华南农业大学自动化专业电力拖动复习大纲
电力拖动复习大纲
漆海霞
第三章 直流电机的电力拖动 一、本章重点：
1、电力拖动系统动力学基础：电力拖动系统动力学方程式，多轴电力拖动系统折算，生产机械负载特性，电力拖动系统稳定运行条件，调速系统性能指标；调速方式与负载类型的配合。
2、直流电动机的电力拖动；
（1）直流电动机电力拖动动态数学模型， （2）直流电机的起动、调速、制动方法及特性。 3、直流电机的四象限运行分析。 二、复习指导
1、电力拖动系统动力学方程式，
2375em L d GD dn
T T J dt dt
Ω-== （3-1）～（3-3）
Note ：①正确理解方程式的应用，明确电机输出转矩及负载转矩正方向的规定，熟悉方程式的使用条件，并运用该方程式分析各种电力拖动系统的运行状态。②明确方程式中各字母符号的物理意义及单位。 2、多轴电力拖动系统等效（折算方法）；
掌握折算的概念、原则及方法。
折算概念：对于多轴电力拖动系统，将负载转矩及惯量进行折算为等效的单轴系统。折算的原则是：确保折算前后系统传递的功率或系统储存的动能不变。
折算的方法有：（1）、机械机构转矩折算；（2）直线作用力的折算；（3）
惯量与飞轮矩GD 2的折算；（4）直线运动的质量折算。 （1）、机械机构转矩折算
电机工作在电动状态， ()()L L L
L t t t L L
T T T T n j n ηηη'''=
==ΩΩ (3-4) 电机工作在发电状态， ()()L t
L t L t L L L
T T T T n
j n ηηη'''=
==ΩΩ (3-5) j=j 1·j 2·j 3…为传动机构总转速比。 （2）直线作用力的折算
电机工作在电动状态，重物提升时，9.55260
L L L L L L L t t
t
F v F v F v
T n n πηηη=
==Ω （3-6）
电机工作在发电制动状态，重物下放时，
9.55260
L L t L L t L L t L F v F v F v T n n ηηηπ'''===Ω （3-7）
且对于同一重物有：1
2t t
ηη'=-
（3-8）
（3）惯量与飞轮矩GD 2的折算
惯量的折算：2221212(
)()()L M L J J J J J ΩΩΩ
=++++ΩΩΩ
（3-9） 飞轮矩的折算：
2222222
2
2
11221122222
22211212()()()()L L L L M
M L
G D G D G D G D G D G D GD GD GD n n n j j j j n n n =++++=++++ （3-10） （4）直线运动的质量折算
222
222
2
2
211()3652242460L L L L L L M L L M G v m v G v g
J m v GD g n g n π''Ω=?===Ω??
?
?? （3-11）
3、生产机械负载特性
恒转矩负载转矩特性（反抗性负载和位能负载特性），恒功率负载转矩特性，风机、泵类负载转矩特性。 4、电力拖动系统稳定运行条件
电力拖动系统稳定运行概念； 电力拖动系统稳定运行条件：A
A
em
L n n T T n
n
???
?? （3-15）
稳定运行条件的物理意义。 5、调速系统性能指标（定义及表达式） （1）调速范围 （2）静差率 （3）调速平滑性
6、调速方式与负载类型的配合
调速方式：恒转矩调速方式，恒功率调速方式。
调速方式选择：恒转矩负载特性生产机械选择具有恒转矩性质调速方式，恒功率负载特性生产机械选择具有恒功率性质的调速方式。（证明方法及图示说明,图3.27，3.28）
7、直流电动机电力拖动动态数学模型 （1） 他励直流电动机微分方程
电枢回路微分方程式：1()()()()a a
a a a e di t u L Ri t e t dt e t C n
φ?
=++??
?=? （3-16） 励磁回路微分方程式：()f f f
f f di u t L R i dt
=+ （3-17）
或简化为：12375a a e a
em L T a U E RI C n RI GD dn
T T C I dt φφ=+=+???=+
=??
