学习-----好资料 1. 发电机组并入电网后，应能迅速进入 对电力系统的扰动。（ ）
状态，其暂态过程要 ，以减小
B异步运行，长
C同步运行，短 D同步运行，长 而采取的安全措施。（ D ） 2. 最大励磁限制是为 _ B防止发电机定子绕组长时间过励磁
防止发电机定子绕组长时间欠励磁 防止发D防止发电机转子绕组长时间过励磁 如 C 电机转子绕组长时间欠励磁 当发电机组与果发电机的电压落后电网电压，则发电
3. 电网间进行有功功率交换时，
机
A发出功率，发电机减速 C吸收功率，发电机减速 4•同步发电机的运行特性与它的 A转子电流 C转速
5. __________________________________________________ 自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为 _____________________________________________ A整步电压 C线性电压 静止励磁机系统 交流励磁机系统 A 少量有功功率缺额 C 严重有功功率缺额 8.
差成 ___________ ° （ A有功电流分量，正比 C有功电流分量，反比 A进相运行 C欠励状态
10. ______________ 容量为 的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。 A 50MW 以下 C 10万兆瓦以上 A功率特性
C二次调频频率特性 12. 调差系数S > 0时为 A正，下倾 C正，上翘 A有功电流分量 C空载电流分量
B 10万千瓦以下 D 100MW 以上 B 一次调频频率特性 D调节特性
调差系数，调节特性为 一 B负，下倾 D负，上翘
一
B无功电流分量 D短路电流分量
9.由于励磁控制系统具有惯性,
B脉动电压 D并列电压
—
B直流励磁机系统 D发电机自并励系统
B少量无功功率缺额 D严重无功功率缺额
并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导的冲击电流，其值与电压 致主要为
） B无功电流分量，正比 D无功电流分量，反比 在远距离输电系统中会引起
B高频振荡 D低频振荡 ）
B发出功率，发电机增速 D吸收功率，发电机增速 值的大小有关。（
B定子电流 D空载电动势
A异步运行，短
6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是
事故的重要措施之一。（ 7. 自动低频减载装置是用来解决 ________
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
13. 发电机并列操作中，当相角差较小时，冲击电流主要为
14. _______________________________________ 调速器通常分为机械液压调速器和 调速器。（ C
A电子液压调速器 C电气液压调速器
B电机液压调速器 D电瓶液压调速器
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15. ___________________________________________________________ 对励磁系统进行分析，首先要求写出控制系统各个单元的 _________________________________ 。（ B ） A饱和函数 C换算关系
B传递函数 D电压方程
二、多项选择题。（每题2分，共10分）
1.与无限大母线并联运行的机组， A发电机有功功率的数值 C功率因数角$ E发电机端电压
2.与无限大母线并联运行的机组， A发电机有功功率的数值 C发电机端电压
E功率角S
3•励磁调节器中的辅助控制对 A提高系统稳定
C保护发电机的安全运行 E保护变压器的安全运行
调节它的励磁电流
B发电机无功功率的数值 D功率角S
调节它的励磁电流可以改变 B发电机无功功率的数值 D功率因数角$
不改变。（ACE
)
。(
BE
)
具有极重要的作用。（
ABCE
)
B提高励磁系统稳定性
D保护备用电源的安全运行
4.控制调频器的信号的基本形式有 A比例调节 B幅值调节 C积分调节 E脉冲调节
D微分调节
。( ACD )
5. _________________________________________ 负荷的变化必将导致电力系统频率的变化，由于电力系统本身是一个惯性系统，所以对 频率的变化起主要影响的是负荷变动的 第一种分量。（ BC A第一种分量 C第三种分量 E第五种分量
6•同步发电机励磁控制系统的主要任务是 _____________ 。（ A电压控制 C恢复频率稳定 E增加有功出力
7.在电力系统中从硬件方面看，自动装置的系统结构形式有： _________________________________ （ BCDE A监测系统 C集散控制系统 E工业控制机系统
）
B微型计算机系统 D现场总线系统 B提高并联运行稳定性 D控制无功功率分配
ABD
）
B第二种分量 D第四种分量
8•励磁自动控制系统常用的几种指标有 A上升速度 B超调量 C顶值时间 9.滑差角频率 A脉动电压周期
•。
（
BE
)
s
小于某一值，相当于 小于某一值
°
(
