《電力系統(tǒng)自動裝置》復(fù)習(xí)思考題參考答案第4—7章

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1、《電力系統(tǒng)自動裝置》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． 何謂勵磁系統(tǒng)？ 答：供給同步發(fā)電機勵磁電流的電源及其附屬設(shè)備統(tǒng)稱為勵磁系統(tǒng)。它一般由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個主要部分組成。 2． 同步發(fā)電機自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的主要任務(wù)是什么？ 答：（1）系統(tǒng)正常運行條件下，維持發(fā)電機端或系統(tǒng)某點電壓在給定水平；（2）實現(xiàn)并聯(lián)運行發(fā)電機組無功功率的合理分配；（3）提高同步發(fā)電機并聯(lián)運行的穩(wěn)定性；（4）改善電力系統(tǒng)的運行條件；（5）對水輪發(fā)電機組在必要時強行減磁。 3． 對同步發(fā)電機的自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的基本要求是什么？ 答：勵磁系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的調(diào)節(jié)容量、勵磁頂

2、值電壓、電壓上升速度、強勵持續(xù)時間、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)有快速動作的滅磁性能。 4． 何謂勵磁電壓響應(yīng)比？何謂強勵倍數(shù)？ 答：通常將勵磁電壓在最初0.5s內(nèi)上升的平均速度定義為勵磁電壓響應(yīng)比，用以反映勵磁機磁場建立速度的快慢。 強勵倍數(shù)是在強勵期間勵磁功率單元可能提供的最高輸出電壓與發(fā)電機額定勵磁電壓之比。 5． 同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)類型有哪些？其勵磁方式有哪兩種？ 答：同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)類型有：直流勵磁機系統(tǒng)、交流勵磁機系統(tǒng)和發(fā)電機自并勵系統(tǒng)。勵磁方式分為自勵方式和他勵方式兩種。 6． 畫出三相全控橋式整流電路，哪些晶閘管為共陽極組，哪

3、些為共陰極組? 答：VTHl、VTH3、VTH5為共陰組，VTH2、VTH4、VTH6為共陽組。 （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，三相全控橋工作在整流狀態(tài)；當(dāng)90°＜α＜180°時，三相全控橋工作在逆變狀態(tài)。 整流狀態(tài)主要用于對發(fā)電機的勵磁；逆變狀態(tài)主要用于對發(fā)電機的滅磁。 8． 簡述自動勵磁調(diào)節(jié)器的工作原理。 答：自動勵磁調(diào)節(jié)器的工

4、作原理如下：根據(jù)發(fā)電機電壓變化，把測得的發(fā)電機端電壓經(jīng)調(diào)差、測量比較環(huán)節(jié)與基準(zhǔn)電壓進行比較，得到正比于發(fā)電機電壓變化量的，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)可控輸出的勵磁電流，使發(fā)電機端電壓保持正常值。當(dāng)上升時，增大，勵磁電流減少，使下降到正常值。反之，下降，減小，勵磁增大使上升到正常值。 9． 可控硅自動勵磁調(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：可控硅自動勵磁調(diào)節(jié)裝置主要由調(diào)差環(huán)節(jié)、測量比較環(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)的作用是在勵磁控制器的發(fā)電機電壓測量回路中，附加一個與發(fā)電機電流成比例的

5、電壓，使測量比較單元感受到的電壓隨發(fā)電機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)，以保證并列運行機組間無功功率能合理地分配。 測量比較環(huán)節(jié)的作用是測量發(fā)電機電壓并將之轉(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。 綜合放大環(huán)節(jié)的作用是將電壓偏差信號及其他輔助信號進行線性綜合放大。 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，達到調(diào)節(jié)勵磁的目的。 可控整流環(huán)節(jié)的作用是在觸發(fā)脈沖的控制下將機端三相交流轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲潘柚绷鳌? 10． 勵磁調(diào)節(jié)器的輔助控制功能有哪些？輔助控制與正常情況下的自動控制有何區(qū)別？ 答：最小勵磁限制

