电力系统及其自动化复习考试题

1.并列操作、同期、准同期的概念

并列操作指发电机投入电力系统参加并列运行的操作；同步发电机的并列操作成为“同期”；以近于同步运行条件进行的并列操作称为“准同期”。

2.同步发电机并列需要遵循的两个原则？

a.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；

b.发电机并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系

统的扰动。

3.发电机并列的理想条件——并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。

1）频率相等ωG=ωx或f G= f X

2）电压幅值相等U G=U X

3）相角差为零δe=0

此时，合闸冲击电流为零，并列后发电机可以立即与电网同步运行，不会出现扰动

现象。

4.准同期并列和自同期并列方法、特点以及应用的场合。

a.准同期并列是将未投入系统的发电机加上励磁，并调节其电压和频率，在满足并列条

件（即电压、频率、相位相同）时，将发电机投入系统；在电力系统正常运行的情况下，一般采用准同期并列方法将发电机组投入运行。

b.自同期并列操作是将一台未加励磁的发电机组升速到接近电网频率，滑差角频率ωS

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，首先合上并列断路器，接着立即合上励磁开关，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行；自同期并列最突出的优点是无需选择并列合闸时机，因而控制操作非常简单，限于当时控制技术水平，在电力系统发生事故、频率波动较大的情况下，应用自同期并列可以迅速把备用机组投入电网运行，所以曾一度广泛应用于水轮发电机组，作为处理系统事故的重要措施之一。

5.电压幅值差满足什么要求？产生的冲击电流主要是什么分量？有什么危害？

同期并列的电压幅值差不能超过额定电压的5%~10%；产生的冲击电流主要是无功电流分量；危害：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，所以必须特别注意对它们的危害。由于并列操作作为正常运行操作，冲击电流最大瞬时值限制在1~2倍额定电流以下为宜。

6.合闸相角差差产生的冲击电流主要是什么分量？有什么危害？

冲击电流主要为有功电流分量。在有相角差的情况下合闸后，发电机与电网间立刻进行有功功率的交换，使得发电机组的联轴受到冲击，这对于发电机组和电网均产生不利影响，为了保证机组安全，一般将有功冲击电流限制在较小的范围内。

7.什么是恒定越前时间？什么是恒定越前相角？

在电力系统上，准同期并列时，调节发电机电压与系统电压的频率基本相等，在发电机电压与系统电压的相角差Δδ为零之前一个恒定时间向发电机断路器发出闭合信号，并将发电机并入电力系统。

在电力系统上，准同期并列时，调节发电机电压与系统电压的频率基本相等，在发电机电压与系统电压的相角差Δ为零之前某以恒定相角δ向发电机断路器发出闭合信号，并将发电机并入电力系统。

8.滑差与滑差频率。

滑差频率就是发电机电压和系统电压频率的差。

9.合闸误差角的影响因素有哪些？

由于装置的越前信号时间、出口继电器动作时间、断路器合闸时间都存在分散性，故而并列时会有合闸相角误差。

10.整步电压分类？半波和全波线性整步电压与哪些因素有关？与哪些因素无关？

整步电压分为正弦型整步电压和线性整步电压两种，线性整步电压又可分为半波和全波两种。

半波和全波整步电压只与发电机和系统电压间的相角差有关，与它们的电压幅值无关。

11.同步发电机励磁控制系统基本构成及其主要任务？

励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。

励磁调节器的主要任务是：

1）电压控制，维持电压水平

2）控制无功功率分配

3）提高同步发电机并联运行的稳定性

4）改善电力系统运行条件

5）对水轮发电机进行强行励磁

12.同步发电机励磁控制系统分类及其特点

直流励磁机励磁系统：机组容量小，运行维护复杂

交流励磁机励磁系统：容量较大，不受电网干扰，可靠性高

静止励磁系统（发电机自并励系统）：励磁电流由发电机本身提供

13.交流励磁机的逆变灭磁。

在采用晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时，可以用晶闸管的有源逆变特性来快速灭磁，可以实现在转子主回路中不添加设备就可以进行灭磁。

1、逆变过程中的逆变角取40度，以保证逆变成功

2、逆变过程中交流电源不能消失，否则就无法实现有源逆变灭磁。

3、对于逆变灭磁，当逆变进行到发电机励磁绕组中剩余磁场能量不能再维持逆变时，

则逆变结束，剩余能量向并联电阻放电，直至转子励磁电流衰减为零。在这种情况下，灭磁电阻可以采用容量小、阻值大的电阻。

14.强行励磁的两个指标以及强励应用场合？电压响应比？

强励定义：当系统发生短路性故障时，发电机的端电压将下降，这时励磁系统应强行励磁，向发电机的转子回路输送远大于正常额定值的励磁电流，以利于系统安全运行，称为强励作用。

强励的两个指标是强励顶值和电压响应比。

应用场合：1）电力系统遭受大的扰动后，实施强行励磁可减小加速面积，增大减速面积，提高了系统的暂态稳定性；2）短路切除后实施强行励磁可加速系统电压的恢复过程，改善异步电动机的自启动条件；3）当系统处于低负荷运行状态时，系统短路电流较小，以致继电保护不能正常工作，实施强行励磁可提高继电保护装置工作的正确性。

电压响应比是电机制造厂提供的表明发电机转子磁场建立过程的参数，反映了励磁机磁场建立速度的快慢。一般而言，在暂态稳定过程中，发电机功率角摇摆到第一周期最大值的时间约为0.4~0.7s，所以，通常将励磁电压在最初的0.5s内上升的平均速率定义为励磁电压响应比。

15.励磁调节器的静态工作特性及调整？

书P67

16.对励磁系统的基本要求？