电力系统自动装置实验报告

电力系统自动装置原理实验报告

班级:

姓名:

学号:

指导老师:

实验一发电机自动准同期装置实验

一、实验目得

1、加深理解同步发电机准同期并列原理,掌握准同期并列条件;

２、掌握微机准同期控制装置及模拟式综合整步表得基本使用方法;

3、熟悉同步发电机准同期并列过程;

4、学会观察、分析有关实验波形、

二、实验基本原理

(一)控制发电机运行得三个主要自动装置

同步发电机从静止过渡到并网发电状态,一般要经历以下几个主要阶段:

(1)起动机组,使机组转速从零上升到额定转速;

(2)起励建压,使机端电压从残压升到额定电压;

(3)合出口断路器,将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行;

(4)输出功率,将有功功率与无功功率输出增加到预定值。

上述过程得控制,至少涉及3个自动装置,即调速器、励磁调节器与准同期控制器。它们分别用于调节机组转速／功率、控制同步发电机机端电压/无功功率与实现无扰动合闸并网。

(二)准同期并列得基本原理

将同步发电机并入电力系统得合闸操作通常采用准同期并列方式。

准同期并列要满足以下四个条件:

(1)发电机电压相序与系统电压相序相同;

(２)发电机电压与并列点系统电压相等;

(3)发电机得频率与系统得频率基本相等;

(４)合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。

具体得准同期并列得过程如下:先将待并发电机组先后升至额定转速与额定电压,然后通过调整待并机组得电压与转速,使电压幅值与频率条件满足,再根据“恒定越前时间原理”,由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令,使出口断路器合上得时候相位差尽可能小。这种并列操作得合闸冲击电流一般很小,并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。

自动准同期并列,通常采用恒定越前时间原理工作,这个越前时间可按断路器

得合闸时间整定。准同期控制器根据给定得允许压差与允许频差,不断地检查准同期条件就是否满足,在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压、均频控制脉冲。当所有条件均满足时,在整定得越前时刻送出合闸脉冲。

正弦整步电压就是不同频率得两正弦电压之差,其幅值作周期性得正弦规律变化。它能反映两个待并系统间得同步情况,如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映得就是不同频率得两方波电压间相角差得变化规律,其波形为三角波、它能反映两个待并系统间得频率差与相角差,并且不受电压幅值差得影响,因此得到广泛应用、

(三)同期点

发电厂发电机得并列操作断路器,称为同期点。除了发电机得出口断路器之外在一次电路中,凡有可能与发电机主回路串联后与系统(或另一电源)之间构成唯一断路点得断路器,均可作为同期点。例如,发电机—变压器组得高压侧断路器,发电机—三绕组变压器组得各侧断路器等,都可作为同期点、在同期点应装设准同期装置、

关于准同期并列得详细介绍,请参瞧杨冠城主编得教材《电力系统自动装置原理(第四版)》得相关章节。

三、实验设备简介

实验室得微机准同期装置型号为HGＷT-04,安装在实验室主测量控制试验台得正中央,其面板图如图３-1所示。

图3-1HGWＴ-04微机准同期控制器得面板图

(一)、面板简介

1、数码显示器

主要用以显示发电机频率、发电机电压、系统频率、系统电压及准同期控制

整定参数;

2、指示灯

它们就是:〖+24V电源〗、〖微机正常〗、〖同期命令〗、〖参数设置〗、〖频差闭锁〗、〖加速〗、〖减速〗、〖压差闭锁〗、〖升压〗、〖降压〗、〖相差闭锁〗、〖合闸出口〗、〖DL合〗、〖圆心〗。

３、ＬED旋转灯光整步表

用48只发光二极管围成一个圆圈,表示３６0?相角(每点７、5?)。用点亮二极管得方法指示当前相角,因此当相角在０～360?之间变化时,灯光就旋转起来,如同整步表一样、如将接入准同期控制器得系统电压取自线路末端,该灯光整步表还可在发电机并入系统后指示发电机机端电压与系统电压之间得功角。

(二)、操作按钮

一共有6个按钮,它们就是【同期命令】、【参数设置】、【参数选择】、下三角【▼】、上三角【▲】、【复位】。

(三)显示画面说明

显示器显示内容:

显示组１:发电机频率Hz ?发电机电压V

系统频率Ｈz??系统电压V

显示组2:频差??电压差

允许频差??允许电压差

显示组3:频差???相角差

允许频差??越前角

显示组4:1 11１?1 1 11(或2 ２ 2 2 2 22２)

相角差整定电压(V) 电压差整定电压(V)

显示组5:以十六进制显示如下:

注意:通过按增、减按钮,可以切换显示组别。

四、实验内容与步骤

(一)自动准同期得准备工作

1、投入无穷大电源并合上线路开关至发电机同期点;

2、启动原动机,按照模拟要求选择相应得模拟方式,将机组转速升到额定转速;

3、发电机建压到额定电压;

4、选择待并列得机组编号为1号机,将同期方式选为自动同期。

(二)自动准同期并列

1、按下微机准同期装置面板上得【同期命令】按钮,注意观察信号灯与显示器得变化过程;

2、用录波仪将合闸瞬间得机端电流波形记录下来;

3、跳开出口断路器,将发电机组与系统解列。

(三)观察与分析

1、操作调速器上得增速或减速按钮调整机组转速,记录微机准同期控制器显示得发电机与系统频率。观察并记录旋转灯光整步表上灯光旋转方向及旋转速度与频差方向及频差大小得对应关系,将相关结果记录于表３-１、

表3-1不同频差时旋转灯光整步表灯光旋转情况记录表

2、使发电机与系统得频差维持在一个定值,通过按增磁、减磁按钮,观察旋转灯光整步表得灯光旋转方向与旋转速度就是否受影响、

3、调节转速与电压,观察并记录微机准同期控制器得频差闭锁、压差闭锁、相差闭锁灯亮熄规律,将结果记录于表３—2。

表3—2 频差闭锁、压差闭锁、相差闭锁灯亮熄规律表

4、将发电机电压与系统电压接入录波仪,观察正弦整步电压(即脉动电压)波

形,观察并记录电压幅值差大小与正弦整步电压最小幅值间得关系;观察并记录正弦整步电压幅值达到最小值得时刻所对应得整步表指针位置与灯光位置。

(四)偏离准同期并列条件合闸(选做)