6、、瞬時電流限制、最大勵磁限制、V/Hz（伏/赫）限制器、發(fā)電機失磁監(jiān)控。 輔助控制不參與正常情況下的自動控制，僅在發(fā)生非正常運行工況、需要勵磁調(diào)節(jié)器具有某些特有的限制功能時，通過信號綜合放大器中的競比電路，閉鎖正常的電壓控制，使相應(yīng)的限制器起控制作用。 11． 對勵磁調(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)運行發(fā)電機組間實現(xiàn)無功功率合理分配；(2)保證發(fā)電機在投入和退出運行時，平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移無功負荷，而不發(fā)生無功功率沖擊。 12． 何謂調(diào)差系數(shù)？兩臺并聯(lián)運行的發(fā)電機，為使無功負荷按機組容量分配，調(diào)差系數(shù)應(yīng)有什么要求？ 答：調(diào)差系數(shù)δ是指無功電流由零增加到額定值時發(fā)

7、電機電壓的相對變化，δ用以表示發(fā)電機外特性曲線下傾的程度。調(diào)差系數(shù)δ的大小表征了勵磁控制系統(tǒng)維持發(fā)電機電壓的能力大小。 由于兩臺正調(diào)差特性機組并聯(lián)運行時，無功負荷分配與調(diào)差系數(shù)成反比。因此，兩臺并聯(lián)運行的發(fā)電機，為使無功負荷按機組容量分配，容量大的機組，其調(diào)差系數(shù)取小些（即發(fā)電機外特性曲線平坦一些）；容量小的機組，其調(diào)差系數(shù)取大些（即發(fā)電機外特性曲線下傾大些）。 （或：要求各機組無功電流變化量的標(biāo)幺值相等，并聯(lián)運行的兩臺發(fā)電機有相同的調(diào)差系數(shù)。） 【分析】可用P122 圖4-54 兩臺正調(diào)差特性機組并聯(lián)運行來分析說明。 設(shè)發(fā)電機G1的容量大于發(fā)電機G2的容量，要使無功負荷按機組容量

8、分配，調(diào)差系數(shù)取值應(yīng)與機組容量值成反比，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。 正常運行時，發(fā)電機端電壓UG1=UG2=US, 發(fā)電機G1所帶的無功電流為Ir1, 發(fā)電機G2所帶的無功電流為Ir2。 當(dāng)系統(tǒng)無功負荷增加時，系統(tǒng)電壓的發(fā)生變化，電壓偏差為△U，發(fā)電機端電壓變化為UG1=UG2=US1，這時發(fā)電機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G1所帶的無功電流增量△I1大于發(fā)電機G2所帶的無功電流增量△I2，即△I1＞△I

9、2。由于G1容量大于G2容量，G1應(yīng)比G2多帶一些無功負荷，使無功負荷能按機組容量分配。 由此可見，兩臺正調(diào)差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機并聯(lián)運行，當(dāng)系統(tǒng)無功負荷波動時，其電壓偏差相同，調(diào)差系數(shù)較小的發(fā)電機組承擔(dān)較多的無功電流。所以，要使無功負荷按機組容量分配，調(diào)差系數(shù)取值應(yīng)與機組容量值成反比。 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)電機平穩(wěn)投入或退出運行，在運行中平穩(wěn)轉(zhuǎn)移無功負荷，不引起對電網(wǎng)的沖擊。 調(diào)整測量比較環(huán)節(jié)中的電位器RP可以實現(xiàn)外特性的平移。調(diào)整電位器阻值增大時，外特性的平行上移，即發(fā)電機投入運行，所帶負荷逐漸增加；

10、電位器阻值減小時，外特性的平行下移，即發(fā)電機退出運行，所帶負荷逐漸減小。 【分析】可用課本P120 圖4-50外特性平移與機組無功關(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)系表達式，并畫出與的矢量圖，分析調(diào)差環(huán)節(jié)對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，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’b’c’的面積基本相等），故認為調(diào)差環(huán)節(jié)不反應(yīng)有

11、功電流變化。 當(dāng)時，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． 什么叫強勵？什么叫繼電強行勵磁？ 答：強勵是指發(fā)電機電壓出現(xiàn)大幅度下降時，把發(fā)電機轉(zhuǎn)子的勵磁電流迅速增大到最大允許值。 把發(fā)電機勵磁回路中的磁場調(diào)節(jié)電阻RC兩端用繼電器接點短接，使發(fā)電機勵磁電流增大，對發(fā)電機實行強勵的方法稱為繼電強行勵磁。 16． 滅磁的含義是什么？對自動