BC 于某一值
)
Ts
B脉动电压周期 大
Ts
C频率差fs小于某一值
D频率差fs大于某一值
E频率差fs等于某一值
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10. 准同期并列的理想条件是 A两侧电压频率相等 C两侧电压相角差为零 E合闸冲击电流为零 11. （ ADE ） A上位机 C工控机 E通信线路
12. 交流采样的电量计算包括 : ___________ 。（ A电压量计算 C有功功率计算 E功角的计算
13. 防止自动低频减载装置误动作的措施有： _______________ 。（ ABD A采用自动重合闸 C引入压力闭锁 E引入瓦斯保护
14. 电力系统的频率和有功功率调节系统，主要的组成环节包括 _______________________________ （ BCDE ） A电容器 C发电机组 E原动机
B调速器 D电网
B引入电压过低闭锁 D引入频率急剧变化率闭锁
）
ABCDE
）
B电流量计算 D无功功率计算 B录波器
D数据采集测控站
DCS系统是计算机网络技术在工业控制系统发展的产物，整个系统的组成包 括 。_。（ ABCE ） B两侧电压幅值相等 D两侧短路容量为差为零
三、填空题（每空1分，共10分）
1. —静止—励磁系统中发电机的励磁电源不用励磁机。
2•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 号可由采样信号唯一表示。
3•励磁顶值电压是励磁功率单元在—强行励磁一时可能提供的最高输出电压值。 4•自动装置正常工作，除了必须要有硬件外，还需要 __________ 软件支持 _______ 。 5•集散系统整个系统由若干个 ______ 数据采集 值一般不超过 ________ 1〜2 ______ 倍的额定电流。 7. 同步发电机在空载额定电压情况下，当电压给定阶跃响应为 应不大于阶跃量的 __________ 50% _________ 。
8. _____ 采样定理 _____ 是采样过程中所遵循的基本定律。
9•励磁系统稳定器的作用是改善系统的—阻尼特性 _________________ 。 10.
11. 在远距离输电系统中，励磁 荡 __________ 。
12. 当系统发生功率缺额、频率降低时，由于水轮发电机 ___________ 启动较快 _________ ，所以
自同期并列方式不能用于 两个系统间 的并列操作。 调节器按电压偏差比例调节会
引起 _________ 低频振 ±10%时，发电机电压超调量
测控站和上位机及通信线路组成。
6. 同步发电机组并列操作过程中，并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大
在电力系统中把它作为紧急投入运行之用。
13. 当系统机组 ____ 输入 _____ 功率与负荷功率失去平衡而使频率偏离额定值时， 学习-----好资料
必须调节机组的出力，以保证电力系统频率的偏移在允许范围之内。 14. 频率低于 ___ 45Hz ______ Hz时，就有 电压崩溃”的危险。
15. _______________________________ 电网运行中母线电压的幅值、 频率—和相角这三个参数常被指定为运行母线的状 态量。
16. 自动并列装置中 _____ 频率差测量 ___ 部分判别UG和Ux间频率差值大小，作为是否需要 调速的依据。
17. 调度在确定各发电厂的发电计划和安排调频任务时，一般将运行电厂分为 厂 ______ 、调峰厂和带基本负荷的发电厂三类。
18. 在选择解列点时，应尽量保持解列后各部分系统的 _________功率 ___________ 平衡，以防止频 率、电压急剧变化。
19. 对于高温高压的火电厂，频率低于 ________ 46-46.5 ________ Hz时，厂用电已不能正确工 作。
20. 发电机的调节特性是指 ______ 发电机转子电流 __________与无功负荷电流的关系。 21. 自动并列装置中频率差控制任务由 _______________ 频率差测量 ___________ 和调节量控制 两部分组成。
22. 频率调节或调节发电机组转速的基本方法是改变单位时间内进入 力元素。
23. 自动低频减载装置一般应根据最不利的运行方式下发生事故时，实际可能发生的最大 功率缺额来考虑。
24. 当同步发电机突然零起升压时，自动电压调节器应保证其端电压超调量不得超过额定电 压定值的15%，调节时间不应大于 _______ 10 _____ S,电压摆动次数不超过 3次。 25. 在实行解列操作时，必须注意
功率
平衡问题。
26. 自动低频减载末级的启动频率以不低于 ________ 46-46.5 _________ Hz为宜。 27. 发电机的调节特性是指发电机转子电流与 ________ 无功负荷电流 __________ 的关系。 28. 自动并列装置中频率差测量部分判别 的依据。
29. 日负荷曲线中全天不变的基本负荷由带 ___________ 基本负荷 __________ 的发电厂承担，这 类电厂一般为经济性能好的高参数火电厂、热电厂及核电厂。 30. 自动低频减载装置一般应根据 实际可能发生的最大功率缺额来考虑。