（3-28） （2）直流电动机过渡过程（理解并描述其过渡过程曲线） 电枢电流过渡过程变化规律：
()()M
t
T a B A B I t I I I e
-=+- （3-31）
转速过渡过程变化规律：()M
t T B A B n n n n e
-=+- （3-32）
过渡过程时间计算：设C 为AB 间任意一点，n C （或I C 、T C ）已知，则拖动系统从A 到C 所需时间t C :
ln
A B C M C B n n t T n n -=-（或ln A B C M C B I I t T I I -=-，ln A B C M C B
T T
t T T T -=-） （3-33）~（3-35） T M =？
8、直流电机的起动
（1）直流电动机起动基本要求：A 、起动转矩足够大；B 、起动电流小；C 、起动设备经济可靠。
为确保电机带T N 起动，须满足条件： A 、I s t ≤(2～2.5)I N ；B 、T s t ≥(1.1～1.2)T N （2）直流电动机起动步骤：
A 、先在励磁绕组中加入额定励磁电流；
B 、主磁场建立后再加入电枢电压。 （3）直流电动机起动方法：（起动过程分析及机械特性图3.19,3.20） A 、电枢回路串电阻起动；B 、降压起动。
9、直流电机的调速（调速过程分析及机械特性，图3.22,3.23,3.25,3.26） （1）他励直流电动机调速方法
A 、降低电枢电压调速：电枢回路串电阻；降低电源电压
B 、弱磁升速 10、直流电机的制动
电机制动的特征：电磁转矩T 与转速n 方向相反。 制动分为：能耗制动、反接制动和回馈制动。 （1）能耗制动（图3.29,3.30,3.31）
直流电动机能耗制动的方法；制动接线图；及制动时各电参量方向。
10,0a a
aB em T aB a B a B
U E E I T C I R R R R φ--=
=?=?++ （3-59） 2()a aB aB a B E I I R R =+ （3-60）
（两表达式的含义） 他励直流电动机能耗制动时， 机械特性表达式：2a B
em
e T R R n T C C φ
+=-
（3-61） 动力学方程式：20375em L GD dn
T T dt
--=
? 制动电阻计算：22aN N B a a N N
E U
R R R I I ≥
-≈- （3-62） （2）反接制动
A 、电枢反接的反接制动；
B 、转速反向的反接制动
反接制动的方法及机械特性曲线（图3.32,3.33,3.34,3.35）（各电参量方向），机械特性表达式（3-70，3-72；3-84，3-85），制动时动力学方程式（注意概念和符号）；
反接制动时制动电阻计算：
2N aN N B a a N N
U E U
R R R I I +≥
-≈- （3-73）（是能耗制动时电阻值的两倍）
（3）回馈制动
回馈制动特征：电枢感应电动势E a超过电枢电压U1（E a﹥U1）,电磁转矩制动性（T e m﹤0）。
分为：重物下放时回馈制动，降压调速过程回馈制动，增磁减速过程回馈制动。机械特性曲线(图3.38,3.39)。
回馈制动机械特性（3-88式，3-90式，图3.36），
9、直流电机的四象限运行分析
第七章三相异步电机的电力拖动
一、本章重点
1、三相异步电动机常用公式（参照教材及课堂笔记）
2、三相异步电动机起动、调速、制动及其特性。
二、复习指导
1、三相异步电动机起动
起动要求：起动电流足够小；起动转矩足够大。（7-1式，7-2式）
异步电机直接起动的条件：（看课件或教材）。
异步电机起动方法：降压起动（定子串电阻或电抗降压起动，自耦变压器降压起动，Y/△降压起动；7-6式，7-7式，7-8式及其含义），高起动性能特殊鼠笼式异步电动机，绕线式异步电动机转子串电阻起动（转子串电阻分级起动，转子串频敏变阻器起动，机械特性曲线）。
2、三相异步电动机调速
调速方法：变极调速，变频调速，改变转差率调速（改变定子电压调压调速，绕线式异步电动机转子串电阻调速，电磁离合器调速，绕线式异步电
动机双馈调速与串级调速）。 （1） 变极调速
变极调速概念、方法。（Note:为确保三相异步电动机变极前后转子转向不变，变极的同时必须改变三相绕组的相序） A 、 Y/YY 接变极调速
Y/YY 接变极调速是恒转矩调速方式。且2,2YYm Ym YYst Yst T T T T ==。图
7.13。
（7-10，7-11式）
B 、 △/YY 接变极调速
△/YY 接变极调速是恒功率调速方式。且2
2,33
YYm m YYst st T T T T ??==。图7.15。
（7-12，7-13式）
（2） 变频调速（图7.19）
变频调速的前题：为保证主磁通φm 不变，定子电压和频率必须协调控制。
A 、 基频以下的变频调速：
变频调速过程中，若保持E1/f1=常数（或U1/f1=常数），则机械特性硬度不变。且max e T =常数。该调速属于恒转矩调速。
图7.16,7.17,理解两种特性曲线有什么不同，原因是什么？ B 、 基频以上的变频调速:
基频以上变频调速，无法保持U1/f1=常数，只能维持U N 不变，随着定子频率f1上升，主磁通φm 必然下降；机械特性硬度保持不变。且为恒功率调速。
（3） 改变转差率调速
A 、 改变定子电压调压调速（既不属恒转矩调速也非恒功率调速，图
7.22，7.23）；
B 、 绕线式异步电动机转子串电阻调速（属恒转矩调速（理解推导思
路），图7.24）
C 、 电磁离合器调速（阐述电磁离合器调速工作原理）
D 、 绕线式异步电动机双馈调速与串级调速（理解双馈调速的概念，
串级调速成当2s U 与2s
E 同相或反相时，超前90度时，成任意夹角时，对电机的影响）。
3、三相异步电动机制动
（1）能耗制动方法，及机械特性。（图7.35,7.38,7.39）;分析能耗制动电阻和电压对能耗制动机械特性的影响。理解能耗制动的等分析方法。 （2）反接制动
反接制动的方法。反接制动分：转速反向的反接制动；定子两相绕组对调的反接制动。
图7.40,7.41; s ＞1。 （4） 回馈制动（s ＜0）
回馈制动的能量传递。图7.42。
第十三章 电力拖动系统的方案与电动机的选择 一、本章重点
1、电力拖动系统方案选择原则
2、电动机选择的一般原则
3、电机发热与冷却过程
4、电动机工作制
5、电动机额定功率选择
二、复习指导
1、电力拖动系统方案选择原则（看教材）
2、电动机选择的一般原则
（1）根据电源电压、使用条件、拖动对象选择电动机.要求电源电压与电动机额定电压相符.