12、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)子勵磁繞組中的磁場儲能通過某種方式盡快地減弱到可能小的程度。 對自動滅磁裝置的要求：（1）滅磁時間應(yīng)盡可能短；（2）當(dāng)滅磁開關(guān)斷開勵磁繞組時，勵磁繞組兩端產(chǎn)生的過電壓應(yīng)不超過允許值Um，通常Um =（4~5）UEN；（3）滅磁裝置動作后，剩余電動勢應(yīng)不大于150~200V；（4）滅磁裝置的電路和結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單可靠，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?。唬?）利用全控橋逆變滅磁。 17． 勵磁系統(tǒng)為何要采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）? PSS的作用是什么？ 答：由

13、于常規(guī)的勵磁調(diào)節(jié)器是按電壓偏差比例調(diào)節(jié)，而且勵磁控制系統(tǒng)存在慣性，因此在長距離、重負荷的電力系統(tǒng)中，勵磁系統(tǒng)會減弱系統(tǒng)的阻尼能力，即降低發(fā)電機的阻尼轉(zhuǎn)矩（負阻尼效應(yīng)），使系統(tǒng)的動態(tài)性能變壞，從而引起電力系統(tǒng)低頻振蕩。為了保證勵磁控制系統(tǒng)維持電壓穩(wěn)定的基本功能，又能消除負阻尼效應(yīng)，提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性，勵磁系統(tǒng)常采用PSS來達到這一目的。 PSS的作用是產(chǎn)生正阻尼轉(zhuǎn)矩，抵消勵磁控制系統(tǒng)引起的負阻尼轉(zhuǎn)矩，提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。 18． 微機勵磁調(diào)節(jié)器有何特點？其匹配方案有哪幾種？ 答：（1）可實現(xiàn)復(fù)雜的控制策略；（2）調(diào)節(jié)準(zhǔn)確、精度高，在線改變參數(shù)方便；（3）可實現(xiàn)完備的

14、限制及保護功能、通用而靈活的系統(tǒng)功能、簡單的操作以及智能化的維修和試驗手段；（4）可靠性高，無故障工作時間長；（5）通信方便；（6）便于產(chǎn)品更新?lián)Q代。 微機勵磁調(diào)節(jié)器一般有以下幾種匹配方案：（1）單微機帶模擬通道勵磁調(diào)節(jié)器；（2）雙微機勵磁調(diào)節(jié)器；（3）三微機勵磁調(diào)節(jié)器；（4）外部總線式微機勵磁調(diào)節(jié)器。 第五章 復(fù)習(xí)思考題 1． 電力系統(tǒng)自動調(diào)頻的任務(wù)是什么？對調(diào)頻系統(tǒng)有哪些要求？ 答：電力系統(tǒng)自動調(diào)頻的任務(wù)主要是對系統(tǒng)的頻率進行監(jiān)視，及時調(diào)整發(fā)電機的出力，使系統(tǒng)的有功功率達到新的平衡，保證系統(tǒng)頻率在規(guī)定范圍內(nèi)。此外，在滿足頻率質(zhì)量的前提下，還要考慮如何使發(fā)電成本最小，即按經(jīng)濟原則

15、在電廠和機組間分配有功負荷，以達到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。 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)運行時的頻率調(diào)整可以通過頻率的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻實現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)負荷發(fā)生保護時，系統(tǒng)中各發(fā)電機均按自身的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性，不分先后同時通過各自的調(diào)速器系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，即一次調(diào)頻。當(dāng)負荷變動較大時，一次調(diào)頻結(jié)束時的系統(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)頻來實現(xiàn)。 一次調(diào)頻是通過調(diào)速器調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實現(xiàn)，其調(diào)節(jié)結(jié)果是發(fā)電機組的功率——頻率特性曲線不變