本实验项目仅限于实验室进行,不得在电厂机组上使用!！！

选择手动并列方式,进行单独一种并列条件不满足情况下得手动准同期并列试验,记录功率表冲击情况:

1、电压差、相角差条件满足,频率差不满足,在f F＞ｆX与f F〈ｆX时手动合闸,观察并记录实验数据,分别填入表3—3(注意:频率差不要大于0。5Ｈz)。

2、频率差、相角差条件满足,电压差不满足,V F>V X与V F＜V X时手动合闸,观察并记录实验数据,分别填入表３－3(注意:电压差不要大于额定电压得10％)。

3、频率差、电压差条件满足,相角差不满足,顺时针旋转与逆时针旋转时手动合闸,观察并记录实验数据,分别填入表3—3(注意:相角差不要大于30o)。

表3-3 频差闭锁、压差闭锁、相差闭锁灯亮熄规律表

注:有功功率P与无功功率Ｑ也可以通过微机励磁调节器得显示观察。

(五)停机

当同步发电机与系统解列之后,按调速器得【停机/开机】按钮使〖停机〗灯亮,即可自动停机,当机组转速降到85％以下时,微机励磁调节器自动逆变灭磁、待机组停稳后断开原动机开关,跳开励磁开关以及线路与无穷大电源开关。

注意事项:

当微机准同期装置面板上得指示灯、数码管显示都停滞不动时,此时微机准同期控制器处于“死机”状态,按一下“复位”按钮可使微机准同期控制器恢复正常、

五、实验报告要求

1、描述正常自动准同期并列过程中,按下微机准同期装置面板上得【同期命令】按钮后,结合微机准同期装置面板上得指示灯、显示器显示内容得变化,分析自动准同期得调整并列过程、

答:微机准同期装置正常工作时,LＥD旋转灯光整步表上得灯依次闪烁,圆心

灯亮。显示器显示为发电机得电压与频率及系统得电压与频率,按下微机准同期装置面板上得【同期命令】按钮后,【同期命令】指示灯亮,旋转灯闪烁速度逐渐减慢、此时,微机准同期控制器将自动进行均压、均频控制并检测合闸条件,显示器上得电压、频率改变,合闸条件满足时圆心灯灭,旋转灯上得0°指示灯亮,进行合闸操作。

2、分析正常自动准同期并列时得机端电压、电流波形。

答:正常自动准同期并列就是,对电网冲击很小,机端电压与电流波形畸变不大,波形成正弦。

3分析不同频差时,旋转灯光整步表上灯光旋转方向及旋转速度与频差方向及频差大小得对应关系。

4、分析频差闭锁、压差闭锁、相差闭锁灯亮熄规律。

答:频差闭锁:当频差较大时,频差闭锁指示灯亮,闭锁同期功能,若此时按下同期按钮,增速(减速)指示灯亮,当频差减小到一定范围时,频差闭锁指示灯灭,允许同期;

压差闭锁:当压差较大时,压差闭锁指示灯亮,闭锁同期功能,当压差回复到允许同期得范围内时,压差闭锁指示灯灭;

相差闭锁:当相差较大时,相差闭锁指示灯亮,闭锁同期功能,当相差恢复到允许同期得范围内时,相差闭锁指示灯灭。

５、分析正弦整步电压波形得变化规律,并分析正弦整步电压幅值达到最小值时所对应得整步表指针位置与灯光位置。

答:正弦整步电压波形得就是正弦脉动波,它得包络就是正弦型得,即与之差幅值就是包络得,就是正弦变化。整步电压幅值最小时,整步表灯光位于最上方、６、实验心得。

这次实验使我加深理解同步发电机准同期并列原理,掌握准同期并列条件,掌握微机准同期控制装置及模拟式综合整步表得基本使用方法;熟悉同步发电机准同期并列过程。

六、思考题

１、相序不对(如系统侧相序为A、B、Ｃ、为发电机侧相序为A、C、B),能否并列？为什么？

答:相序不对不允许并列。相序不同相当于两相短路,会形成很大得环流,轻则设备开关跳闸,重则电源网络(总变电站)跳闸,导致网域大部分停电事故、

２、电压互感器得极性如果有一侧(系统侧或发电机侧)接反,会有何结果?

答:会使得相角相差１80°,如果仍以相同条件进行同期合闸操作,此时合闸得电压差就是最大得,合闸将引起非常大得冲击电流、

3、准同期并列与自同期并列,在本质上有何差别?如果在这套机组上实验自同期并列,应如何操作？

答:本质区别就是就是否需要检测同期、自同期法并列就是将未励磁而转速接近同步转速得发电机投入系统并立即(或经一定时间)加上励磁,让系统将发电机拖入同步,不需要检测同期;而准同期并列就是在所有并列条件满足得情况下才将发电机投入系统,需要检测同期。

如果在这套机组上实验自同期并列,应:1、将发电机拖到接近同步转速;2、合上并列断路器,将发电机投入系统;3、立即加上励磁、

4、合闸冲击电流得大小与哪些因素有关？频率差变化或电压差变化时,正弦整步电压得变化规律如何？

答:与合闸时候得电压幅值差,合闸相角差,发电机次暂态电抗,电力系统等值电抗, 发电机交轴次暂态电抗,发电机交轴次暂态电势等因素有关、频率差变化或电压差变化时,正弦整步电压得随着频率差变化或电压差变化而变化。因为不仅与电压差值有关,还与合闸相角差有关,而频率差就是也会变化。所以正弦整步电压随着它们得变化而变化。

5、当两侧频率几乎相等,电压差也在允许范围内,但合闸命令迟迟不能发出,这就是一种什么现象？应采取什么措施解决?

