【正文】 第六章 電力系統(tǒng)自動低頻減載及其他安全自動控制裝置一、基本概念電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性：當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)功率缺額造成系統(tǒng)頻率下降時，系統(tǒng)頻率隨時間由額定值變化到穩(wěn)定頻率的過程，稱為電力系統(tǒng)的動態(tài)頻率特性。答：任務(wù)：(1)維持系統(tǒng)頻率為額定值，在正常穩(wěn)態(tài)情況下，其頻率偏差在～ 范圍內(nèi)；(2)控制地區(qū)電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線的交換功率與計劃值相等，實現(xiàn)各地區(qū)有功功率的就地平衡；(3)在安全運行前提下，所管轄的系統(tǒng)范圍內(nèi)，機組間負荷實現(xiàn)經(jīng)濟分配。二、思考題電力系統(tǒng)頻率發(fā)生變化的原因是什么？說明頻率變化的過程。發(fā)電機的功率頻率特性：系統(tǒng)頻率變化，整個系統(tǒng)的有功負荷也要隨著改變，這種有功負荷隨頻率而改變的特性。ACI 勵磁機端電壓的降落△E de是電樞反應(yīng)和換弧壓降兩個因素引起的，由于8SE、K D、K C等因素分別考慮，并引入了發(fā)電機勵磁電流 IEF，所以能更恰當(dāng)?shù)胤从辰涣鲃畲艡C的電磁關(guān)系。1試分析說明 PID 調(diào)節(jié)算法中，比例（P）調(diào)節(jié)、積分（I）調(diào)節(jié)和微分（D）調(diào)節(jié)的各個作用。答：無差特性的發(fā)電機的電壓整定值很難做到息和，這樣公共母線上的母線電壓便很難獲得。畫出比例型勵磁調(diào)節(jié)器的基本原理框圖，并說明各部分的作用。答：過零中斷：是交流電波起始點處設(shè)置的中斷，已為非正常返回，回到主程序入口處。2微機型勵磁調(diào)節(jié)器主要由哪幾個部分構(gòu)成？各部分有何作用？答：硬件電路 （1）主機 根據(jù)輸入通道采集來的發(fā)電機運行狀態(tài)變量的數(shù)值進行調(diào)節(jié)計算和邏輯判斷，按照預(yù)定的程序進行信息處理求得控制量，通過數(shù)字移相脈沖接口電路發(fā)出與控制角 α 對應(yīng)的脈沖信號，以實現(xiàn)對勵磁電流的控制。②利用勵磁調(diào)節(jié)器中的調(diào)差單元進行發(fā)電機外特性的調(diào)差系數(shù)的調(diào)整；調(diào)整勵磁調(diào)節(jié)器中發(fā)電機基準(zhǔn)電壓值的大小，以平移發(fā)電機的外特性?？煽卣鳎嚎刂平?α90176。時，將負載電感 L 中儲存的能且反饋給交流電源，使負載電感 L 中的磁場能量很快釋放掉。在三相全控橋式整流電路中，對晶閘管的觸發(fā)脈沖有何要求？答：晶閘管觸發(fā)脈沖應(yīng)順序發(fā)出，且依次間隔 60176?！囱a償定子電流又補償功率因數(shù)對端電壓的影響。③靜止勵磁方式的特點：接線簡單，無轉(zhuǎn)動部分，維護費用省，可靠性高；不需要同軸勵磁機，節(jié)省基建投資，維護簡單：有很快的勵磁電壓響應(yīng)速度；在發(fā)電機甩負荷時，機組的過電壓相對較低些。1磁通限制器：二、思考題同步發(fā)電機勵磁自動調(diào)節(jié)的作用是什么？答：答: ①電力系統(tǒng)正常運行時，維持發(fā)電機或系統(tǒng)某點電壓水平；②在并列運行發(fā)電機之間，合理分配機組間的無功負荷：③提高發(fā)電機穩(wěn)定極限；④加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，改善電動機的自起動條件；⑤發(fā)電機故障或發(fā)電機一變壓器組單元接線的變壓器故障時，對發(fā)電機實行快速滅磁，以降低故障 的損壞程度。1滅磁：就是將發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組的磁場盡快地減弱到最小程度。勵磁方式：供給同步發(fā)電機勵磁電源的方式。沖擊電流也將從 0 到最大再到 0 周期變化，即沖擊電流是振蕩性質(zhì)的。2在數(shù)字式自動并列裝置中，如何通過比較本計算點的相角與最佳導(dǎo)前合閘相角的關(guān)系，尋找發(fā)出合閘脈沖的時機？三、綜合分析題用相量圖分析不滿足理想準(zhǔn)同期條件時沖擊電流的性質(zhì)和產(chǎn)生的后果。在數(shù)字式自動并列裝置中，如何進行相角差的實時檢測？說明其工作原理。答：壓差檢查方法：直接比較發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓幅值。