电力系统自动装置复习提要

绪论 1． 掌握电力系统的组成、发电厂类型、电能生产的特点、对电力系统运行的要求、负荷等 级的划分、 衡量电能质量的指标、 电网互联的优越性、 我国输配电线路的额定电压等级， 了解我国电力系统情况和各种电力系统新技术。 2． 熟悉火力发电厂、水力发电厂的生产过程，了解各种新能源发电方式。 Ch1 1． 熟悉电力系统自动装置的硬件结构， 熟悉按照微机类型不同的自动装置分类以及各种装 置的特点和适用范围。 2． 熟悉电力系统自动装置的软件构成。 3． 熟悉模拟信号的前置处理电路。 4． 理解采样原理，掌握两种采样方式。 5． 掌握离散信号的量化与编码方法以及标度变换系数、量化误差、分辨率的计算方法（作 业 1） 。 6． 掌握基于傅立叶算法的交流信号电量计算方法 （作业 1） ， 熟悉交流电信号的频率测量和 相位测量原理和方法。 7． 掌握开关量的概念，熟悉开关量输入、输出通道的结构，掌握开关量状态的识别方法和 开关变位识别方法。 Ch2 1． 掌握发电机同期并列的概念和并列要求， 掌握同期点、脉动电压、滑差（周期）等概念。 2． 掌握自同期、准同期并列的步骤和两种方法的特点，掌握各种情况下并列冲击电流计算 方法，会用相量图分析各种情况下并列冲击电流的特点。 3． 掌握理想的准同期并列条件，熟悉实际准同期并列条件（一般的允许范围） 。 4． 理解越前时间、越前相角的概念，掌握恒定越前时间并列装置的整定计算方法（例题， 作业 2） 。 5． 熟悉数字式自动准同期并列装置的硬件结构（结合CH1 之 1） ，熟悉各单元的功能和工 作原理（算法） ，了解越前相角预报方法和合闸时机捕捉原理以及加快并列的措施。 6． 了解模拟式并列装置的结构和工作原理。 Ch3 1． 了解电压调节的意义和调节方法。 2． 熟悉励磁调节系统的结构和作用，理解机端电压控制和无功功率调整的原理（相量图）， 掌握并联机组无功功率的自然分配和期望分配方法。 3． 熟悉对励磁控制系统的基本要求，掌握励磁控制规律，掌握励磁系统的种类，熟悉各类 励磁系统的特点和适用情况。 4． 掌握三相不可控、三相半控、三相全控整流电路的电路结构和工作原理，熟悉整流电路 的外特性和逆变失败原理。 （作业 3） 5． 掌握励磁控制系统的结构框图和各组成元件（单元）的传递函数以及励磁控制系统的静 态框图。 6． 掌握电压调差系数概念和发电机的电压调节特性， 掌握两机并联时的无功分配计算及发 电机-变压器组并列运行时的无功分配计算（作业4） 。 7． 熟悉无调差和负调差特性，理解发电机并列时不宜采用的调差特性及其原因。 8． 了解励磁调节器的种类及控制原理，熟悉数字式励磁调节器的硬件结构和控制算法。 Ch4 1． 掌握他励交流励磁机励磁控制系统各组成元件（单元）的传递函数以及励磁控制系统的 动态框图（尤其是标幺增益框图） ，了解励磁调节器的校正设计方法。 2． 熟悉励磁控制系统稳定性的判别方法，熟悉改善稳定性的方法及其原理。 3． 了解单机无穷大电力系统的k1-k6 模型和励磁控制对电力系统稳定性的影响，掌握低频 震荡概念、产生原因及其抑制方法。 Ch5 1． 掌握频率偏移概念及其产生原因，了解频率偏移的不利影响和限额。 2． 掌握三种调频方式的概念。 3． 掌握负荷的功-频特性，理解并掌握负荷的频率调节效应。 4． 了解发电机组的调速系统组成和各种调速器的工作原理。 5． 掌握发电机组的功-频特性、频率调差系数和单位调节功率。 6． 了解独立运行机组的调频过程，掌握调频计算方法。 7． 了解互联电力系统的 AGC 方式，熟悉 TBC 调频的稳态计算方法。 8． 掌握用等微增率原则进行有功负荷分配的方法， 了解水煤换算系数的概念和有功负荷分 配的网损修正系数。 9． 了解电力系统调度自动化的发展历程，了解AGC 的分层控制结构。 10．了解调速系统的动态模型和电力系统调频动态过程。 Ch6 1.掌握电力系统低频自动减载的概念，熟悉低频自动减载装置工作原理。 2.了解各种安全自动装置。 习题 习 题 第 1 章习题 1-1（1）设12 位 A/D 转换器，最高位是符号位，其余11 位是数值位，若其满量程对 应一次系统交流电压 500kV。试求对于一次系统电压的A/D 转换分辨率、最大量化误差和 标度变换系数。 （2）若改用 8 位 A/D 转换器，最高位是符号位，重求（1） 。 1-2对工频正弦电压信号u  2sin(100t /2) V，叠加直流偏置电压 3V 后进 行 等 周 期 采 样 ， 每 周 期 采 样 点 数 N 12 。（ 1 ） 试 写 出 瞬 时 采 样 值 序 列 （2）分别基于u0,u 1,L ,u11和u1,u2 L ,u 12 采用傅立叶算法求u 0 ,u 1,L ,u11,u12 ,u 13 ； 该正弦电压的幅值和相位。 1-3 已知某正弦交流电压信号有效值等于6V。 拟采用单片机并配置以适当的外围电路， 采用正向脉宽测量法测量交流电压信号频率。试设计硬件电路图（包括集成电路芯片型号， 标注集成电路芯片管脚号，工作电压等基本参数） 。 （选做，方案不定） 第 2 章习题 2-1 某发电机-变压器组采用自动准同期并列方式与系统进行并列。 在基准容量 100MVA 下，系统的等值电抗标幺值为 xx 0.25；发电机的额定容量为 50MVA，次暂态电抗 “ “；断路x d  0.1，x q  0.125；升压变压器的额定容量为 55MVA，短路电压为 10%； 器合闸时间 t QF  0.5s ，其最大可能误差时间为 20% t QF ；自动并列装置动作时间 “t c  0.03s 最大误差时间为0s。发电机的冲击电流允许值为i im 1.1 2I e 。试计算合闸 越前时间，允许合闸电压差，允许滑差角频率及脉动电压周期。 第 3 章习题 3.1 某同步发电机励磁系统三相全控整流桥交流电源相电压Ea 60V，换相电抗 X x  0.1，励磁电流I d  50A。设控制角 60，试求此时的励磁电压U d ，并绘 制 60时整流桥的外特性曲线。 3.2 三相全控桥的交流电源线电压波形如图所示。设触发角按 60、 90、 120、150和  30依次变化，试绘制全控桥输出电压的波形图（每个触发 角下绘制三个波头） 。 u L e ab e ac e bc e ba e ca e cb e ab e ac e bc e ba e ca e cb e ab e ac e bc e ba e ca e cb 0  t 3.3 三相全控桥的桥臂按惯例分别用1，2，3，4，5，6 表示。其交流电源线电压波形 和双触发脉冲如图所示， 涂黑的为共阳极触发脉冲， 不涂黑的为共阴极触发脉冲， 括号内的 数字表示该脉冲触发的桥臂。 （1）补齐空白括号内的桥臂代号； （2）顺序写出控制角的 6 个不同数值； （3）设整流负载为大电感负载， 在线电压波形图上用粗线条描绘出直流侧电压 波形； （4）分别计算  30和120时的直流电压平均值。 e ab e ac e bc e