.最不利 __________ 的运行方式下发生事故时，
___ 原动机 _______ 的动
____ 调频 控制系统
UG和UX间频率差值大小，作为是否需要
—调速
四、名词解释（每题3分，共15分）
1. 电力系统暂态稳定
电力系统在某一正常方式下突然遭受大扰动后能否过渡到一个新的稳定运行状态、 复到原来运行状态的能力。 2. 采样定理
或恢
采样定理是采样过程中所遵循的基本定律， 它指出了重新恢复连续信号所必须的最低采 样频率。
3. 励磁电压响应比
通常将励磁电压在最初 0.4-0.5秒内上升的平均速率定义为励磁电压响应比。 4. 自同期并列操作
是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网频率，
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， 学习-----好资料
（2分）首先合上并列断路器，接着立刻合上励磁
由电力系统将并列的发电
开关，给转子加上励磁电流， 在发电机电动势逐渐增长的过程中， 机组拉人同步运行。 5. 电力系统静态稳定
电力系统在正常运行方式下，经受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。 6. 自然调差系数
对于按电压偏差进行比例调节的励磁控制系统， 特性也是下倾的，称为自然调差系数。 7. 并列操作
一台发电机组在投入系统运行之前， 它的电压与并列母线电压的状态量往往不等， 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 列操作称为并列操作。 8•高起始响应
须对待并
QF合闸作并网运行。这一系
当调差单元退出工作时，其固有的无功调节
（励磁电压达到95%顶
值电压所需时间）为0.1s或更短的励磁系统，称为高起始响应励磁系统 （或称快自励磁系统）。
现在一般大容量机组往往采用快速励磁系统，励磁系统电压响应时间 9. 恒定交换功率控制 FTC（Flat Tie-li ne Con trol） 在联合电力系统的调频方式中，控制调频机组保持交换功率 控制。
10. 电力系统负荷的功率-频率特性
当系统频率变化时，整个系统的有功负荷也要随着改变，即 频率而改变的特性叫做负荷的功率一频率特性。 11. 进相运行
同步发电机欠励磁运行时， （1分）由滞后功率因数变为超前功率因数，发电机从系统吸收 无功功率，这种运行方式称进相运行。 12. 静止励磁系统
静止励磁系统（发电机自并励系统）中发电机的励磁电源不用励磁机，而由机端励磁变压器供 给整流装置。（2分）这类励磁装置采用大功率晶闸管元件，没有转动部分，故称静止励系 统。由于励磁电源是由发电机本身提供，故又称为发电机自并励系统。 13 恒定频率控制 FFC（Flat Frequency Control） 在联合电力系统的调频方式中，按频率偏差 14. 直流励磁机励磁系统
・讦进行调节，在=0时，调节结束。（3分）
（1分）
（2分）
（3分）
R恒定，而对系统的频率并不
PL =F（f），这种有功负荷随
同步发电机的容量不大，励磁电流由与发电机组同轴的直流发电机供给，即所谓直流 励磁机励磁系统。
15. 频率联络线功率偏差控制 TBC
在联合电力系统的调频方式中既按频差又按联络线路交换功率调节， 或联合电力系统中常用的一种方法。
（2分）最终维持
的是各地区电力系统负荷波动就地平衡， 这实际上是系统调频观点，这种调频方式是大型电 力系统
五、简答题（每题5分，共25分）
1. 简述同步发电机的励磁系统两个组成部分及各部分的作用。
同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成， 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。
2. 简述电力系统自动装置的主要结构形式。 微型计算机系统 学习-----好资料 工业控制计算机系统
集散控制系统和现场总线系统
3. 简述发电机调节特性的类型及其特点
>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。 <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。 :=0称为无差特性，这时发电机端电压恒为定值。 4. 简述电力系统低频振荡产生的原因。 1) 励磁调节器按电压偏差比例调节；
2) 控制系统具有惯性。
5. 简述电力系统安全自动控制装置的主要任务。
它们的主要任务是， 当系统发生故障时， 按照预订的控制准则迅速作出反应， 施避免事故扩大。
6. 简述自动并列装置的输出控制信号有哪些。 (1)调节发电机转速的增速、减速信号。
⑵调节发电机电压的升压、降压信号。 ⑶并列断路器合闸脉冲控制信号。 7. 简述同步发电机组并列时应遵循的原则。
(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 定电流。
(2)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。
8. 简述励磁调节器特性进行调整主要是为了满足运行方面的哪些要求。
