎn)備用容量所需的時(shí)間延遲，避免因暫時(shí)性頻率下降而不必要地?cái)嚅_負(fù)荷的情況，所以一般第一級(jí)的啟動(dòng)頻率整定在48.5~49Hz。 電力系統(tǒng)允許的最低頻率受“頻率崩潰”或“電壓崩潰”的限制，對(duì)于高溫高壓的火電廠，在頻率低于46~46.5Hz時(shí)，廠用電已不能正常工作。在頻率低于45Hz時(shí)，就有“電壓崩潰”的危險(xiǎn)。因此，末級(jí)的啟動(dòng)頻率以不低于46~46.5Hz為宜。 9． 何謂級(jí)差？級(jí)差強(qiáng)調(diào)選擇性和級(jí)

25、差不強(qiáng)調(diào)選擇性有何差別？ 答：級(jí)差是指相鄰兩級(jí)動(dòng)作頻率的差值。 選擇性確定級(jí)差強(qiáng)調(diào)各級(jí)動(dòng)作的次序，要在前一級(jí)動(dòng)作以后還不能制止頻率下降的情況下，后一級(jí)才動(dòng)作，否則就是誤動(dòng)作；級(jí)差不強(qiáng)調(diào)選擇性是為了避免頻率過恢復(fù)或欠恢復(fù)，減小級(jí)差，增加總的頻率動(dòng)作級(jí)數(shù)，可能造成兩輪無選擇性啟動(dòng)。 10． 自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置為何要設(shè)置后備級(jí)（特殊級(jí)）？ 答：為了防止第i級(jí)啟動(dòng)切除負(fù)荷以后，系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定在既低于我們希望的頻率恢復(fù)極限值 ，但又不足以使下一級(jí)動(dòng)作的頻率值上。為消除這種現(xiàn)象，要設(shè)置后備級(jí)，經(jīng)延時(shí)后切除部分負(fù)荷功率，以便使頻率能恢復(fù)到允許的限值以上。 11． 自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置在什

26、么情況下可能會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作？應(yīng)采取什么措施？ 答：1）暫態(tài)過程引起的誤動(dòng)作。應(yīng)在裝置中設(shè)置一個(gè)不大的動(dòng)作時(shí)限（通常用0.1~0.2s）以躲過瞬態(tài)過程可能出現(xiàn)的誤動(dòng)作。 2）負(fù)荷反饋引起的誤動(dòng)作。應(yīng)加電流閉鎖、電壓閉鎖和滑差閉鎖。 3）當(dāng)電力系統(tǒng)容量不大、系統(tǒng)中有很大沖擊性負(fù)荷時(shí)，系統(tǒng)頻率將瞬時(shí)下跌引起誤動(dòng)作。應(yīng)加滑差閉鎖。 對(duì)于后兩種誤動(dòng)作，有時(shí)可不采用電流、電壓或滑差閉鎖，而簡(jiǎn)單地采用自動(dòng)重合閘來補(bǔ)救，即當(dāng)系統(tǒng)頻率恢復(fù)時(shí)，將被自動(dòng)低頻減載裝置所斷開的用戶按頻率分批地進(jìn)行自動(dòng)重合閘，以恢復(fù)供電。 12． 微機(jī)自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置的設(shè)置有哪兩種模式？請(qǐng)說明這兩種模式如何應(yīng)用？ 答：