答:这就是存在合闸相角差得现象,应该采取恒定越前相角或者恒定越前时间方法进行合闸操作、

６、在f F〉ｆＸ或者f F＜f X,VＦ＞VＸ或者ＶF＜VＸ下并列,机端有功功率表及无功功率表得指示有何特点?为什么?

答:ｆF＞ fX:有功功率为正,无功功率为负

fF〈fＸ:有功功率为负,无功功率为正

VF＞ＶＸ:有功功率为零,无功功率为正

ＶＦ< VＸ:有功功率为零,无功功率为负

七、实验总结

１、准同期并列须满足发电机相序、电压、频率、相位分别与系统相序、电压、频率、相位一致、

2、自动准同期得调整并列过程:

1)调整发电机电压幅值使其与系统电压幅值相等;

2)调整发电机转速使发电机频率与系统频率相等;

３)在相位重合前一定时刻发合闸脉冲(断路器得固有合闸时间),合上断路器。

3、频差不同时,整步表上灯光旋转方向及旋转速度与频差方向及频差大小有关、当ｆF＞fX时,整步表上灯光顺时针方向旋转,且频差越大,旋转速度也越大;当fF<ｆX时,整步表上灯光逆时针方向旋转,且频差越大,旋转速度也越大。

实验二同步发电机励磁调节装置实验

一、实验目得

1、加深理解同步发电机励磁调节原理与励磁控制系统得基本任务;

2、了解自并励励磁方式与它励励磁方式得特点;

3、了解微机励磁调节器得基本控制方式;

4、熟悉微机励磁调节器得使用方法及常规励磁系统试验得基本试验方法;

５、熟悉三相全控桥整流、逆变得工作波形,观察触发脉冲及其相位移动;

二、实验基本原理

同步发电机得励磁系统由励磁功率单元与励磁调节器两个部分组成,它们与同步发电机一起构成一个闭环反馈控制系统,称为励磁自动控制系统。同步发电机励磁控制得基本任务主要包含以下三个方面:稳定电压,合理分配无功功率与提高电力系统稳定性。

同步发电机在并网前,励磁调节器在自动方式运行时能维持机端电压在恒定水平,当操作【增磁】、【减磁】按钮时,可以升高或降低发电机得电压;当发电机并网运行时,操作【增磁】、【减磁】按钮,可以增加或减少发电机得无功输出,而机端电压按调差特性曲线变化。当发电机正常运行时,控制角α小于90°;当停机时α大于90°,实现逆变灭磁。

三、实验内容与步骤

(一)自并励方式下起励实验

1、启动原动机,将机组转速升到额定转速。

2、合WＬ—04微机励磁系统调节及负阻器屏工作电源。

３、切换【励磁方式】转换开关,选择励磁方式为微机自并励。

４、合上磁场开关。

５、设置控制方式为恒UF控制。

6、检查控制参数与试验要求值就是否相符。

７、设置允许起励。

8、起励,发电机开始建压并快速稳定在空载额定。注意观察在起励时励磁电流与励磁电压得变化(瞧励磁电流表与电压表)。用录波仪记录发电机起励波形,观察起励曲线,测定起励时间、超调、振荡次数等指标,记录起励后得稳态电压与系统电压。

(二)空载调节励磁实验

按【增磁】、【减磁】按钮,在70％～１10%空载额定电压范围内调节机端电压,用录波仪记录发电机机端电压、励磁电压波形,用示波器记录励磁电压波形,注意观察机端电压与励磁电压得关系、

(三)同期并列

１、投入无穷大电源并合上线路开关至发电机同期点。

2、选择待并列得机组编号为1号机,将同期方式选为自动同期、

3、执行准同期并列,将发电机组与系统并列、

(四)负载调节无功实验

1、先调节有功功率到1kW。

2、按【增磁】、【减磁】按钮增减励磁,使无功功率在－１kW到1kW范围内调整,用录波仪记录机端电压、机端电流、励磁电压波形,并用示波器记录励磁电压波形,注意观察负载情况下励磁电压与机端电压、无功功率得关系。

(五)强励实验

１、调整发电机有功功率为２kW,功率因数为０、８。

2、在5０％线路上进行单相接地短路试验,并用录波仪记录下强励波形,测定强励电压倍数。

3、在线路首端上进行单相接地短路试验,并用录波仪记录下强励波形,测定强励电压倍数。

(六)甩负荷实验

1、调整发电机运行到额定功率,有功为4ｋW,功率因数0、８。

２、跳出口断路器,使发电机组与系统解列。并用录波仪记录甩负荷波形,注意观察甩负荷后机端电压与励磁电压得动态过程、

(七)逆变灭磁实验

手动按下【灭磁】按钮,〖灭磁〗指示灯亮,实现逆变灭磁,用录波仪记录灭磁曲线。注意观察励磁电流表与励磁电压表得变化以及励磁电压波形得变化。

(八)她励方式下起励实验

１、切换【励磁方式】转换开关,选择励磁方式为微机她励。

2、起励,发电机开始建压并快速稳定在空载额定,用录波仪记录发电机起励波形。

(九)跳灭磁开关灭磁实验

按下励磁开关得【跳闸】绿色按钮,其绿色按钮指示灯亮,表示灭磁电阻对励磁绕组进行灭磁,并用录波仪记录发电机灭磁波形、

(十)停机

1、将原动机转速降到零。

２、按照主接线图,以给系统送电时合线路开关相反得顺序(先通后断),把线路开关依次跳开。

3、退出无穷大电源系统。

(十一)不同α角(控制角)对应得励磁电压波形观测(选做)

１、励磁方式保持她励,选择恒α控制方式、

2、合上励磁开关。

3、将示波器接到励磁屏得励磁电压表得信号输入端。

４、在不启动机组得状态下,松开微机励磁调节器得【灭磁】按钮,操作【增磁】、【减磁】按钮即可逐渐减小或增加控制角α,从而改变三相全控桥得电压输出及其波形,通过示波器观测不同α角时得励磁电压波形、