所以合閘脈沖的導(dǎo)前時間應(yīng)等于從發(fā)出合閘脈沖命令起到合閘斷路器主觸頭閉合止，中間所有元件動作時間之和，其中主要為斷路器的合閘時間。說明同步發(fā)電機采用自動準(zhǔn)同期方式并列時，產(chǎn)生沖擊電流的原因，為什么要檢查并列合閘時的滑差？答：答：產(chǎn)生沖擊電流的原因：并列瞬間存在電壓差、頻率差、相位差，檢查滑差的原因：如果發(fā)電機在滑差不為 0 的情況下并入系統(tǒng)，立即周期性地帶上正的、負的有功功率，對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動、加速的力矩，使發(fā)電機產(chǎn)生振動，遭受振蕩沖擊。特點：并列過程中不存在調(diào)整發(fā)電機電壓、頻率問題，并列時間短且操作簡單，在系統(tǒng)頻率和電壓降低的情況下，仍有可能實現(xiàn)發(fā)電機的并列；容易實現(xiàn)自動化；但并列發(fā)電機未經(jīng)勵磁，并列時會從系統(tǒng)吸收無功，造成系統(tǒng)電壓下降，同時產(chǎn)生很大的沖擊電流。 （2）發(fā)電機并網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進入同步運行狀態(tài)，其暫態(tài)過程要短，以減少對電力系統(tǒng)的擾動。并列同期點：是發(fā)電機發(fā)電并網(wǎng)的條件。同期并列點是表示相序相同、電源頻率同步、電壓相同。因為：(1)并列瞬間，如果發(fā)電機的沖擊電流大，甚至超過允許值，所產(chǎn)生的電動力可能損壞發(fā)電機，并且，沖擊電流通過其他電氣設(shè)備，還合使其他電氣設(shè)備受損；(2)并列后，當(dāng)發(fā)電機在非同步的暫態(tài)過程時，發(fā)電機處于振蕩狀態(tài)，遭受振蕩沖擊，如果發(fā)電機長時間不能進入同步運行，可能導(dǎo)致失步，并列不成功。適用場合：由于自同步并列的并列時間短且操作簡單，在系統(tǒng)頻率和電壓降低的情況下，仍有可能實現(xiàn)發(fā)電機的并列，并容易實現(xiàn)自動化，所以適用于在電力系統(tǒng)故障情況下，有些發(fā)電機的緊急并列。如果滑差較大，則振蕩周期較短，振蕩強烈，嚴(yán)重時導(dǎo)致發(fā)電機失步，造成并列不成功。由于斷路器的合閘時間是本身固有的、固定不變的，所以導(dǎo)前時間也不應(yīng)隨頻差、壓差變化，應(yīng)也是一個固定值，即恒定導(dǎo)前時間。原理：將發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓分別通過整流、濾波電路變換成直流，即對應(yīng)發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓幅值，再通過比較電路得到兩者差值，即幅值差，與允許壓差整定值比較判斷是否滿足并列條件。答：把電壓互感器二次側(cè) UX、U G的交流電壓信號轉(zhuǎn)換成同頻、同相的兩個方波，把這兩個方波信號接到異或門，當(dāng)兩個方波輸入電平不同時，異或門的輸出為高電平，用于控制可編程定時計數(shù)器的計數(shù)時間，其計數(shù)值 N 即與兩波形間的相角差 相對應(yīng)。答：分三種情況分析不滿足理想準(zhǔn)同步條件時沖擊電流的性質(zhì)和產(chǎn)生的后果：(1)當(dāng)只存在電壓差、不存在頻率差和相位差時，相量圖如課本中圖所示，可見，發(fā)電機電壓高于系統(tǒng)電壓或低于系統(tǒng)電壓，沖擊電流落后或超前發(fā)電機電壓相位 90176。后果是影響發(fā)電機進入同步的暫態(tài)過程，振蕩嚴(yán)重時，可能造成發(fā)電機失步，并列不成功。勵磁調(diào)節(jié)方式：調(diào)節(jié)同步發(fā)電機勵磁電流的方式。1同步發(fā)電機的進相運行：同步發(fā)電機欠勵磁運行時，由滯后功率因數(shù)變?yōu)槌肮β室驍?shù)，發(fā)電機從系統(tǒng)吸收無功功率，這種運行方式稱為同步發(fā)電機的進相運行。同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)通常包括哪兩部分？答：由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個部分組成。何謂起勵？通常有哪幾種起勵方式？答；①供給發(fā)電機初始勵磁，使其逐步建立其電壓，稱為起勵。相位復(fù)式勵磁的補償效果好于復(fù)式勵磁勵磁系統(tǒng)中可控硅整流電路的作用是什么？答：控制角 α90176。的電角度；晶閘管的觸發(fā)脈沖應(yīng)采用雙脈沖或?qū)捗}沖；觸發(fā)脈沖應(yīng)與相應(yīng)交流側(cè)電壓保持同步。②逆變的條件：負載必須是電