①发电机投入和退出运行时，能平稳地改变无功负荷，不致发生无功功率的冲击； ②保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配。 9简述电力系统负荷的由哪几种不同分量组成。 第一种是频率较高的随机分量，其变化周期一般小于 第二种为脉动分量，变化幅度较大，变化周期在 第三种为变化很缓慢的持续分量。
10. 简述当系统频率降低较大时，对汽轮机的影响。 运行经验表明，某些汽轮机在长时期低于频率
49〜49. 5Hz以下运行时，
叶片容易产生裂纹，当频率低到45Hz附近时，个别级的叶片可能发生共振而引起断裂事故。 11. 简述自动并列装置中频率差调整的任务。 将待并发电机的频率调整到接近于电网频率时， 脉冲。
发电机的转速按照比例调节准则，
当频率差值较大时，发出的调节量相应大些。当频率差值
较小时，发出的调节量也就小些，以配合并列操作的工作. 12. 简述频率降低时发生的电压崩溃现象。
当频率降低时，励磁机、发电机等的转速相应降低，
由于发电机的电动势下降和电动机转速
降低，加剧了系统无功不足情况，使系统电压水平下降。
运行经验表明，当频率降至 46〜45Hz时，系统电压水平受到严重影响，当某些中枢点电压 低于某一临界值时，将出现所谓 电压崩溃”现象，系统运行的稳定性遭到破坏，最后导致系 统瓦解。
频率差趋向并列条件允许的范围，
以促成并
列的实现。如果待并发电机的频率低于电网频率，则要求发电机升速，发升速脉冲。反之， 应发减速
10s；
10s〜3min之间；
1〜2倍的额 采取必要的措
13. 简述电力系统中实现频率和有功功率自动调节的方法。
学习-----好资料 1） 主导发电机法；
2） 同步时间发（积差调节）； 3） 联合自动调频。
14. 简述当系统频率降低较大时，对汽轮机的影响。 运行经验表明，某些汽轮机在长时期低于频率 15. 简述自动并列装置中 电压差调整的任务。 是在并列操作过程中自动调节待并发电机的电压值， 差绝对值小于设定的允许电压差值， 的允许电压差值，就进入电压控制调整程序。
使电压差条件符合并列的要求。 当电压
则不进入电压调整控制程序； 如电压差绝对值大于设定
49〜49. 5Hz以下运行时，叶片容易产生裂
纹，当频率低到 45Hz附近时，个别级的叶片可能发生共振而引起断裂事故。
六、计算题（每题10分，共20分）
求事故情况下的稳态频率值。
解：课本（168页）例题6-1
问各机组承担的无功负荷增量是多少？母线电压变化量是多少？
解：课本（72页）例题3-1
求系统频率由50Hz下降到47Hz时，负荷功率变化的百分数及负荷调节效应系数
KL* 。
解：课本（127页）例题5-1
求接入自动低频减载装置的功率总数
APL .max。
解：课本（172页）例题6-2
七、论述题（共15分）
1•试述准同期并列装置采用恒定越前相角原理存在的问题。
当I大于整定滑差''sy0时，并列时的合闸相角差 -将增大；
当小于整定滑差''sy0时，并列时的合闸相角差 -将减小；因此，不能保证合闸时二00。
2•试述励磁调节器的辅助控制与正常情况下的自动控制的区别， 举列说明其中两种辅助控制器的作用。
辅助控制不参与正常的自动控制，仅在发生非正常运行工况，需要励磁调节器具有某些特
常见的辅助控制器有哪些？
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有的限制功能时起相应的控制作用。
瞬时电流限制、最大励磁限制、最小励磁限制、电压频率限制和保护、发电机失磁控制。 举例： 任选2个。
3试述准同期并列装置利用脉动电压检测同步条件原理。 .脉动电压Us中的频率较高部分滤掉，得到脉动电压的包络线，
-2U -2U
2
6 s i n-
一一电压幅值差、频率差以及相角差随
脉动电压波形中载有准同期并列所需检测的信息
时间的变化规律。因而并列两侧电压为自动并列装置提供了并列条件信息和合适的合 闸信号控制发出时机。
（4分）
对应于脉动电压波形的最小幅值，表示相角差
：=0° ；
其值反映电压幅值差的大小；
脉动电压幅值变化的频率，反映了频率差的大小。
4.当电力系统频率下降严重时可采取解列操作，试述解列点选择的原则。
答：1应尽量保持解列后各部分系统的功率平衡，以防止频率、电压急剧变化，因此解列点 应选择在有功功率、无功功率分点上或交换功率最小处。
2•适当考虑操作方便、易于恢复且具有较好的远动、通信条件。
5•试述什么是 频率崩溃”现象，并说明发生的原因。
答：当系统频率下降到 47〜48Hz时，火电厂的厂用机械（如给水泵等）的出力将显著降低, 使锅炉出力减少，导致发电厂输出功率进一步减少，致使功率缺额更为严重。
于是系统频率进一步下降，这样恶性循环将使发电厂运行受到破坏，从而造成 更多精品文档
频率崩溃
学习-----好资料 现象。
6•说明调差系数的定义并论述它表征的意义。
调差系数/.的定义：
二 UG1 —UG2 二 UGI* -UG2*，或、•％ 二 UGLU\" 100%
U GN U GN
发电机电压的相对变化。调差系数越小，无功
调差系数表示无功电流从零增加到额定值时，
电流变化时发电机电压变化越小。 所以调差系数艿表征了励磁控制系统维持发电机电压的能 力。
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