自動裝置複習提綱
一、 概念
1、 電力系統自動控制大致可以劃分為以下幾個不同內容的控制系統：電力系統自動監視和控制、電廠動力機械自動控制、電力系統自動裝置和電力安全裝置。
2、 電力系統自動裝置有兩種型別：自動調節裝置和自動操作裝置。
3、 電力系統自動裝置的結構形式：微型計算機系統、工業控制機系統和集散控制系統和現場匯流排系統。
4、 微型計算機系統的硬體組成一般包括：感測器、取樣保持器、模擬多路開關、a/d轉換器、儲存器、通訊單元、**處理器單元和外部裝置等。
5、 工業控制計算機系統一般由穩壓電壓、機箱、匯流排模板和鍵盤等外部裝置介面組成。
6、 電力系統自動裝置的軟體組成有：訊號採集與處理程式、執行引數設定程式、系統管理（主控制）程式和通訊程式等。
7、 取樣過程是對連續的訊號按照一定的取樣間隔，抽取相應的瞬時值。
8、 同步發電機並列時應遵循的原則：（1）衝擊電流盡可能的小；（2）暫態過程要短
9、 準同期並列裝置的控制單元主要包括：頻率差控制單元、電壓差控制單元和合閘訊號控制單元。
10、 同步發電機勵磁控制系統的主要任務：電壓控制、控制無功功率的分配和提高同步發電機併聯執行的穩定性。
11、 勵磁系統可以分為：直流勵磁機勵磁系統、交流勵磁機勵磁系統和靜止勵磁系統。
12、 調速器可以分為機械液壓調速器和電氣液壓調速器，按照控制規律劃分，又可以分為比例積分調速器和比例-積分-微分調速器。
13、 功率-頻率電液調速系統主要由轉速測量、功率測量、轉速和功率給定環節、電液轉換和液壓系統構成。
14、 電力系統和有功功率自動調節的方法有主導發電機法、同步時間法和聯合自動調頻法。
15、 聯合電力系統調頻方式包括：恆定頻率控制、恆定交換功率控制和頻率聯絡線功率偏差控制。
16、 電力系統頻率降低較大時會對系統造成的影響：汽輪機葉片產生裂紋；發生頻率崩潰現象；發生電壓崩潰現象。
二、 問答題
1、 請畫出集散控制系統（dcs）和現場匯流排系統（fcs）的結構框圖，並敘述二者各自的特點。
集散控制系統的特點：dcs系統的系統適應性強，系統的規模可以根據實際情況建設，由於系統具有分散性，單一站的故障不會影響到整個系統，可靠性得到了提高，且因為系統的各個站為並行結構，可解決大型、高速、動態系統的需要，實時效能較好，但因為要進行集中資料處理，對於上位機應具有一定的技術要求。
現場匯流排系統的特點：fcs系統是乙個全數位化開放系統，即同類匯流排具有相同的協議和行業標準，具有可互操作性和可互用性，即同類匯流排不同廠家的產品具有可替代性。它是全分布控制系統，故可形成更大的控制系統，其現場裝置具有高智慧型化和自治性，即現場的裝置具有很強的控制能力。
2、 請簡述取樣定理。
答：設是帶限訊號，其頻譜限制在的範圍之內，是可能的最高頻率，其頻譜稱為基帶頻譜。當時，理想取樣訊號頻譜中，基帶頻譜以及各次諧波調製頻譜彼此不重疊。
這樣就得到乙個重要不等式，這就是著名的夏農取樣定理。
3、 說明輸入資料的前置處理流程。
答：① 標度變換；② 資料的有效性檢驗；③ 線性化處理；④ 數字濾波；⑤ 資料儲存
4、 給出同步發電機並列的理想條件。
答：①或（即頻率相等）；②（即電壓幅值相等）；③（即相角差為零）。
5、 給出並列條件檢測和合閘控制程式的原理框圖。
答：6、 說明勵磁系統對勵磁調節器的要求。
答：① 系統正常執行時，勵磁調節器應能反映發電機電壓高低以維持發電機電壓在給定水平；② 勵磁調節器應能合理分配機組的無功功率；③ 遠距離輸電的發電機組，為了能在人工穩定區域執行，要求勵磁調節器沒有失靈區；④ 勵磁調節器應能迅速反應系統故障、具備強行勵磁等控制功能，以提高暫態穩定和改善系統執行條件；⑤ 具有較小的時間常數，能迅速響應輸入資訊的變化；⑥ 勵磁調節器正常工作與否，直接影響到發電機組的安全執行，因此要求能夠長期可靠工作。