四、实验记录

1。自并励方式下起励

实验波形如下图1所示。

由图1所示同步发电机零起升压实验波形可计算得:超调量:7.4%,上升时间:0.75ｓ,振荡次数:０。5次、在同步发电机零起升压过程中,发电机定子三相电压幅值基本相同,相位相差120度;负载电压在升压过程中会产生２-—3倍得过电压,机端电压达到额定值后,负载电压为一稳定值。定子电流在此过程中保持恒定、

2.空载调节励磁实验

实验波形如下图2所示、

为按【减磁】按钮,在１１０％～70％空载额定电压范围内调节机端电压,得到如图2所示波形。由图2可知,在1１0%～70％空载额定电压范围内励磁系统得自动电压调节能稳定、平滑地调节。机端电压与励磁电压同步变化,发电机定子三相电压始终保持幅值相等,相位相差120度。

3、空载阶跃实验

实验波形如下图3所示。

由图3所示同步发电机零起升压实验波形可计算得超调量:34、2%,上升时间:0、06s,振荡次数:０.5次,超调量已超出国标规定。发电机在空载运行中收到阶跃信号扰动时,会使机端电压升高,产生较高得电压幅值、

4.负载调节实验

实验波形如下图4所示。

图４为有功功率为1kW时,按【增磁】、【减磁】按钮增减励磁,使无功功率在1kW到－１kW范围内调整所得。在调节无功功率得过程中,机端电压、机端电流保持不变,励磁电流(电压)随无功功率绝对值得减小而下降、随无功功率绝对值得增大而上升;有功功率随无功功率得减小而上升。可见,无功功率与励磁电压有关。

5.强励实验

实验波形如下图５所示。

图５记录得波形为发生AB相间短路,短路时间等于0、3s,短路后电压下降到55％,短路故障消除后,电压恢复到短路故障前得状态得过程。

发生AB相间短路时,电压下降到55%,为维持机端电压恒定,需增大励磁电压以补偿无功功率。由图５可知,在故障时得强励电压约为正常运行时得４~5倍。

6.甩负荷实验

实验波形如下图6所示。

图6所示为当发电机运行到额定功率,有功为４ｋW,功率因数０、８时,跳出口断路器,使发电机组与系统解列,此时有:超调量:２8、3％,调节时间:０.６4ｓ,振荡次数:1、5次,机端电压升高,励磁电压下降,经振荡后稳定、

7、逆变灭磁实验

手动按下【灭磁】按钮,〖灭磁〗指示灯亮,实现逆变灭磁,灭磁曲线如图7所示、

由图7可得,逆变灭磁过程中,励磁电流与励磁电压均快速降为零、

8。她励方式下起励实验

微机她励方式下起励,发电机开始建压并快速稳定在空载额定,波形如图8所示。其超调量为10、5%,上升时间等于0、18s,振荡次数为1次。起励过程中发电机定子三相电压幅值基本相同,相位相差12０度。

9.跳灭磁开关灭磁实验

跳灭磁开关灭磁实验波形如下图9。

五、思考题

１、逆变灭磁与跳励磁开关灭磁主要有什么区别？

答:灭磁开关灭磁,就是在灭磁开关主接点断开前先通过一个灭磁接点接入灭磁电阻,然后断开主接点,在灭磁开关主接点断开后由于灭磁接点把灭磁电阻

与转子并联,励磁绕组能量转移到灭磁电阻发热消耗以达到灭磁目得。逆变灭磁-就是在灭磁命令发出后,励磁调节器控制可控硅,使三相全控桥得控制角大于90度,此时可控硅处于逆变状态,它把励磁绕组能量吸入到励磁变压器及定子消耗掉。

2、比较在它励方式下强励与在自并励下强励有什么区别？

答:自并励系统强励倍数高,电压响应速度快,再加上选择先进得控制规律,能够有效地提高系统暂态稳定水平。

3、比较四种运行方式:恒UF、恒IL、恒Ｑ与恒α得特点,说说她们各适合在何种场合应用？

答:恒UＦ即保持机端电压稳定、恒IＬ即保持励磁电流稳定、恒Q即保持发电机输出无功功率稳定、恒α即保持控制角稳定、其中,恒α方式就是一种开环控制方式,只限于它励方式下使用。

4、电力系统在什么情况下要投入ＰSS？ＰSS得作用?

答:在电力系统稳定性不满足要求时要投入PＳS,ＰSS得主要作用就是抑制系统得低频振荡,提高电力系统得动态稳定性。

5、在负载运行得时候,在机组没有达到额定值时,有时候按增励按钮,但无功增不上去(增励按钮没有坏),这就是什么原因,怎么解决?

答:这时候发电机发出得无功功率已经达到其上限值,因此继续增加励磁无功功率不会再增加。要增加无功功率,可并联无功补偿装置,如静止无功补偿器(S ＶC)、静止无功发生器SVG等。

6、机组负载运行得时候,若发生功率振荡,应该怎么办？

答:功率振荡主要就是系统受到小扰动引起,发生功率振荡时应增大系统阻尼或采用无功补偿、

７、自并励与她励得空载机端电压波形哪个更平滑,为什么?