16、，調(diào)整結(jié)束時系統(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)來實現(xiàn)，其調(diào)節(jié)結(jié)果是發(fā)電機組的功率——頻率特性曲線平移，調(diào)整結(jié)束時系統(tǒng)的額定頻率值偏差很小或趨于零，可實現(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)是實現(xiàn)頻率的二次調(diào)整。調(diào)頻廠一般是帶系統(tǒng)計劃外的負荷。 對調(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（如洪水期），則選中溫中壓火電廠作調(diào)頻電廠。在一個系統(tǒng)中如果一個調(diào)頻電廠的調(diào)整容量不夠時，則可選擇幾個

17、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？ 答：集中式聯(lián)合調(diào)頻是從全系統(tǒng)的角度確定各調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量，其主要過程是：將系統(tǒng)中各發(fā)電機組的實發(fā)功率、系統(tǒng)各線路潮流、各節(jié)點電壓等由各廠站端的遠動裝置送到調(diào)度中心，形成實時數(shù)據(jù)庫，調(diào)度中心計算機的相關(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)頻機組的調(diào)節(jié)量，并通過遠動通道把調(diào)節(jié)指令發(fā)送到各廠站調(diào)頻機組的控制器，使各調(diào)頻機組按指令執(zhí)行有功功率的調(diào)節(jié)。 其優(yōu)點是：維持系統(tǒng)頻率為額定值，保證電能質(zhì)量，易于實現(xiàn)綜合優(yōu)化控制，使系統(tǒng)的潮流分布符合經(jīng)濟、安全等原則。 5． 何謂電

18、力系統(tǒng)負荷的靜態(tài)頻率特性？ 答：當(dāng)頻率變化時，系統(tǒng)負荷消耗的有功功率也將隨著改變。這種有功負荷隨頻率而變化的特性稱為負荷的靜態(tài)頻率特性。 6． 何謂負荷頻率的調(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，系統(tǒng)負荷也參與對頻率的調(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)象稱為負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。 7． 發(fā)電機機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？它們各有什么特點？ 答：調(diào)速器通常分為機械液壓調(diào)速器

19、和電氣液壓調(diào)速器兩類。 機械液壓調(diào)速器只按轉(zhuǎn)速（頻率）偏差產(chǎn)生控制作用，原理簡單，易于理解；電氣液壓調(diào)速器具有的優(yōu)點主要有：（1）靈敏度高，調(diào)節(jié)速度快，調(diào)節(jié)精度高，機組甩負荷時轉(zhuǎn)速的過調(diào)量?。唬?）容易實現(xiàn)各種信號的綜合調(diào)節(jié)．有利于綜合自動控制；（3）參數(shù)整定靈活方便，可在運行中改變參數(shù)，并便于增添改善動態(tài)性能指標(biāo)的校正控制部件；（4）體積小，檢修維護方便。 9． 某電力系統(tǒng)中，與頻率無關(guān)的負荷占30％，與頻率一次方成正比的負荷占40％，與頻率二次方成正比的負荷占15％，與頻率三次方成正比的負荷占15％。求系統(tǒng)頻率出50Hz下降到47Hz時，負荷功率變化的百分數(shù)及負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。

20、解：頻率降為47Hz時， 得： 第六章 復(fù)習(xí)思考題 1． 試說明電力系統(tǒng)低頻運行的危害性。 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)電機電勢隨頻率降低而減小，使無功功率也減少，有可能在頻率崩潰的同時出現(xiàn)電壓崩潰； 3）汽輪機葉片的振動變大，輕則影響使用壽命，重則產(chǎn)生裂紋；4）影響某些測量儀表的準(zhǔn)確性和某些繼電保護裝置動作的準(zhǔn)確性；5）影響系統(tǒng)的經(jīng)濟性。 2． 電力系統(tǒng)裝設(shè)自動按頻率減負荷裝置的作用是什么？ 答：電力系統(tǒng)裝設(shè)自動按頻率減負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，頻率急劇下降時，動用備用容量往往來不及有效地制止頻率的下

21、降，須在電力系統(tǒng)中設(shè)置自動按頻率減負荷裝置，按頻率下降的程度自動切除部分負荷，以阻止頻率的下降。 3． 何謂電力系統(tǒng)頻率的動態(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)過渡到另一個穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時間過程，稱為電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性。 4． 簡述自動按頻率減負荷裝置的工作原理。 答：首先確定系統(tǒng)事故情況下的最大可能功率缺額，以及接入自動按頻率減負荷裝置的相應(yīng)的功率值。然后將該總功率按負荷重要程度的不同進行分級。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生事故時，自動按頻率減負荷裝置按照不同的頻率整定值動作，分級按順序地切除負荷，直到頻率回升到恢復(fù)頻率的允許值范圍內(nèi)。