27、集中式和分散式。 集中式是在變電站低壓母線上的電壓互感器二次側(cè)裝設(shè)微機(jī)低頻減負(fù)荷裝置，根據(jù)需要可以每段母線配置一個(gè)，也可以整個(gè)變電站共同使用一個(gè)；分散式是低頻減負(fù)荷的功能被集成在分散的保護(hù)測(cè)控單元中，由保護(hù)測(cè)控裝置根據(jù)整定值的要求通過軟件的設(shè)置直接出口跳閘。 13． 電力系統(tǒng)中常用的穩(wěn)定性控制措施有哪些？ 答：電力系統(tǒng)中常用的穩(wěn)定性控制措施有自動(dòng)切除發(fā)電機(jī)，電氣制動(dòng)，自動(dòng)解列裝置等。 14． 假設(shè)某系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的出力保持不變，負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL* 不變，投入相當(dāng)于10%負(fù)荷或者切除相當(dāng)于10%負(fù)荷的發(fā)電機(jī)組，兩種情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率是否相同？為什么？ 答：(1)投入相當(dāng)于10

28、%PLN的負(fù)荷，總負(fù)荷增加到（1+0.1）PLN=1.1PLN,由于發(fā)電機(jī)出力保持不變，將出現(xiàn)功率缺額0.1PLN，所以，穩(wěn)定計(jì)算頻率可計(jì)算如下： ; (2)切除相當(dāng)于10%PLN的發(fā)電功率，總負(fù)荷不變，但由于剩余發(fā)電機(jī)的出力保持不變，也將出現(xiàn)功率缺額0.1PLN，所以，穩(wěn)定計(jì)算頻率可計(jì)算如下： 。 比較上面兩個(gè)結(jié)果，兩種情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率是不相同的。（1）的穩(wěn)定頻率大于（2）的穩(wěn)定頻率。 15． 某電力系統(tǒng)總負(fù)荷MW，出現(xiàn)功率缺額MW，負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。求下列情況下的結(jié)果： (1)如果不采取任何措施，求系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率？ (2)如果希望系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率為48.5HZ，求應(yīng)切

29、除多少負(fù)荷？ 解：（1） （Hz） 系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率為： （Hz） （2） （MW） 接入自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置功率總數(shù)為2028.8MW。 答：如果不采取任何措施，系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率約為43.3Hz；如果希望系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率為48.5HZ，應(yīng)切除的負(fù)荷為2028.8MW。 第七章 復(fù)習(xí)思考題 1. 何謂故障錄波器？ 答：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或振蕩時(shí)，自動(dòng)記錄電力系統(tǒng)中有關(guān)電氣參數(shù)變化過程，以便于分析事故原因和研究防止對(duì)策的自動(dòng)裝置。正常情況下，故障錄波器只進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，一般不啟動(dòng)錄波，只有當(dāng)發(fā)生故障或振蕩時(shí)才進(jìn)行錄波。 2. 微機(jī)故障錄波裝置有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：微機(jī)故障錄波

30、裝置的優(yōu)點(diǎn)：1)便于準(zhǔn)確、及時(shí)地分析事故原因，根據(jù)分析結(jié)果找到事故真正原因，以制定反事故措施；2)．為查找故障點(diǎn)提供依據(jù)；3)．積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提高運(yùn)行水平。 3. 故障錄波裝置的啟動(dòng)條件有哪些？ 答：?jiǎn)?dòng)條件為：1)A、B、C相電壓和零序電壓突變量啟動(dòng)；2)過壓和欠壓?jiǎn)?dòng)；3)主變壓器中性點(diǎn)電流越限啟動(dòng)；4)頻率越限與變化率啟動(dòng)；5)系統(tǒng)振蕩啟動(dòng)；6)斷路器的保護(hù)跳閘信號(hào)啟動(dòng)，空觸點(diǎn)輸入；7)手動(dòng)和遙控啟動(dòng)。 4. 故障錄波裝置的數(shù)據(jù)記錄方式有哪些？ 答：數(shù)據(jù)記錄方式分兩種：分時(shí)段記錄方式及不定長(zhǎng)錄波。其中不定長(zhǎng)錄波又分非振蕩故障啟動(dòng)及特殊啟動(dòng)方式。 5. 微機(jī)故障錄波裝