答:自并励空载机端电压更平滑,自并励时间常数较她励得时间常数大,即励磁系统得电压增长速率较小,因此其空载机端电压更平滑、

实验三同步发电机频率调节装置实验

一、实验目得

1、加深理解同步发电机频率调节装置得原理与频率调节得基本任务;

2、熟悉微机频率调节装置得基本使用方法。

二、实验基本原理

调速系统就是原动机系统得一个重要组成部份,它得作用主要就是自动维持机组得转速与自动分配机组之间得负荷。在电力系统中与其她自动控制装置联合作用还能够进行频率得自动调节。目前,由于新型调速器得应用,不仅灵敏度与反应速度提高了,而且还能够反映电力系统得其她运行参数(如电压、电流、频率、功角等)。因此,调速系统对于提高电力系统得稳定性,改善再同期得条件,以及与励磁调节系统相结合,实现系统得最佳控制等,都将发生重要得作用。

原动机调速器按原动机得类型可分为水轮机调速器与汽轮机调速器两类,而按调速器本身结构又可分为离心飞摆式、机械液压式与电气液压式调速器等、它们得主要区别在于测量元件,而它们得构成原理与液压传动系统就是基本相似得,因此它们得主要环节特性与参数就是基本一致得。原动机调速器一般由测量、放大、执行、调差、反馈等环节组成,不论就是汽轮机,还就是水轮机,其调速器得执行环节都就是利用液压放大原理来控制汽门(或导叶)开度。

同步发电机组在并网前,调速器在自动方式运行时能维持机组频率保持恒定水平,当操作【增速】与【减速】按钮时可以升高或降低发电机组得频率;当发电机并网运行时,操作【增速】与【减速】按钮,可以增加或减少发电机得有功输出,而频率按调差特性曲线变化。

三、实验内容与步骤

(一)机组启动实验

1、给系统上电。

2、投入无穷大电源系统,按照主接线图依次合线路开关,把电送到发电机变压器高压侧断路器母线侧。

3、合TGS-0３原动机及调速系统仿真屏电源开关。

４、设定调速器得工作方式为:水轮机+调速器。

5、设定原动机及调速器得控制参数、

6、按下原动机调速系统屏面板上得【合闸】按钮,合上原动机开关。

7、设置允许启动。

8、松开原动机及调速系统仿真器面板上得【开/停机】按钮,原动机开始启动。注意观察电枢电压表得电压值以及频率得变化过程。

(二)空载调节频率实验

1、发电机采用自并励励磁方式,恒ＵF控制方式,起励建压到空载额定。

2、按【增速】、【减速】按钮,用录波仪记录试验波形,并注意频率、机端电压得变化、

(三)负载调节有功功率实验

1、采用自动准同期并列方式,将机组与系统并列。

2、调整无功功率在1kvａr左右。

３、按【增速】、【减速】按钮,调整输出有功功率稳定在2ｋW,用录波仪记录试验波形,并注意有功功率、无功功率得变化。

(四)甩负荷实验

１、调整发电机运行到额定功率,有功为４kW,功率因数０、8。

２、跳出口断路器,使发电机组与系统解列。用录波仪记录甩负荷波形,注意观察甩负荷后频率得变化过程,并注意听发电机运行声音得变化、

(五)调速器退出情况下得机组启动

1、按【减速】按钮将机组转速降到零,发电机自动逆变灭磁、

2、退出调速器,设定调速器得工作方式为:水轮机、

３、松开原动机及调速系统仿真器面板上得【开/停机】按钮,原动机开始启动。注意观察电枢电压表得电压值以及频率得变化过程、

(六)停机

１、将原动机转速降到零、

２、按照主接线图,以给系统送电时合线路开关相反得顺序(先通后断),把线路开关依次跳开。

3、退出无穷大电源系统。

四、实验报告要求

1、对比有调速器投入与调速器退出两种状态下起动原动机得区别。

答:无调速器下启动原动机时,原动机输出功率最大值就是在额定条件下,即转速与转矩均为额定值时出现,其机组得功率—-频率特性为斜率恒定得一条斜线;有调速器投入时启动原动机,机组得功率——频率特性由一组静态特性曲线组成,可实现有差调节。

2、分析空载得时候调节频率与与调节电压得关系,以及负载时调节有功与无功得关系。

答:空载得时候调节频率就是通过调节原动机得输出功率来实现得,调节电压就是通过调节励磁系统得励磁电压实现;负载时调节有功通过调节原动机得输出功率来实现得,调节有功得同时,无功也会改变;调节无功通过调节励磁系统得励磁电压实现,不会影响有功功率、

3、分析甩负荷后调速器得控制过程。

答:甩负荷后,原动机输出功率大于负荷功率,发电机转速增大,调速器迅速关闭导叶(或汽门),减小原动机出力,根据反馈信息不断调整,使原动机输出功率与电

磁功率平衡,重新达到稳定运行、

五、思考题

１、实际电力系统中一次调频与二次调频怎么配合使电力系统频率稳定?

答:一次调频就是发电机组调速系统得频率特性所固有得能力,随频率变化而自动进行频率调整,就是有差调节,不能维持电网频率不变,在电力系统中发生频率变化时,只能缓与电网频率得改变程度;为恢复电网频率,还需要进行二次调频、

2、为什么空载时调节原动机就是调节转速,而负载得时候就是调节有功功率？

答:P=ＵIcoｓ,空载时负荷电流I为零,因此无法调节有功功率,又有功功率与频率有关,频率由转速决定,因而空载时调节原动机就是调节转速,而负载得时候就是调节有功功率、

３、为什么按【增速】、【减速】按钮后,转速或者有功功率会过一会再变化?

答:按【增速】、【减速】按钮后,由于励磁系统与原动机得各元器件有一定得时延、惯性存在,转速或者有功功率会过一会再变化、

4、为什么并网后,调节有功与调节无功功率会相互影响?

答:并网后,调节有功与调节无功功率会受到系统运行方式得变化、外界机组出力得变化、系统功率传输与厂用电负荷得变化等影响。因此,调节有功与调节无功功率会相互影响。

合肥工业大学电力系统自动装置习题

电力系统自动装置试题 课程代码：02304 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.AAT装置的主要作用是( ) A.提高供电可靠性 B.提高供电选择性 C.改善电能质量 D.提高继电保护的灵敏度 2.当在双电源线路上装设无电压检定和同步检定重合闸时，如果线路发生瞬时性故障，线路两侧重合闸的动作顺序是( ) A.同步侧先合，无压侧后合 B.无压侧先合，同步侧后合 C.两侧同时合 D.一侧合，另一侧不合 3.在330kV~500kV线路中，一般情况下应装设( ) A.单相自动重合闸装置 B.三相自动重合闸装置 C.综合自动重合闸装置 D.单相和三相自动重合闸 4.与线性整步电压波形的斜率大小成正比的是( ) A.频率差 B.电压差 C.相角差 D.导前时间 5.准同期装置中，利用线性整步电压获取导前时间脉冲的核心电路是( ) A.积分电路 B.微分电路 C.比例+积分电路 D.比例+微分电路 6.电力系统可能出现的最大有功功率缺额Pla.max与自动低频减负荷装置的切除负荷总量Pcut.max的关系为( ) A. Pla.max>Pcut.max B. Pla.max

电力系统自动装置试题和答案

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米取的安全措施。( 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____________<

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

电力系统自动装置原理复习资料(完整版!)