7、 簡要給出靜止勵磁系統的優點。
答：① 勵磁系統接線和裝置比較簡單，無轉動部分，維護費用省，可靠性高；② 不需要同軸勵磁機，可縮短主軸長度，這樣可減小基建投資；③ 直接用閘流體控制轉子電壓，可獲得很快的勵磁電壓響應速度，可近似認為具有階躍函式那樣的響應速度；④ 由發電機端取得勵磁能量，當機組甩負荷時靜止勵磁系統機組的過電壓就低。
8、 說明低頻減載的工作原理。
答：當系統發生嚴重功率缺額時，自動低頻減載裝置的任務是迅速斷開相應數量的使用者負荷，使系統頻率在不低於某一允許值的情況下，達到有功功率的平衡，以確保電力系統安全執行，防止事故的擴大。因此是防止電力系統發生頻率崩潰的系統性事故的保護裝置。
9、 說明電力系統低頻振盪產生的原因及電力系統穩定器的作用。
答：原因：（1）勵磁調節器按電壓偏差比例調節；（2）勵磁控制系統具有慣性；
作用：採用電力系統穩定器去產生正阻尼轉矩以抵消勵磁控制系統引起的負阻尼轉矩。
10、 給出常用有功功率、無功功率的二表法和三表法的計算公式。
答：二表法：
三表法：
在上述功率計算中所用的電壓、電流均為有效值。
11、 畫出自勵交流勵磁機靜止可控整流器勵磁系統和自勵交流勵磁機靜止整流器勵磁系統的原理接線圖，並說明其差別。
答：差別：自勵交流勵磁機靜止可控整流器勵磁系統發電機g的勵磁電流由交流勵磁機ae經閘流體整流裝置vs供給；自勵交流勵磁機靜止整流器勵磁系統發電機g的勵磁電流由交流勵磁機ae經矽整流裝置v供給。
第二種勵磁方式相比第一種其響應速度較慢，因為在這裡還增加了交流勵磁機自勵迴路環節，使動態響應速度受到影響。
12、 如何使發電機退出執行是避免無功電流衝擊？
答：假設某一台發電機帶有勵磁調節器，與無窮大母線併聯執行，由圖3—41可見，發電機無功電流從減小到，只需要將調節特性由1平移到2的位置。如果調節特性繼續向下移動到3的位置時，則它的無功電流將減小到零，這樣機組就能夠退出執行，不會發生無功功率的突變。
13、 給出自動勵磁調節器的構成環節。
三、 計算題
1、 某電廠有兩台發電機在公共母線上併聯執行，1號機額定功率為25mw，2號機的額定功率為50mw。兩台機的功率因數都為0.85。
勵磁調節器的調差係數為0.05。若系統無功負荷波動使電廠無功增量為它們的總無功容量的20%，問各機組承擔的無功負荷增量是多少，母線上的電壓波動是多少？
解： 1號機額定無功功率
2號機額定無功功率
因為兩台機的調差係數均為0.05，所以公用母線上等值機的調差係數也為0.05。
母線電壓波動
各機組無功負荷波動量
1號機組無功負荷增加3.10mvar，2號機組的無功負荷增加6.2mvar。因為調差係數相等，無功的波動量與它們的容量成比例。
2、 某電力系統中，與頻率無關的負荷佔30%，與頻率一次方成比例的負荷佔40%，與頻率二次方成比例的負荷佔10%，與頻率三次方成比例的負荷佔20%。求負荷的值，並求系統頻率由50hz下降到47hz是負荷的變化百分數；如果總功率為3200mw，系統的頻率為50hz，求負荷調節效應係數。
解：當f=47hz時，
由式（5—4）可以求出當頻率下降到47hz時系統的負荷為
則於是3、 某系統的負荷總功率為5000mw，設想系統最大功率缺額1200mw，設負荷調節效應係數為2，自動低頻減載裝置動作後，希望恢復頻率為48hz，求接入低頻減載裝置的功率總數。
解：希望恢復頻率偏差的標麼值為
由式（6—13）得
接入自動低頻減載裝置功率總數為870mw，這樣即使發生如設想那樣的嚴重事故，仍能使系統頻率恢復值不低於48hz。
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