31、置在記錄數(shù)據(jù)時(shí)，為何要分時(shí)段并且各時(shí)段有不同的采樣頻率？ 答：因?yàn)椴煌瑫r(shí)段故障量的變化特點(diǎn)不一樣。不同的采樣頻率既能保證獲取足夠精細(xì)的故障量信息，又能節(jié)省空間，壓縮數(shù)據(jù)量。 6. 故障錄波器的結(jié)構(gòu)模式有哪兩種？它們各有什么優(yōu)點(diǎn)？ 答：分散式結(jié)構(gòu)和集中式結(jié)構(gòu)。 分散式結(jié)構(gòu)是目前先進(jìn)的、流行的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)有：（1）模擬量和開關(guān)量的信號(hào)調(diào)理部分全部置于各數(shù)據(jù)采集單元機(jī)箱內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊，方便安裝在繼電屏柜內(nèi)；（2）多個(gè)數(shù)據(jù)采集單元通過以太網(wǎng)或者現(xiàn)場(chǎng)總線和分析管理單元相聯(lián)，采樣通道可以靈活配置。 集中式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有：（1）模擬量、開關(guān)量分別處理后再送至CPU插件，提高了抗干擾能力，易實(shí)現(xiàn)多

32、CPU結(jié)構(gòu)；（2）多CPU結(jié)構(gòu)提高了裝置的可靠性，某個(gè)CPU的損壞不會(huì)影響到別的CPU；（3）總線不外引，加強(qiáng)了抗干擾能力；（4）使裝置的容量可靈活配置。 7. 分散式故障錄波裝置如何進(jìn)行同步對(duì)時(shí)？ 答：裝置配置內(nèi)置的GPS接受電路，接受同步脈沖信號(hào)進(jìn)行對(duì)時(shí)。 8. 對(duì)故障錄波器的基本要求有哪些？ 答：對(duì)于220kV及以上電壓電網(wǎng)的故障錄波器，有如下要求：（1）具有按反應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生大擾動(dòng)的系統(tǒng)電參量幅度及變化率判據(jù)而自啟動(dòng)和反應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程基本結(jié)束而自動(dòng)停止的功能；也能由外部命令而啟動(dòng)和停止；（2）每次記錄的數(shù)據(jù)必須隨即迅速地轉(zhuǎn)出到中間載體，以迎接可能隨之而來的下一次故障數(shù)據(jù)記錄

33、。其內(nèi)存容量應(yīng)滿足連續(xù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)生規(guī)定次數(shù)的故障時(shí)能不間斷的存入全部故障數(shù)據(jù)的要求；（3）有足夠的抗干擾能力；滿足規(guī)定的電氣量線性測(cè)量范圍；記錄的數(shù)據(jù)可靠不失真；記錄的數(shù)據(jù)有足夠安全性；（4）記錄時(shí)間帶有時(shí)標(biāo)，并適應(yīng)記錄時(shí)間同步化要求；（5）按要求輸出原采樣數(shù)據(jù)和經(jīng)過處理取得的規(guī)定電參量值；（6）記錄裝置本身可靠，便于維護(hù)，備品備件容易解決，具有自動(dòng)測(cè)試功能；其絕緣試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及抗干擾要求與繼電保護(hù)裝置等同。 對(duì)于110kV及以下電壓電網(wǎng)的故障錄波器，有如下要求：（1）只需要在本線路供電范圍內(nèi)故障時(shí)啟動(dòng)，即可取過電流啟動(dòng)；（2）可以只循環(huán)記錄規(guī)定時(shí)間長(zhǎng)度和次數(shù)的故障數(shù)據(jù)及波形和故障距離數(shù)值，供變電站中央控制機(jī)或地區(qū)調(diào)度中心調(diào)用，不存檔。內(nèi)存占滿后，執(zhí)行“先進(jìn)先出”原則；（3）對(duì)單母線配出線路特別是10kV線路，一搬不用裝設(shè)專門的故障錄波器，如果條件允許，可以采用分布式保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)一定長(zhǎng)度的故障錄波。 10 / 10