绪论 1、葛洲坝水电厂，输送容量达120万科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）CPU 16、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 S T，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

【范文】电力系统自动装置参考答案

电力系统自动装置参考答案 2-1 并列的允许电流值如何考虑?说明理由。 答: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。 理由:冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响,由于定子绕组端部的机械强度最弱,所以须特别注意对它造成的危害。由于并列操作为正常运行操作,冲击电流最大瞬时值限制在1~2倍的额定电流以下为宜。 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*s ω分别为21042.0-?、6102-?, 允许滑差角频率为21042.0-?,试分析最快与最慢两种情况。自动装置如何解决久等的问题? 答:ππω1002==N sN f ,ππω42.01001042.021=??=-s , ππω462102100102--?=??=s s s T ωπ 2=s T s 76.442.021==ππ,s T s 442101022=?=-π π 自动装置应该增加或减小发电机转速,使滑差角频率增大,从而 减小滑差周期,使等待时间缩短。 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。2号机励磁调节器调差系数为0.05,1号机为无差调节特性。若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的10%,问各机组承担的无功负荷增量是多少?母线上电压波动是多少?若发电厂 无功增量为它们总无功容量的60%,情况又如何?对各种情况进行讨论。 解:1号机额定无功功率())(49.1585.0arccos tan 25tan 111MVar P Q N G N G ===? 2号机额定无功功率 ())(99.3085.0arccos tan 50tan 222MVar P Q N G N G ===?若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的10%,则 ())(648.499.3049.15%10MVar Q =+?=?∑ 若1号机为无差调节特性,则系统中的负荷波动都由1号机承担,母线电压没有波动。 若发电厂无功增量为它们总无功容量的60%,则 ()MVar MVar Q 49.15)(888.2799.3049.15%60>=+?=?∑ 若仍是1号机为无差调节特性,则系统中的负荷波动都应由1号机承担,但此时系统的无功波动超过了1号机无功容量的额定值,所以此种情况无法调节。 3-4 如何在使发电机退出运行的时候避免无功电流的冲击?

电力系统自动装置试题和标准答案

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）A50MW以下 B10万千瓦以下 C10万兆瓦以上 D100MW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

电力系统自动装置原理复习思考题完整版

《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。 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。 8、简述直流励磁机励磁系统的优缺点。 答:优点：结构简单； 缺点：靠机械整流子换向，有炭刷和整流子等转动接触部件； 维护量大，造价高；

电力系统自动装置复习题及答案

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。（ A ） A 有功电流分量 B无功电流分量 C 空载电流分量 D短路电流分量 14.调速器通常分为机械液压调速器和调速器。 （ C ）

电力系统自动装置原理思考题及答案

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。

电力系统自动装置复习考试题

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.55Hz D.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

电力系统自动装置复习题

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.55Hz D.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。 13、电力系统自动装置的结构形式：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。 14、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。 15、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。 16、A/D 转换器是把模拟信号转换为数字信号，它是影响数据采集速度和精度的主要因素之一。 17、采样过程：对连续的模拟信号x （t ），按一定的时间间隔T s ，抽取相应的瞬时值。T s 的大小决定了采样信号的质量和数量，T s 称为采样周期。 18、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。 19、采用式)sin cos (2)(1 0t n b t n a a t f n n n ωω++=∑∞=对电流信号进行分解，0a 、n a 、n b 的物理意义分别是直流分量、n 次谐波分量的实部、n 次谐波分量的虚部。 20、模拟量信号采集到计算机系统中，需要对数据进行前置处理，其流程是：标度变换、有效性检验、线性化处理、数字滤波、数据保存。 21、常用的软件滤波方法有：算数平均法、加权平均法和一阶递归法等。 22、给出常用有功功率、无功功率的二表法和三表法的计算公式。 答：二表法：**A C AB CB S U I U I ??=+ ABR AR ABI AI CBR CR CBI CI P U I U I U I U I =+++ ABI AR ABR AI CBI CR CBR CI Q U I U I U I U I =-+- 三表法：***A B C A B C S U I U I U I ???=++ AR AR AI AI BR BR BI BI CR CR CI CI P U I U I U I U I U I U I =+++++ AI AR AR AI BI BR BR BI CI CR CR CI Q U I U I U I U I U I U I =-+-+- 在上述功率计算中所用的电压、电流均为有效值。 第二章 同步发电机的自动并列 一、选择题 1、同步发电机自动并列装置是一种（B ）。 A.自动调节装置 B.自动操作装置 C.安全自动装置 D.继电保护装置 2、电力系统运行中的主要并列方式为（C ）。 A. 自同期 B. 非同期 C.准同期 D.同周期 3、准同期并列装置的必备部分是（D ）。 A.合闸部分、电源部分 B.调频部分、电源部分 C.调压部分、电源部分 D.合闸、调频、调压、电源四部分 4、自动准同期并列装置中调压部分的作用是（A ）。 A.减小电压差 B.增加电压差 C.升高发电机电压 D.降低发电机电压 5、准同期并列的实际条件中，对电压差的要求是不大于额定电压的（A ）。 A.5％-10％ B.10％-15％ C.15％-20％ D.20％-30％

电力系统自动装置实验报告

电力系统自动装置原理 级: 名: 号: 指导老师:

实验一 发电机自动准同期装置实验 、实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制装置及模拟式综合整步表的基本使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、学会观察、分析有关实验波形。 二、实验基本原理 （一）控制发电机运行的三个主要自动装置 同步发电机从静止过渡到并网发电状态，一般要经历以下几个主要阶段： （1）起动机组，使机组转速从零上升到额定转速； （2）起励建压，使机端电压从残压升到额定电压； （3）合出口断路器，将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行； 输出功率，将有功功率和无功功率输出增加到预定值。 （4） 上述过程的控制， 至少涉及 3个自动装置， 即调速器、 励磁调节器和准同期 控制器。它们分别用于调节机组转速 /功率、控制同步发电机机端电压 /无功功率 和实现无扰动合闸并网。 （二）准同期并列的基本原理 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。 准同期并列要满足以下四个条件： 发电机电压相序与系统电压相序相同； 发电机电压与并列点系统电压相等； 发电机的频率与系统的频率基本相等； 合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。 1） 2） 3） （4） 具体的准同期并列的过程如下： 先将待并发电机组先后升至额定转速和额定 电压，然后通过调整待并机组的电压和转速， 使电压幅值和频率条件满足， 再根 据“恒定越前时间原理 ”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时 机发出合闸命令， 使出口断路器合上的时候相位差尽可能小。 这种并列操作的合 闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。 自动准同期并列， 通常采用恒定越前时间原理工作， 这个越前时间可按断路

电力系统自动装置本科)

在线考试2018年秋|电力系统自动装置|本科 一、单项选择题 1. 频率是标志电能质量的基本指标之一，同时也反映了系统（）的平衡状况。 (A) 无功功率 (B) 有功功率 (C) 电流 (D) 电压 分值：2 2. 从提高自动低频减载装置的效果出发，应该选择（）。 (A) 级差大一些，每级切除的负荷少一些 (B) 级差小一些，每级切除的负荷少一些 (C) 级差大一些，每级切除的负荷多一些 (D) 级差小一些，每级切除的负荷多一些 分值：2 3. 调峰电厂一般选择（）。 (A) 经济性能较差的火力发电厂 (B) 大容量机组的火力发电厂 (C) 核电厂 (D) 丰水期的水电厂 分值：2 完全正确得分：2 4. 与频率变化无关的负荷是（）。 (A) 通风机 (B) 切削机床 (C) 白炽灯 (D) 压缩机 分值：2 5. （）是负荷静态频率特性曲线上对应额定频率点的切线的斜率。 (A) 功率因数 (B) 负荷调节效应系数 (C) 调差系数

(D) 单位调节功率 分值：2 6. 同步发电机电压一无功电流外特性为正调差时（）。 (A) 若无功电流增加，则机端电压下降 (B) 若无功电流减少，则机端电压下降 (C) 若无功电流绝对值减少，则机端电压下降 (D) 若无功电流绝对值增加，则机端电压下降 分值：2 完全正确得分：2 7. 控制角α为（）度时，三相桥式全控整流电路，电阻性负载输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。 (A) 120 (B) 60 (C) 0 (D) 30 分值：2 8. 大型发电机的自并励励磁系统采用（）。 (A) 三相桥式不可控整流电路 (B) 三相桥式全控整流电路 (C) 三相桥式半控整流电路 (D) 单相桥式全控整流电路 分值：2 9. 负荷增大时，并网运行的发电机台数将（）。 (A) 增多 (B) 不变 (C) 减小 (D) 不确定 分值：2 完全正确得分：2 10. 为了提高供电的可靠性和电能质量，电力系统中的发电机通常都采用（）运行。 (A) 串并联

2005年7月全国电力系统自动装置试卷

2005年7月全国电力系统自动装置试卷 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题1.5分，共24分) 1. 暗备用的接线方式应使任一电源的容量按照通过( )来考虑。 A. 一段母线总负荷 B. 二段母线总负荷 C.一段母线和二段母线之和的总负荷 D. 一段母线和二段母线之差的总负荷 2. AAT的监视和反映工作电源有无电压的继电器是( )。 A. 低电压继电器 B. 过电压继电器 C. 低电流继电器 D. 过电流继电器 3. 装有三相一次自动重合闸的线路上，发生永久性故障，断路器切断短路电流次数是( )。 A. 一次 B. 二次 C. 三次 D. 多次 4. 双侧电源线路的三相快速自动重合闸在( )时不应该动作。 A. 瞬时性故障跳闸 B. 永久性故障跳闸 C. 瞬时保护动作 D. 延时保护动作 5. 由于潜供电流的影响，单相AAR动作时限比三相AAR动作

A. 长一些 B. 一样长 C. 短一些 D. 一样短 6. 同步发电机自同步并列的条件是发电机( )。 A. 未加励磁、接近同步转速 B. 已加励磁、接近同步转速 C. 未加励磁、未接近同步转速 D. 已加励磁、未接近同步转速 7. 自动准同步装置中频差检查时，如果导前相角脉冲先于导前时间脉冲出现，说明( )。 A. |ωs| |ωs.set| B. |ωs|=|ωs.set| C. |ωs| |ωs.set| D. |ωs|与|ωs.set|无关 8. 可控相位复式励磁调节器工作特性是在同样的功率因数下，定子电流愈大，相应的特性曲线( )。 A. 升高 B. 不变 C. 降低 D. 不变后降低 9. 要实现逆变灭磁，三相全控桥式整流电路的控制角α应在( )区间内较为合适。 A. α90° B. 90°α180° C. α90° D. 90°α150° 10. 调差系数Kadj 0时，对应的同步发电机外特性( )。 A. 上翘 B. 水平 C. 下倾 D. 垂直 11. 在电力系统旋转备用起作用前，为防止AFL装置误动作的措

