水电厂自动化1Word下载.docx

水电厂自动化1Word下载.docx

《水电厂自动化1Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水电厂自动化1Word下载.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

4.水轮发电机组同期方式及其优缺点：

1准同期方式是将发电机组调整到符合并网条件后，再发出断路器的合闸命令。

2自同期并列的操作是将未加励磁电流的发电机组的转速升到接近额定转速，再闭合断路器，然后立即合上励磁开关供给励磁电流，在发电机电势逐渐增长的过程中由系统将发电机组拉入同步运行。

3两种同期方式具有各自的优缺点。

系统在正常运行情况下，一般采用准同期并列方式将发电机组投入运行；

自同期并列方式操作简单，速度快，在系统发生故障、频率波动较大时，发电机组仍能并列操作并迅速投入电网运行，可避免故障扩大，有利于处理系统事故，只有当系统发生故障时，为了迅速投入水轮发电机组才采用，应用此方式时要求发电机定子绕组的绝缘及端部固定情况良好，端部接头应无不良现象。

5.允许断路器并列的理想条件：

1电压幅值相等，即UG=US或UGm=USm。

2电压角频率相等ωG=ωS或电压频率相等，即fG=fS。

3合闸瞬间的相角差为零，即δ=00（δ为发电机侧电压与系统侧电压的相角差）。

6.准同期并列的实际条件：

1待并发电机电压和系统电压接近相等，其电压差不超过5%—10%额定电压。

2待并发电机电压与系统电压的相角差δ，在并列瞬间应接近于零，不大于100。

3待并发电机频率与系统频率接近相等，其频率差不超过0.2%—0.5%额定频率。

线性整步电压的获取一般由整形电路、相敏电路及滤波电路组成。

具有以下特点：

1当UG点与US点完全反相，即δ=1800时，USL的最低值为0，当UG点与US点完全同相，即δ=00（或3600）时，USL出现最大值USLm。

USL的最大值保持固定不变。

2整步电压的前半部分和后半部分均为直线，其斜率和频差绝对值成正比，反映了频差的大小，如果在一个周期内频差不变，则USL以通过最高点的垂直线左右对称。

3线性整步电压波形，顶值电压与电压UG点、US点的幅值无关，因而不包含压差信息。

同步力矩：

是由发电机转子磁场与定子旋转磁场相互作用而产生的，在发电机加上励磁后才出现，并逐渐上升到稳定值。

异步力矩：

是指发电机转速不等于同步转速时，转子闭合回路中产生的感应电流将和定子旋转磁场相互作用而产生的力矩，其大小和滑差率、转子结构及转子回路所处的状况等因素有关。

7.同步发电机励磁控制系统的任务：

1调节电压。

电力系统正常运行时，负荷是随机波动的。

随着负荷的波动，需要对励磁电流进行调节，以维持机端或系统中某点电压在给定水平，所以励磁系统担负着维持电压水平的任务。

2控制无功功率的合理分配。

在实际运行中，与发电机并联运行的母线并不是无限大容量母线，即系统的等值电抗并不等于零，母线的电压将随着负荷波动而变化。

发电机输出的无功电流与它的母线电压水平有关，改变其中一台发电机的励磁电流不但影响其本身的电压和无功功率，而且也影响与其并联运行机组的无功功率。

3提高电力系统运行稳定性。

电力系统在运行中随时都可能受到各种干扰，在这些扰动后，发电机组能够恢复到原来的运行状态，或者过渡到另一个新的稳定运行状态，则系统是稳定的。

4改善电力系统运行条件。

当电力系统由于种种原因，出现短时低压时，励磁控制系统可以发挥其条件功能，即大幅度地提高励磁电流以提高系统电压。

改善异步电动机的自启动条件，为发电机的异步运行创造条件，调高继电保护动作的灵敏度。

5根据水轮发电机组要求实行强行减磁。

