第二章 《同步发电机的自动并列》练习参考答案一、名词解释1.并列操作答:将发电机并入电力系统参加并列运行的操作。
2.准同步并列答:发电机在并列合闸前已加励磁,当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。
3.自同步并列答:将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统,随后给发电机加上励磁,在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步,完成并列操作。
4.同步点答:可以进行并列操作的断路器。
5.滑差、滑差频率、滑差周期答:滑差:并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差,用S ω表示,即X G s ωωω-=;滑差频率:并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差,用f s 表示,即X G s f f f -=;滑差周期:并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化3600所用的时间。
6.越前时间、恒定越前时间、恒定越前时间自动准同步装置答:越前时间:相对于︒=0δ提前(越前)的时间;恒定越前时间:相对于︒=0δ提前(越前)的时间,且这一时间不随频差(或滑差)、压差变化;恒定越前时间自动准同步装置:由恒定越前时间脉冲发出合闸脉冲命令的自动准同步装置。
7.越前相角、恒定越前相角、恒定越前相角式自动准同步装置答:越前相角:相对于︒=0δ提前(越前)的相角;恒定越前相角:相对于︒=0δ提前(越前)的相角,且这一相角不随频差(或滑差)、压差变化;恒定越前相角自动准同步装置:由恒定越前相角脉冲发出合闸脉冲命令的自动准同步装置。
8.整步电压、正弦整步电压、线性整步电压答:整步电压:包含同步条件信息的电压;正弦整步电压:与时间具有正弦函数关系的整步电压,表达式2tsin 2s m zb ωU u =线性整步电压:与时间具有线性函数关系的整步电压,表达式⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-<<=S s s s T t T T t u T t t T u u 21220 2max zb,s max zb,zb 二、单项选择题1.准同步并列的方法是,发电机并列合闸前( C ),当( )时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。
A .未加励磁,发电机电压与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等;B .未加励磁,发电机转速接近同步转速;C .已加励磁,发电机电压与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等;D.巳加励磁,发电机转速接近同步转速。
2.自同步并列操作的合闸条件是( B )。
A.发电机已加励磁、接近同步转速;B.发电机未加励磁、接近同步转速;C.发电机已加励磁、任意转速;D.发电机未加励磁、任意转速。
3.滑差是( B)之差。
A.发电机电压频率与系统电压频率;B.发电机电压角频率与系统电压角频率;C.发电机电压周期与系统电压周期;D.发电机转速与系统等值转速。
4.发电机并列合闸时,如果测到滑差周期是10s,说明此时( D)。
A.发电机与系统之间的滑差是10rad;B.发电机与系统之间的频差是10Hz;C.发电机与系统之间的滑差是0.1rad;D.发电机与系统之间的频差是0.1Hz。
5.发电机准同步并列后立即带上了无功负荷(向系统发出无功功率),说明合闸瞬间发电机与系统之间存在( A)。
A.电压幅值差,且发电机电压高于系统电压;B.电压幅值差,且发电机电压低于系统电压;C.电压相位差.且发电机电压超前系统电压;D.电压相位差,且发电机电压滞后系统电压。
6.发电机并列后立即从系统吸收有功功率,说明合闸瞬间发电机与系统之间存在( D)。
A.电压幅值差,且发电机电压高于系统电压;B.电压幅值差,且发电机电压低于系统电压;C.电压相位差,且发电机电压超前系统电压;D.电压相位差,且发电机电压滞后系统电压。
7.发电机准同步并列后,经过了一定时间的振荡后才进入同步状态运行,这是由于合闸瞬间( B)造成的。
A.发电机与系统之间存在电压幅值差;B.发电机与系统之间存在频率差;C.发电机与系统之间存在电压相位差;D.发电机的冲击电流超过了允许值。
8.正弦整步电压( D)。
A.含有频率差和相位差信息,但不含有电压差信息;B.含有电压差和频率差信息,但不含有相位差信息;C.合有电压差和相位差信息,但不含有频率差信息D.含有电压差和频率差信息,且含有相位差信息。
9.线性整步电压( A )。
A.含有频率差和相位差信息,但不含有电压差信息;B.含有电压差和频率差信息,但不含有相位差信息;C.含有电压差和相位差信息,但不含有频率差信息;D.含有电压差和频率差信息,且含有相位差信息。
10.线性整步电压的斜率与发电机和系统之间的频率差( C)A.无关;B.有时无关:C.成正比关系;D.成反比关系。
11.线性整步电压的周期与发电机和系统之间的频率差( D)A.无关;B.有时无关;C.成正比关系;D.成反比关系。
12.线性整步电压的最大值对应发电机电压与系统电压的相位差(D )A.为0︒;B.为180︒;C.为360︒;D.由接入的发电机电压和系统电压的极性决定。
13.线性整步电压的最大值由( D)决定。