电力系统自动装置原理知识点教学内容

第二章同步发电机的自动并列 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】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。 3】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。 4】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°。 5】在自动并列装置中，三个条件的检测？ 答：频率差的检测：（1）数字并列装置：直接测得机端电压和电网频率求出f?、 f t ??? 进行判断。（2）模拟并列装置：比较恒定越前时间电平检测器和恒定越前相角电平检测器动 作次序来实现f?检测；恒定相角先于恒定时间动作时滑差小于允许值，符合并列条件。 电压差的检测：直接读入U G和U X值，然后作计算比较：采用传感器把交流电压方均根值转换成低电平直流电压，然后计算两电压间的差值，判断其是否超过该定限值，并获得待并发电机组电压高于或低于电网电压的信息； 直接比较U G和U X的幅值大小，然后读入比较结果。待并发电机电压U G和电网电压U X分别经变压器和整流桥后，在两电阻上得到与U G、U X幅值成比例的电压值U‘G和U’X，取U AB=U’X-U ‘ G，用整流桥得检测电压差的绝对值∣△U AB∣，电压差测量输出端的电位为U D=∣△U AB∣-U set，其中U set为允许电压差的整定电压值，当U D为正时，表明电压差超过并列条件的允许值。 相角差的检测：把电压互感器二次侧U X、U G的交流电压信号转换成同频、同相的两个方波，把这两个方波信号接到异或门，当两个方波输入电平不同时，异或门的输出为高电平，用于 控制可编程定时计数器的计数时间，其计数值N即与两波形间的相角差 e δ相对应。CPU可读取矩形波的宽度N值，求得两电压间相角差的变化轨迹。

2015-2016电力系统自动装置卷子

武汉大学2015~2016学年第2学期 《电力系统自动装置原理》试卷A卷班级姓名学号分数 一、单项选择题（每题2分，共30分） 1．无刷励磁取消了转子滑环，下面的励磁方式中，属于无刷励磁的是（） A．自并励励磁方式 B．直流励磁机供电的励磁方式 C．交流励磁机经旋转二极管整流的励磁方式 D．交流励磁机经静止二极管整流的励磁方式 2．适用于大型互联电力系统频率调节的方法有（） A．主导发电机法 B．积差调频法 C．频率联络线功率偏差控制方法 D．改进积差调频法 3．同步发电机并列是并列点两侧只有频率偏差，则并列瞬间的（） A．冲击电流很大，而后减小到零 B．冲击电流与频率偏差成正比 C．冲击电流为零，而后增大 D．冲击电流与频率偏差成反比 4．由于励磁控制系统具有惯性，有远距离输电系统中会引起（） A．进相运行 B．频震荡 C．欠励状态 D．低频震荡 5．调差系数<0时，为调差系数，对应的同步发电机外特性为。（）A．正，上倾 B．负，下倾 C．正，下倾 D．负，上倾

6．按提前量的不同，准同期装置可分为恒定越前相角和（） A．恒定越前功率 B．恒定越前电压 C．恒定越前频率 D．恒定越前时间 7．并联运行的两台发电机组配置了自动励磁调节系统，若电网无功负荷增加导致1号发电机输出的无功功率增量小于2号机，则两台发电机的励磁调差系数满足（）。 A．δ1>δ2>0 B．δ2>δ1>0 C．δ1<0<δ2 D．δ2<0<δ1 8．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。（） A．异步运行，短 B．步运行，长 C．同步运行，短 D．步运行，长 9．自动低频减载装置是用来处理（）事故的重要措施之一。 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．重无功功率缺额 10．线性整步电压含有待并网发电机机端电压与系统电压的（）信息。 A．值差与相位差 B．相位差与频率差 C．频率差与幅值差 D．A、B、C均有 11．某电力系统总有功负荷为3000MW（包括电网的有功损耗），系统的频率为50Hz，若K L*=1.5，则负荷频率调节效应系数K L值为（）。 A．80MW/Hz

电力系统自动装置原理附录思考题答案上课讲义

电力系统自动装置原理附录思考题答案 第一部分 自动装置及其数据的采集处理 1-1．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？ 【答案提示】 0a ：直流分量；n a ：n 次谐波分量的实部；n b ：n 次谐波分量的虚部。 1-2．采样的前期处理讨论： 【答案提示】 如果正态分布均匀，那么采用4只电阻串联采样的方式要比采用一只电阻采样的精确度高； 是用算术平均法进行滤波有两种方式， 其一：10 ~10 21a a a a +++= ； 其二：2~211a a a +=，2~~312a a a +=，2~~423a a a += (2) ~~108a a a +=。 第二种方法只占有3个内存变量，每一次计算结果覆盖了前一次的采样数据，节省内存，另外，第二种方法滤波后的权重比例合理，10a 占权重为50%，更加接近采样的后期，因此计算机采样中经常采用。第一种方法的权重完全一样，10个采样数据各占10%，另外它需要 11个内存变量。总的来看，第二种方法的误差和实际意义都大于第一种。 第二部分 自动并列 2-1．略 2-2．略 2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1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。 第二部分 自动并列

2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1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。 【答案提示】 合闸相角差表达式为： ?? ?-=-=-==20 1002 12sin 2.0cos 2.0)(22δδδππππδe s e t t f f f 先不考虑提前量，则有： 01.02cos 1.0sin 2.0]2sin 2.0cos 2.0[0→++=+-=?πππδππδt t dt t t e e 2 5 1sin 01sin sin 1sin 21sin 212cos sin 222-= ?=--=+-+=++t t t t t t t 8078.32+=πk t 或6662.02-=πk t 8078.31=t ， 5.61692=t ，…… 考虑时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可为：3.6678秒，5.4769秒，等等。 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：** 1 ad f x I =，5.0,1,0===q d x x r ，???====8.0sin 6.0cos δδU u U u q d ，2 22q 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。 【答案提示】

电力系统自动装置原理复习思考题完整版

《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 、δ G=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。 8、简述直流励磁机励磁系统的优缺点。 答:优点：结构简单； 缺点：靠机械整流子换向，有炭刷和整流子等转动接触部 件；维护量大，造价高； ②保证系统运行的经济性；④保证提供强有力的事故处理措施。