当水轮发电机组发生故障突然跳闸时，由于水轮机调节系统具有较大的惯性，导叶不能迅速关闭，使发电机转速急剧上升。

如果不采取措施迅速降低励磁电流，则发电机电压有可能升高到威胁定子绝缘的程度。

所以这种情况下要求励磁控制系统能实现强行减磁。

8.励磁控制系统对静态稳定的影响：

当功率角δ＜900时，发电机是静态稳定的。

当δ＞900时，发电机不能稳定运行。

δ=900为稳定的极限情况。

实际运行时，为了可靠起见留有一定的裕度，运行点往往比功率极限低一些。

如果励磁系统具有按电压偏差调节的励磁调节器，并设发电机开始运行于在功率曲线的a点。

当系统负荷增加时，为保持机端电压不变，励磁调节器必将增加励磁电流，使Eq增加，运行点将过渡到波幅较高的另一功率特性曲线上，以此类推。

具有励磁调节器时，由波幅连续增高的一簇功率特性曲线上的各运行点构成了一条新的功率特性曲线。

显然具有励磁调节器时发电机功率角δ能在大于900范围的人工稳定区运行，即可提高传输的功率极限或系统的稳定储备。

9.励磁控制系统对暂态稳定的影响：

励磁系统对于提高暂态稳定而言，主要表现在快速励磁和强励的作用上。

现以单机到无穷大系统为例，设在正常运行情况下，发电机输出功率为Po，在功率特性的a点运行。

当突然收到某种扰动后，运行点由曲线Ⅰ上的a点突然变到曲线Ⅱ上的b点。

由于原动力部分存在惯性，输入功率仍为Po，而所需功率减小，于是发电机轴上将出现过剩转矩使转子加速，运行点由b沿曲线Ⅱ向F点移动。

过了F点后，发电机输出功率大于Po，发电机轴上将出现制动转矩，使转子减速。

发电机能否稳定运行取决于曲线Ⅱ与Po直线间所形成的上下两块面积是否相等，即所谓的等面积法则。

在上述过程中，发电机如能强行增加励磁，使受到扰动后的发电机组运行点移动到功率特性Ⅲ上运行，这样不仅减小了加速面积，也增大了减速面积，从而使发电机第一摆时功角δ幅值减小，改善了发动机的暂态稳定性。

10.电极式水位信号器：

电极式水位信号器主要用于当水轮发电机做调相运行时，监视水轮机转轮室的水位，与SXZ—2型水位信号装置配合给转轮室供压缩空气，使转轮室水位保持在水轮机转轮以下，减少机组有功损耗。

有时也用于监视水轮机顶盖和集水井水位。

电极式水位信号器DJ有两个相互绝缘的电极，通常是不接通的，当水位上升把两个电极都浸入水中时，利用水的导电性，使两个电极成为电的通路，发出相应的水位信号。

DJ—02型电极式水位信号器由电极、底座和盖组成，共有两个，分别对应上、下限水位。

SZX—2型水位信号装置由电流继电器、变压器及桥式整流器等组成。

两者配合工作原理为当机组由发电转为调相运行时，调相继电器KS41触点闭合自动投入SZX的电源，此时两电机DJ1和DJ2都浸在水中，靠水的导电性，电流继电器KA动作，发出高水位信号而动作于打开充气阀，并使KA41闭合自保持。

此时水位降至上限水位以下，仍能靠下电极保持KA在动作状态。

在压缩空气的继续作用下，水位降至下电极以下使KA断电释放，充气电磁阀关闭而停止充气。

当水位又上升时，重复上述操作过程。

11.转速信号器：

1线路故障跳闸、机组甩负荷或其他原因致使机组转速剧烈上升至额定转速的140%时，发出机组紧急事故停机和关闭快速闸门的过速信号。

2机组转速达到额定转速的115%时，发出事故停机信号。

3开机过程中，当机组转速升至额定转速的90%—95%时，使机组自同期装置发出同期合闸信号，或使自动准同期装置开始投入工作。

4机组调相运行当中，机组转速下降至额定转速的70%—85%时，发出调相失电信号，使机组转发电或使断路器跳闸停机。

5停机过程中，机组转速下降到额定转速的30%—35%（具体视机组推力轴承材质不同而异，如当前塑料推力轴承的机组，加制动的转速一般都选的比较低，在额定转速的15%—20%）时，发出制动信号进行机组刹车。