22、 5． 自動按頻率減負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的情況，以保證系統(tǒng)安全運行。由于自動按頻率減負荷裝置是針對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，所以接到自動按頻率減負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按頻率減負荷裝置的功率總數(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)切除多少負荷功率（假設(shè)發(fā)電機組出力不變）？ 答：系統(tǒng)發(fā)

23、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，=，即切除的負荷功率等于系統(tǒng)最大的缺額功率。 7． 自動按頻率減負荷裝置為什么要分級動作？ 答：由于接于自動按頻率減負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)的運行方式很多，而且事故的嚴(yán)重程度也育很大差別，對于各種可能發(fā)生的事故，都要求自動按頻率減負荷裝置能作出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，切除相應(yīng)數(shù)量的負荷功率，既不過多又不能不足，只有分批斷開負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，自動按頻率減負荷裝置采用分級動作。 8． 自動按頻率減負荷裝置首級和末級動作頻率應(yīng)如何確定？ 答

24、：由系統(tǒng)頻率動態(tài)特性知，在事故初期如能及早切除負荷功率，對于延緩頻率下降過程是有利的。因此第一級的啟動頻率值宜選擇得高些，但又必須計及電力系統(tǒng)動用旋轉(zhuǎn)備用容量所需的時間延遲，避免因暫時性頻率下降而不必要地斷開負荷的情況，所以一般第一級的啟動頻率整定在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，對于高溫高壓的火電廠，在頻率低于46~46.5Hz時，廠用電已不能正常工作。在頻率低于45Hz時，就有“電壓崩潰”的危險。因此，末級的啟動頻率以不低于46~46.5Hz為宜。 9． 何謂級差？級差強調(diào)選擇性和級差不強調(diào)選擇性有何差別？ 答：級差是指相鄰兩級動作

25、頻率的差值。 選擇性確定級差強調(diào)各級動作的次序，要在前一級動作以后還不能制止頻率下降的情況下，后一級才動作，否則就是誤動作；級差不強調(diào)選擇性是為了避免頻率過恢復(fù)或欠恢復(fù)，減小級差，增加總的頻率動作級數(shù)，可能造成兩輪無選擇性啟動。 10． 自動按頻率減負荷裝置為何要設(shè)置后備級（特殊級）？ 答：為了防止第i級啟動切除負荷以后，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動作的頻率值上。為消除這種現(xiàn)象，要設(shè)置后備級，經(jīng)延時后切除部分負荷功率，以便使頻率能恢復(fù)到允許的限值以上。 11． 自動按頻率減負荷裝置在什么情況下可能會發(fā)生誤動作？應(yīng)采取什么措施？ 答：1

26、）暫態(tài)過程引起的誤動作。應(yīng)在裝置中設(shè)置一個不大的動作時限（通常用0.1~0.2s）以躲過瞬態(tài)過程可能出現(xiàn)的誤動作。 2）負荷反饋引起的誤動作。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)中有很大沖擊性負荷時，系統(tǒng)頻率將瞬時下跌引起誤動作。應(yīng)加滑差閉鎖。 對于后兩種誤動作，有時可不采用電流、電壓或滑差閉鎖，而簡單地采用自動重合閘來補救，即當(dāng)系統(tǒng)頻率恢復(fù)時，將被自動低頻減載裝置所斷開的用戶按頻率分批地進行自動重合閘，以恢復(fù)供電。 12． 微機自動按頻率減負荷裝置的設(shè)置有哪兩種模式？請說明這兩種模式如何應(yīng)用？ 答：集中式和分散式。 集中式是在變電站低壓母線上的電壓