（2）根据安装地点和工作环境选择不同型式的电动机.
（3）根据容量、效率、功率因数、转数选择电动机.如果容量选择过小,就会发生长期过载现象,影响电动机寿命甚至烧毁.
如果容量选择过大,电动机的输出机械功率不能充分利用,功率因数也不高.因为电动机的功率因数和效率是随着负载变化的.
（4）电动机在恒定负载运行下,功率计算公式如下:
P1
P＝――――
η1η
式中:
P－－－－-电动机的功率(KW);
P1－－－－生产机械功率(KW);
η1－－－－生产机械本身效率;
η －－－－电动机效率.
上式计算出的功率不一定与产品规格相同,所以选择电动机的额定功率(P1)应等于或稍大于计算所得的功率。
3、电机发热与冷却过程
热平衡方程式，温升曲线（图13.2,13.3）电机的允许温升由绝缘材料的
温升决定。电机常用绝缘材料的等级（A/E/B/F/H ）。电机额定功率与允许温升间的关系（13-13式）。 4、电动机工作制
连续工作制、短时工作制、断续周期工作制。 各种工作制的定义，及有关概念。 5、电动机额定功率选择
（1）电动机额定功率选择原则：A 、根据生产机械特性及静态负载功率，预选电动机。B 、电动机校验（①发热校验；②过载能力校验；③起动能力校验；④电动机飞轮矩GD 2校验）。 （2）连续工作制
A 、连续恒定负载电动机选择：9550
L N
N L T n P P ≥=；不需发热校验。 B 、连续周期性负载：
①先要计算出平均负载功率（根据负载图）：1
n
Li i
i L P t
P Tc
==
∑，
再选电动机功率：(1.1~1.6)N L P P ≥；
②校验：平均损耗法；等效法（电流/转矩/功率等效法）。 平均损耗法：
<1> 计算平均损耗功率（根据负载图，求出损耗图）：
1
1
n
Li i
n
i Lav i c
P t
P T ===
∑∑，其中，Li
Li Li i
P P P η=
-∑
<2> 若Lav N P P ≤∑∑（电机额定损耗N
N N N
P P P η=-∑），则发热校验通过。
电流等效法：
<1>
等效电流：Ieq =
<2> 若N Ieq I ≤，发热校验通过（适用于矩形电流，非矩形电流则Ieq 表达式有所不同）。
转矩等效法：
<1>
等效转矩：Teq =
（适用于φ，2cos ?为恒值的情况）
<2> 若N Teq T ≤，发热校验通过。 功率等效法：
<1>
等效功率：Peq =
（适用于转速不变的情况）
<2> 若N Peq P ≤，发热校验通过。
连续工作制，考虑起动、制动、停歇过程时，发热校验：
Ieq =
直流电动机：0.75,0.5αβ==；交流电动机：0.5,0.25αβ== 非环境温度下电机额定功率修正：
P P =0u N
c p k p =
（3）短时工作制（标准短时工作制有：30min, 60min, 90min ） A 、短时工作制，选用短时工作制电机：
①标准短时工作时间，则选电动机额定功率为：N L P P ≥；不必发热校验； ②短时工作时间为非标准短时工作时间，则选电动机额定功率需折算到
标准短时制，再选择：N LN P P P
≥=
B
、短时工作制，选用连续工作制电机：N LN P P P ≥=验；但需校验电机的过载能力和起动能力。
（4）断续周期工作制（标准负载持续率：15％，25％，40％，60％） A 、负载持续率为标准负载持续率：
1
1
(1.1~1.6)(1.1~1.6)
n
N L Li i
i g
P P P t
t =≥=∑
B 、负载持续率为非标准负载持续率，则要先折算到标准负载持续率下，再
选电机：(1.1~1.6)(1.1~1.6)N L P P P ≥=C 、若负载为变化的负载，需用平均损耗法，等效法校验发热。折算负载为
标准负载持续率时，eqN I I =
eqN T T =
；eqN P P =。
其他：（课后思考题及作业、课件）
电力系统自动化技术专业介绍
电力系统自动化技术专业介绍 电力系统自动化是电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制的自动化（AGC已经实现，尚需发展），电力调度的自动化（具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化，现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班，DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便），配电自动化(DAS已经实现，尚待发展)。 