12.执行元件：

1电磁阀。

电磁阀主要用于油、水、气管路的自动启闭，它将电气信号转换为管路自动启闭的机械信号，它由电磁机构和阀体两部分组成。

水电厂常用的有DF1型电磁阀和ZT型直流电磁阀操作的电磁阀。

DF1型电磁阀在水电厂中主要用于制动系统、调相补气及冷却系统等的油水气的管路上作自动阀门。

DF—50型电磁阀通过ZT型直流电磁铁来实现远距离控制阀门的启闭。

2DK型电磁空气阀。

电磁空气阀主要用于机组的制动系统和主阀密封围带压缩空气管路的通断自动控制。

DK—2型可适用于弱电控制，是一种小功率型的电磁空气阀。

DK—20型配用单线圈电磁铁，可长期通电工作。

其他类型配用双线圈电磁铁，短时通电，断电自保。

3电磁配压阀。

电磁配压阀是一种由电磁铁控制的润阀，主要用于液压系统的油管路上，借以变换被控液压元件的油流方向，实现远方控制。

电磁配压阀一般与液压阀配合使用，工作原理为利用双线圈电磁铁驱动，切换润滑油路，利用压力油去控制液压阀的开启与关闭。

13.机组起动操作程序：

1启动应具备条件：

蝴蝶阀全开、机组无事故、制动阀无压、接力器锁锭拔出、断路器跳开。

2上述条件具备时，起动准备继电器动作，开机准备灯燃亮。

此时发出开机令，机组起动继电器动作。

同时开启冷却水电磁配压阀向各轴承冷却器供水。

投入QDM及接入准同期装置的调整回路。

接通开限机构的开启回路及转速调整机构增速回路。

起动开、停机过程监视继电器。

3总冷却水投入后，示流信号器动作，其动合接点闭合，将开限机构打开至空载开度位置，同时使调速器开机电磁阀励磁，机组随即按调速器起动装置的控制特性起动。

4当机组转速达到额定转速的90%时，自动投入准同期装置，条件满足后发电机以准同期方式并入系统。

5并列后，通过断路器位置重复继电器作用于下列各处。

开限机构自动从空载转至全开，转速调整机构正转带上一定负荷，发电运行继电器励磁，使中控室发电运行指示灯亮。

6机组开机成功后，机组起动继电器复归。

有功功率的调节可借助远方控制开关进行增或减有功调节。

14.机组停机操作程序：

1正常停机时，操作发出停机命令，机组停机继电器励磁，并由其动合接点闭合而自保保持。

2起动开停机过程监视继电器，监视停机过程。

3转速调整机构反转，卸去全部负荷至空载。

4当导叶关至空载位置时，控制发电机断路器跳闸，机组与系统解列。

5导叶关闭至空载位置以及机组与系统解列后，导叶继续关至全关位置，同时使开限自动全关。

6机组转速下降到35%额定转速时，转速信号器动作，使制动系统电磁空气阀励磁而打开，压缩空气进入制动间对机组进行制动，同时监视制动时间。

7延时2min后，停机继电器复归，制动电磁空气阀励磁，压缩空气自风闸排出解除制动，监视停机过程和制动的时间继电器相继复归，停机过程即告结束。

此时机组重新处于准备开机状态，起动准备继电器励磁，中控室的开机准备灯点亮，为下一次起动创造了必要的调节。

填空题——1同步发电机并列的理想条件表达式为fG=fX、UG=UX、δe=0。

2若同步发电机并列的滑差角频率允许值为ωsy=1.5%，则脉动电压周期为1.33s。

3谋台装有调速器的同步发电机，额定有功出力为100MW，当其有功功率增量为10MW时，系统频率上升0.25Hz，那么该机组调差系数的标么值为R*=0.05。

4同步发电机并网方式有两种：

将未加励磁电流的发电机升速至接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值时进行并网操作属于自同期并列。