27、互感器二次側(cè)裝設(shè)微機低頻減負荷裝置，根據(jù)需要可以每段母線配置一個，也可以整個變電站共同使用一個；分散式是低頻減負荷的功能被集成在分散的保護測控單元中，由保護測控裝置根據(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切除發(fā)電機，電氣制動，自動解列裝置等。 14． 假設(shè)某系統(tǒng)發(fā)電機的出力保持不變，負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL* 不變，投入相當(dāng)于10%負荷或者切除相當(dāng)于10%負荷的發(fā)電機組，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%PLN的負荷，總負荷增加到（1+0.1）PLN=1

28、.1PLN,由于發(fā)電機出力保持不變，將出現(xiàn)功率缺額0.1PLN，所以，穩(wěn)定計算頻率可計算如下： ; (2)切除相當(dāng)于10%PLN的發(fā)電功率，總負荷不變，但由于剩余發(fā)電機的出力保持不變，也將出現(xiàn)功率缺額0.1PLN，所以，穩(wěn)定計算頻率可計算如下： 。 比較上面兩個結(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)總負荷MW，出現(xiàn)功率缺額MW，負荷調(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)切除多少負荷？ 解：（1） （Hz） 系統(tǒng)的穩(wěn)定頻

29、率為： （Hz） （2） （MW） 接入自動按頻率減負荷裝置功率總數(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，自動記錄電力系統(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策的自動裝置。正常情況下，故障錄波器只進行數(shù)據(jù)采集，一般不啟動錄波，只有當(dāng)發(fā)生故障或振蕩時才進行錄波。 2. 微機故障錄波裝置有哪些優(yōu)點？ 答：微機故障錄波裝置的優(yōu)點：1)便于準(zhǔn)確、及時地分析事故原因，根據(jù)分

30、析結(jié)果找到事故真正原因，以制定反事故措施；2)．為查找故障點提供依據(jù)；3)．積累運行經(jīng)驗，提高運行水平。 3. 故障錄波裝置的啟動條件有哪些？ 答：啟動條件為：1)A、B、C相電壓和零序電壓突變量啟動；2)過壓和欠壓啟動；3)主變壓器中性點電流越限啟動；4)頻率越限與變化率啟動；5)系統(tǒng)振蕩啟動；6)斷路器的保護跳閘信號啟動，空觸點輸入；7)手動和遙控啟動。 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：分時段記錄方式及不定長錄波。其中不定長錄波又分非振蕩故障啟動及特殊啟動方式。 5. 微機故障錄波裝置在記錄數(shù)據(jù)時，為何要分時段并且各時段有不同的采樣頻

31、率？ 答：因為不同時段故障量的變化特點不一樣。不同的采樣頻率既能保證獲取足夠精細的故障量信息，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？ 答：分散式結(jié)構(gòu)和集中式結(jié)構(gòu)。 分散式結(jié)構(gòu)是目前先進的、流行的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點有：（1）模擬量和開關(guān)量的信號調(diào)理部分全部置于各數(shù)據(jù)采集單元機箱內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊，方便安裝在繼電屏柜內(nèi)；（2）多個數(shù)據(jù)采集單元通過以太網(wǎng)或者現(xiàn)場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，易實現(xiàn)多CPU結(jié)構(gòu)；（2）多CPU結(jié)構(gòu)提高了裝置的可靠性，某

32、個CPU的損壞不會影響到別的CPU；（3）總線不外引，加強了抗干擾能力；（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行同步對時？ 答：裝置配置內(nèi)置的GPS接受電路，接受同步脈沖信號進行對時。 8. 對故障錄波器的基本要求有哪些？ 答：對于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)生大擾動的系統(tǒng)電參量幅度及變化率判據(jù)而自啟動和反應(yīng)系統(tǒng)動態(tài)過程基本結(jié)束而自動停止的功能；也能由外部命令而啟動和停止；（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。其內(nèi)存容量應(yīng)滿足連續(xù)在規(guī)定時間內(nèi)發(fā)生規(guī)定次數(shù)的故障

33、時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）記錄時間帶有時標(biāo)，并適應(yīng)記錄時間同步化要求；（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，備品備件容易解決，具有自動測試功能；其絕緣試驗標(biāo)準(zhǔn)及抗干擾要求與繼電保護裝置等同。 對于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)故障時啟動，即可取過電流啟動；（2）可以只循環(huán)記錄規(guī)定時間長度和次數(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“先進先出”原則；（3）對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裝置來實現(xiàn)一定長度的故障錄波。