当前位置：首页 > 湖南工业大学2011级试卷《电力系统自动化装置原理》
第一章
1.电力系统自动装置的结构形式（四种）：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、计算机网络系统。
2.电力系统主要由发电机组、输电网络、及负荷组成。 第二章
1.P19同步：电力系统中的同步是指各并列运行的同步发电机的同步。同步三要素：转子以相同的电角度旋转；相角差不超过允许值；发电机出口的归算值电压近似相等。同步发电机组并列原则：并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般应不超过待并发电机额定电流的1-2倍；发电机组并入电网后，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．P19并列运行：一台发电机组在投入系统运行之前，它的电压Ug与并列母线电压Ux的状态往往不等，对待并发电机组进行适当的调整，使之符合并列条件后才允许断路器QF合闸作并网运行。意义：随着符合的变动，
电力系统中发电机运行的台数也在改变；当系统发生某些事故时，也常要求将备用发电机组迅速投入电网运行；电力系统的容量在不断扩大，同步发电机的单机容量也越来越大，不恰当的并列操作将导致严重后果。
3. P20同步发电机的并列方法：准同期并列、自同期并列；在电力系统正常运行情况下，一般采用准同期并
列方法将发电机组投入运行；自同期并列方法以很少采用，只有当电力系统发生事故时，为了迅速投入水轮发电机组，曾采用自同期并列方法。
4. P20并列的理想条件：?G??X或fG?fX(频率相等)UG?UX（电压幅值相等）?e=0（相角差为零）
5. P21同步发电机组并列时偏离式的理想条件所引起的后果： 电压幅值差：冲击电流性质主要为
无功电流分量，危害：定子绕组端部受力大 ； 合闸相角差：冲击电流性质主要为有功电流分量，危害：机组转轴收到冲击；频率不相等：会对机组造成伤害，产生暂态，严重时甚至失步。
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6．P22脉动周期：Ts=
12? ?fs?s7. P23并列同步过程分析：a) a?b,发电机状态，减速，?G?X；b)b点，?G??X，发电机状态，?G 会持
续减小；c) b?a?0，?G?X，减速，则f减小，仍为正； d)0点后，? 开始变为负，电动机状态，加速，
?G?X；e) 0?c，? 反方向运动，?G增大，但?G?X， f) c点，?G??X，电动机状态，加速，?G持续增大； g) c?0，?为负，电动机状态， ?G继续增大； h)0点后，?开始变正，交换功率为正，发电机状态，减速，?G减少，但?G?X。
8. P26准同期并列装置主要三个单元：频率差控制单元：它的任务是检测UG和UX间的滑差频率?s，且调
节带并发电机组的速度，使发电机电压的频率接近于电网频率；电压差控制单元：它的功能是检测UG和UX间的电压差，且调节发电机电压UG，使它与UX间的电压差值小于允许值，促使并列条件的形成；合闸控制单元:检查并列条件，当待并机组的频率和电压都满足并列条件时，合闸控制单元就选择合适的时间发出合闸信号，使并列断路器QF的主触头接通时，相角差?e接近于零或控制在允许范围内。
??????9. P28恒定越前时间并列装置的整定计算：越前时间tYJ ： tYJ?tc?tQF---tc-自动装置信号输出回路的动作
时间 tQF-并列断路器的合闸时间 允许电压差：UG与UX间允许电压差值一般定为（0.1-0.15）UN 允许滑差角频率：由于装置输出回路和断路器合闸动作时间都存在误差，因此就造成了合闸相角误差?e，在时间误差一定的条件下，?e与?s成正比。设δey为发电机组的允许合闸相角，可求得最大允许滑差?sy为?sy ?sy??tc、?tQF---分别为自动并列装、断路器最大可能的动作误差时间
δey?tc??tQF?tQF10.P31 整步电压：自动并列装置检测并列条件的电压 ； 正弦型整步电压：它的包络波形是正弦的，它是早
期准同期并列装置所采用的测量信号；线性整步电压：指反应UG和UX间的相角差特性，而它们的电压幅值无关，