将发电机组加上励磁电流，在并列条件符合时进行并网操作属于准同期并列。

5采用串联补偿电容器可以补偿输电线路末端电压，设电容器额定电压为UNC=0.6kV，容量为QNC=20kVar的单相油浸纸制电容器，线路通过的最大电流为IM=120A，线路需补偿的容抗为XC=8.2Ω，则需要并联电容器组数为m=4，串联电容器组数为n=2。

6电力系统通信信道包括电力载波通信、光纤通信、微波中继通信和卫星通信三种。

7电力系统通信规约可分为两类。

由主站询问各RTU，RTU接到主站询问后回答的方式属于问答式规约，由RTU循环不断地向主站传送信息的方式属于循环式规约。

8能量管理系统中RTU的测量数据有四类，即模拟量开关量数字量脉冲量。

9常用的无功电源包括同步发电机；

同步调相机；

并联电容器；

静止无功补偿器。

10馈线自动化的实现方式有两类，即就地控制、远方控制。

11同步发电机常见的励磁系统有直流励磁机、交流励磁机、静止励磁系统，现代大型机组采用的是静止励磁系统。

12励磁系统向同步发电机提供励磁电流形式是直流。

13电力系统的稳定性问题分为两类，即静态稳定、暂态稳定。

14电力系统发生有功功率缺额时，必然造成系统频率小于额定值。

15电力系统负荷增加时，按按等微增率原则分配负荷是最经济的。

16就地控制馈线自动化依靠馈线上安装的重合器和分段器来消除瞬时性故障隔离永久性故障，不需要和控制中心通信。

17同步发电机励磁系统由励磁调节器和励磁功率单元两部分组成。

18AGC属于频率的二次调整，EDC属于频率的三次调整。

19发电机自并励系统无旋转元件，也称静止励磁系统。

20直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统通常有滑环、电刷，其可靠性不高。

21采用积差调频法的优点是能够实现负荷在调频机组间按一定比例分配，且可以实现无差调频，其缺点是动态特性不够理想；

各调频机组调频不同步，不利于利用调频容量。

22频率调整通过有功功率控制来实现，属于集中控制；

电压调整通过无功功率控制来实现，属于分散控制。

23远方终端的任务是数据采集、数据通信、执行命令、打印显示等。

24差错控制对错误信号进行纠正，可分奇校验和偶校验两种校验方式。

25EMS发电计划的功能包括火电计划；

水电计划；

交换计划；

检修计划。

26馈线远方终端FTU的设备包括柱上开关、变电所、开闭所。

27分区调频法负荷变动判断依据是：

对本区域负荷Δf与ΔPtie同号，对外区域负荷Δf与ΔPtie异号。

28当同步发电机进相运行时，其有功功率和无功功率的特点是向系统输出有功功率，同时吸收无功功率。

29自动励磁调节器的强励倍数一般取1.6～2.0。

30重合器与普通断路器的区别是普通断路器只能开断电路，重合器还具有多次重合功能。

简答题——1电力系统频率二次调整的无差调节：

①主导发电机法②积差调频法（或增加：

改进积差调频法）③分区调频法。

2自动发电控制系统的基本任务：

①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹配；

②保持系统频率为额定值；

③控制区域联络线的交换功率与计划值相等；

④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。

3电力系统常用的无功功率电源：

①同步发电机；

②同步调相机；

③并联电容器；

④静止无功补偿器。

4电力系统调度的主要任务：

①保证供电质量的优良②保证系统运行的经济性③保证较高的安全水平④保证提供强有力的事故处理措施。

5远程自动抄表系统的组成部分：

①具有自动抄表功能的电能表；

②抄表集中器；

③抄表交换机；

④中央信息处理机。

6变电所综合自动化系统的基本功能：

①监控②微机保护③电压无功综合控制④低频减负荷及备用电源自投控制⑤通信。

7同步发电机励磁控制系统的基本任务：

①稳定电压。

②合理分配无功功率。