A.线性整步电压产生电路的输入发电机电压幅值;B.线性整步电压产生电路的输人系统电压幅值;C.线性整步电压产生电路的输入发电机电压和系统电压幅值差;D.线性整步电压产生电路的电源。
14.因为线性整步电压( A),所以,可以通过直接比较发电机电压和系统侧电压( )A.不含有电压差的信息;幅值完成压差检查;B.含有电压差的信息;幅值完成压差检查;C.不含有频率差的信息;频率完成频率差检查;D.含有频率差的信息;频率完成频率差检查。
三、填空题1.将发电机并入电力系统参加并列运行的操作称为并列操作”2.实现发电机并列操作的方法通常有准同步并列操作(也称准同期并列操作)和自同步并列操作(也称自同期并列操作)。
3.准同步并列方法,发电机在并列合闸前已加励磁,当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。
4.自同步并列方法,将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统,随后给发电机加上励磁,在原动转矩、同步力矩的作用下将发电机拉入同步,完成并列操作。
5.滑差是发电机电压角频率与系统电压角频率之差;滑差频率是发电机电压频率与系统电压频率之差。
6.滑差周期的大小反映发电机与系统之间频率差(或滑差)的大小,滑差周期大表示频率差(或滑差)小;滑差周期小表示频率差(或滑差)大。
7.发电机并列操作应遵循的原则:并列瞬间,发电机的冲击电流应尽可能小,不超过允许值;并列后,发电机应能迅速进入同步运行,暂态过程要短。
8.如果发电机并列时满足理想并列条件,即合闸瞬间,发电机电压和系统电压幅值相等;频率相等;相位相同;则不会产生冲击电流。
9.自动准同步装置主要由合闸部分、调频部分、调压部分和电源部分组成。
10.自动准同步装置的合闸部分,当待并发电机与系统之间的电压差和频率差都满足准同步条件时,在恒定导前时间发出合闸脉冲;当待并发电机与系统之间的电压差或频率差不满足准同步条件时,闭锁合闸。
11.为实现合闸部分的功能,合闸部分包括导前时间脉冲形成、频差检查、压差检查和合闸逻辑等部分。
12.为实现调频部分的功能,调频部分包括频差方向鉴别和调速脉冲形成等部分。
13.调压部分包括压差方向鉴别和调压脉冲形成等部分。
14.正弦整步电压与时间具有正弦函数,含有准同步需要检查的电压差信息、频率差信息和相位差关系信息。
15.线性整步电压与时间具有线性关系,自动准同步装置中采用的线性整步电压通常为三角形,含有准同步需要检查的频率差信息和相位差信息。
16.线性整步电压可以通过半波线性整步电压获得电路得到,也可以通过全波线性整步电压获得电路得到。
17.线性整步电压的周期即为滑差周期;线性整步电压的斜率与频率差成正比。
18.恒定导前时间是导前 =00的时间,此时间与压差和频率差大小无关。
19.通过检测线性整步电压的斜率可以检查频差是否满足要求。
20.一般的自动准同步装置,压差检查结果可以由调压部分直接给出。
21.微机应用于发电机自动准同步并列,可以通过直接比较发电机电压和系统电压的周期鉴别频差方向。
四、问答题1.电力系统中,同步发电机并列操作应满足什么要求?为什么?答:并列操作要求:(1)并列瞬间,发电机的冲击电流应尽可能小,不应超过允许值;(2)并列后,发电机应能迅速进入同步运行,暂态过程要短。
原因:(1)并列瞬间,如果发电机的冲击电流大,甚至超过允许值,所产生的电动力可能损坏发电机,并且,冲击电流通过其他电气设备,还合使其他电气设备受损;(2)并列后,当发电机在非同步的暂态过程时,发电机处于振荡状态,遭受振荡冲击,如果发电机长时间不能进入同步运行,可能导致失步,并列不成功。
2.电力系统中,同步发电机并列操作可以采用什么方法?答:同步发电机并列操作方法:准同步并列操作(也称准同期并列操作)、自同步并列操作(也称自同期并列操作)。
3.什么是同步发电机自动准同步并列?有什么特点?适用什么场合?为什么?答:准同步并列:发电机在并列合闸前已加励磁,当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。
特点:并列时冲击电流小,不会引起系统电压降低;但并列操作过程中需要对发电机电压、频率进行调整,并列时间较长且操作复杂。
适用场合:由于准同步并列冲击电流小,不会引起系统电压降低,所以适用于正常情况下发电机的并列,是发电机的主要并列方式,但因为并列时间较长且操作复杂,故不适用紧急情况的发电机并列。
4.为什么准同步并列产生的冲击电流小?答:准同步并列需要满足一定条件,在合闸瞬间,待并发电机与系统电压幅值接近相等、频率接近相等、相位接近相等,即待并发电机与系统电压相量接近相等,因此由公式d X G X U U I ''-=j ..im .可见,冲击电流很小。
5.什么是同步发电机自同步并列?有什么特点?适用什么场合?为什么?答:自同步并列:将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统,随后给发电机加上励磁,在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉入同步,完成并列操作。
特点:并列过程中不存在调整发电机电压、频率问题,并列时间短且操作简单,在系统频率和电压降低的情况下,仍有可能实现发电机的并列;容易实现自动化;但并列发电机未经励磁,并列时会从系统吸收无功,造成系统电压下降,同时产生很大的冲击电流。
适用场合:由于自同步并列的并列时间短且操作简单,在系统频率和电压降低的情况下,仍有可能实现发电机的并列,并容易实现自动化,所以适用于在电力系统故障情况下,有些发电机的紧急并列。