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??从而使越前时间信号和频率差的检测不受电压幅值的影响，提高了并列装置的控制性能。P33半波线性整步电压缺点：滤波器的时间常数将会影响其相移，一个周期内，只有一个矩形波。
12．P34
全波线性整步电压：Y点逻辑为Y?AB?AB?A?B;脉冲间隔反映了相角差的?e大小，由逻辑表达式可
知这个相敏电路在正、负周期内共获得二次相位比较机会。?e等于零时，Y点高电平时间最长，即矩形脉冲最宽，脉冲间的间隔最小，usL输出最大。当?e=?时，矩形脉冲宽度为零，脉冲宽度间隔最大，usL输出为零。为了提高整步电压信号的负载能力，采用阴极跟随器输出。全波线性整步电压半波多了一倍矩形脉冲，因而可适当减小滤波器时间常数，是它的性能有所改善，所以一般采用全波方案。
13. P37恒定越前时间：电子模拟式自动并列装置，用电阻、电容元件作为比例、微分的运算器件，在线性整
步电压作为理想化假设条件下，求解两电压相量重合之前的恒定越前时间tYJ，由于实际电路偏离理想条件，在实际应用中就难免引入误差。
14. P38频率差检测：是在恒定越前时间之前完成的检测任务，用来判断是否符合并列条件。只有当tA恒定越前相角电平检测器先于越前时间动作，才能做出频率差符合并列条件的判断
?tYJ即
15. P39电压差检测：由于在频率差和相角差?e(t)检测电路中，不载有并列两侧电压幅值的信息，所以需要设
置专门电压差检测电路，在恒定越前时间之前做出电压幅值差是否符合并列条件的判断。 第三章
1. P45发电机励磁电流变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配。
2. P45同步发电机的励磁系统组成：励磁功率单元和励磁调节器；关系：励磁功率单元向同步发电机转子提
供直流电流，即励磁电流；励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。作用：整个励磁自动控制系统是由励磁调节励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。
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3. P45同步发电机励磁控制系统的任务：电压控制、控制无功功率的分配、提高同步发电机并列运行的稳定性、改善电力系统的运行条件、水轮发电机组要求实行强行减磁。
4. P51励磁调节器的主要任务：检测和综合系统运行状态信息，以产生相应的控制信号，经处理放大后控制
励磁功率单元以得到所要求的发电机励磁电流。
5. P53直流励磁机励磁系统：是过去常用的一种励磁方式，由于它是靠机械整流子换向整流的，当励磁电流
过大时，换向就很困难，所以这种方式只能在10万kw以下小容量机组中采用。直流励磁机大多与发电机同轴，它是靠剩磁来建立电压的，按励磁机励磁绕组供电方式的不同，又可分为自励式和他励式。
6. P54交流励磁机励磁系统：容量在100MW以上的同步发电机组都采用交流励磁机励磁系统，同步发电机的
励磁机也是一台交流同步发电机，其输出电压经大功率整流器整流后供给发电机转子。交流励磁机的励磁系统的核心是励磁机，它的频率、电压等参数的根据需要特殊设计的，其频率一般为100Hz或更高。
7．P55交流励磁机旋转整流器励磁系统（无刷励磁）：交流励磁机励磁系统是国内运行经验最丰富的一种
系统。它有一个薄弱环节-滑环。滑环是一种滑动接触元件，随着发电机容量的增大，转子电流也相应增大，这给滑环的正常运行和维护带来了困难。为了提高发电机组的容量，就必须设法取消滑环，使整个励磁系统都无滑动接触元件，即无刷励磁系统。
8 P55无刷励磁系统性能和特点：无炭刷和滑环，维护工作量可大为减少；发电机励磁由励磁机独立供电，
供电可靠性提高；发电机励磁控制是通过调节交流励磁机的励磁实现的，因而励磁系统的响应速度减慢；发电机转子及其励磁电路都随轴旋转，因此在转子回路中不能介入灭磁设备，发电机转子回路无法实现直接灭磁；要求旋转整流器和快速熔断器等有良好的机械性能；因没有接触部件的磨损，也就没有炭粉和铜末引起的对电机绕组的污染，故电机的绝缘寿命较长。
9. P58同步发电机励磁系统中整流电路的主要任务：将交流电压整流成直流电压供给车发动机励磁绕组或
励磁机的励磁绕组
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