③提高同发电机并联运行稳定性。

④改善电力系统运行条件。

8能量管理系统中RTU的测量数据：

①模拟量②开关量③数字量④脉冲量。

9远程自动抄表系统的典型方案：

①总线式抄表系统②三级网络的远程自动抄表系统③采用无线电台的远程自动抄表系统④防止窃电的远程自动抄表系统。

10变电所综合自动化系统的结构形式：

①集中式②分布集中式③分散与集中式相结合④分散式。

11同步发电机并列的理想条件：

fG=fX、UG=UX、δe=0。

12常用的无功电源：

13同步发电机的励磁系统：

①直流励磁机②交流励磁机③静止励磁系统。

14远方终端的任务是：

①数据采集②数据通信③执行命令④打印显示等。

15直流励磁机励磁系统的优缺点：

优点：

结构简单；

缺点：

靠机械整流子换向，有炭刷和整流子等转动接触部件；

维护量大，造价高；

励磁系统的容量受限制；

16交流励磁机励磁系统的优缺点：

励磁系统的容量不受限制；

不受电网干扰，可靠性高；

无炭粉和铜末引起电机线圈污染，绝缘的寿命较长；

无法对励磁回路进行直接测量；

对整流元件等的可靠性要求高。

17静止励磁机励磁系统：

结构简单、可靠性高、造价低、维护量小；

无励磁机，缩短机组长度，可减少电厂土建造价；

直接用可控硅控制转子电压，可获很快的励磁电压响应速度；

保护配合较复杂。

18电力系统的分区分级调度：

①国家调度机构②跨省、自治区、直辖市调度机构③省、自治区、直辖市级调度机构④省辖市级调度机构⑤县级调度机构。

19值班前置主机的主要任务：

①与系统服务器及SCADA工作站通信②与各RTU通信，通信规约处理③切换装置的动作④设置终端服务器的参数。

20强励的基本作用：

①有利于电力系统的稳定运行；

②有助于继电保护的正确动作；

③有助于缩短短路故障切除后母线电压的恢复时间；

④有助于电动机的自启动过程。

名词解释——1自同期并列。

2准同期并列。

将发电机组加上励磁电流，在并列条件符合时进行并网操作为准同期并列。

3强行励磁。

在某些故障情况下，使发电机转子磁场能够迅速增强，达到尽可能高的数值，以补充系统无功功率确额。

4等微增准则。

运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷称为等微增准则。

5负荷的调节效应。

负荷的有功功率随着频率而改变的特性叫作负荷的功率—频率特性，也称负荷的调节效应。

6频率调差系数。

单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数。

7电压调整。

电力系统中使供各用户的电压与额定电压的偏移不超过规定的数值。

8励磁电压响应比。

励磁电压在最初0.5s内上升的平均速率为励磁电压响应比。

9二次调频。

频率的二次调整是通过调频器反应系统频率变化，调节原动力阀门开度调节转速，使调整结束时频率与额定值偏差很小或趋于零。

10RTU。

远方终端（RTU）是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，检测并传输各终端（发电厂或变电站）的信息，并执行调度中心发给厂、所的命令。

11码元。

每个信号脉冲为一个码元。

12数码率。

每秒传送的码元数。

13信息速率。

系统每秒传送的信息量。

14误码率。

数据传输中错误码元数与总码元数之比。

15循环式通信规约。

由RTU循环不断地向主站传送信息的方式为循环式通信规约。

16问答式通信规约。

由主站询问各RTU，RTU接到主站询问后回答的方式为问答式通信规约。

17超短期负荷预测。

1小时以内的负荷预测为超短期负荷预测，适用于质量控制、安全监视、预防控制。

18短期负荷预测。

1日到1周的负荷预测为短期负荷预测，适用于火电分配及水火协调。

19中期负荷预测。

1月到1年的负荷预测为中期负荷预测，适用于机组检修。

20长期负荷预测。

数年到数十年的负荷预测为长期负荷预测，适用于电源发展及网络规划。