电力系统自动化习题及答案.doc

电力系统自动化是电力行业中至关重要的一个领域，它涉及到电力设备的操作、监控以及故障处理等多个方面。本篇内容主要讨论的是电力系统自动化中的一个重要环节——发电机的自动并列，特别是同步发电机的并列操作及其相关习题解答。 1. **同步发电机并列方式**： - **准同期并列**：在并网前对发电机加励磁，调节其电压、频率和相位至与电网一致，然后并入，冲击电流小，对系统影响小。 - **自同期并列**：发电机不预先加励磁，当接近同步转速时合闸，随后加励磁，由系统拖入同步，速度快但冲击电流大，可能导致电压短时下降。 2. **准同期并列的理想条件**： -幅值相等：待并发电机电压与电网电压幅值差不超过5%-10%。 -频率相等：频率差不超过0.2%-0.5%。 -相角相等：相位差不超过5°。 3. **不满足理想条件的影响**： -幅值差：产生冲击电流，影响发电机绕组。 -频率差：导致拍振电压和电流，使发电机振动，频率差大时无法并入同步。 4. **正弦脉动电压**：在并列过程中用于检测电压差的波动，通过电压比较得到。波形包含了合闸所需的信息，如幅值、频率和相位。 5. **线性整步电压**：通过整形电路、相敏电路和滤波电路得到，特点是与输入电压幅值无关，只反映相位差。线性整步电压有助于准确判断并列条件。 6. **线性整步电压形成电路**： -整形电路：转换正弦波为方波，无关幅值。 -相敏电路：判断相位关系，输出高低电平。 -滤波电路：平滑波形，提供线性关系。 7. **合闸条件计算**： -计算Usmin，调整发电机电压使其满足合闸条件。 -调整发电机转速以匹配电网频率。 -计算相位差，确保在允许范围内。 8. **并列后同步过程**： -发电机电压超前或滞后电网时，会经历功率交换和速度调整，最终达到同步状态。 9. **提前发合闸脉冲**： -在相角差接近零时提前发脉冲，防止过大的冲击电流。提前时间取决于发电机和电网的特性。 10. **恒定越前时间检测**： -当检测到恒定超前相角电平低于恒定越前时间电平时，说明发电机转速小于允许滑差频率。 11. **电压超前滞后检测**： -通过比较发电机电压和系统电压的相位，确定超前或滞后。 12. **数字式自动准同期装置**： -输入信号：发电机和母线电压信号，用于获取电压幅值和频率信息。 -输出信号：控制发电机转速、电压，发出合闸脉冲，实现并列操作。同步发电机励磁自动控制系统的作用包括保持电压稳定、合理分配无功功率、提高静态和动态稳定性、限制电压上升、快速灭磁等。励磁系统分为直流励磁机和交流励磁系统，各有优缺点，如直流励磁机维护复杂，而交流励磁系统则更为可靠。