电力系统自动化automation of power systems 对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。 发展过程20世纪50年代以前，电力系统容量在几百万千瓦左右，单机容量不超过10万千瓦，电力系统自动化多限于单项自动装置，且以安全保护和过程自动调节为主。例如：电网和发电机的各种继电保护、汽轮机的危急保安器、锅炉的安全阀、汽轮机转速和发电机电压的自动调节、并网的自动同期装置等。50～60年代，电力系统规模发展到上千万千瓦，单机容量超过20万千瓦，并形成区域联网，在系统稳定、经济调度和综合自动化方面提出了新的要求。厂内自动化方面开始采用机、炉、电单元式集中控制。系统开始装设模拟式调频装置和以离线计算为基础的经济功率分配装置，并广泛采用远动通信技术。各种新型自动装置如晶体管保护装置、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。70～80年代，以计算机为主体配有功能齐全的整套软硬件的电网实时监控系统(SCADA)开始出现。20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动起停全过程控制。水力发电站的水库调度、大坝监测和电厂综合自动化的计算机监控开始得到推广。各种自动调节装置和继电保护装置中广泛采用微型计算机。
电力系统自动化考试复习题及答案
《电力系统自动化》课程考试复习内容-答案 整理：史跃鹏2011.7.17 2011学年第二学期 说明：电气工程专业课为：《电力电子技术》《自动控制技术》《电力系统分析》，要求平均分大于75分才能获得学位。1．请简述电力系统的主要特点和运行的基本要求。 参考书：第1章“电力系统特点和基本要求” 答：特点： 1、与国民经济、人民日常生活联系紧密。 2、系统结构庞大复杂 3、各种暂态过程非常短促 4、电能不能大量储存 基本要求： 1、保证供电的可靠性 2、保证良好的电能质量 3、保证系统运行的经济性。 2．请简述电力系统自动化的主要研究内容。 参考书：第1章“电力系统自动化主要内容” 答：1、电力系统调度自动化 2、电厂动力机械自动化 3、变电站自动化 4、电力系统自动装置 3．准同期并列的三要素是什么？ 参考书：第2章第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列的理想条件” 答： 1．并列开关两侧的电压相等， 2．并列开关两侧电源的频率相同， 3．并列开关两侧电压的相位角相同。
4．并列操作瞬间如果存在相位差，请分析准同期并列操作对系统的影响。 参考书：第2章 第1节“二、准同期并列”中的“同期并列误差对并列的影响”的“合闸相角差对并列的影响” 答：出现因相位不等的电压差，相位差180度时，电压差最大，冲击电流可以达到额定电流的20倍，可能损坏定子绕组端部，相位差在0-180度之间时，冲剂电流既有有功分量，也有无功分量，在发电机轴上产生冲击力矩。 5．并列操作瞬间如果存在频率差，请分析准同期并列操作对系统的影响。 参考书：第2章 第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列误差对并列的影响”的“合闸频率差对并列的影响” 答：因为频率不等产生电压差，这个电压差是变化的，变化值在0-2Um 之间。这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压。它产生的拍振电流也时大时小变化，有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时小变化，使发电机振动。频率差大时，无法拉入同步。 6．并列操作瞬间如果存在电压幅值差，请分析准同期并列操作对系统的影响。 参考书：第2章 第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列误差对并列的影响”的“合闸电压幅值差对并列的影响” 答：合闸时产生冲击电流，为无功性质，对发电机定子绕组产生作用力。 7．已知发电机准同期并列允许压差为额定电压的5%，允许频差为额定频率的0.2%，当图1所示Ts 分别为9s 和11s 时，请分析正弦整步电压波形是否满足并列操作的压差和频差条件。 参考书：第2章 第2节“一、脉动电压” 答案：当Ts ＝9s 时，压差条件满足，频差条件不满足； 当Ts ＝11s 时，压差和频差条件均满足。 8．图2所示两种频差情况的U t.ad （恒定越前时间脉冲）与U δ.ad （恒定越前相角脉冲）关系波形图，通过比较U t.ad 与U δ.ad 顺序检查频差大小，请问哪种频差情 U 图1 正弦整步电压波形
电力系统自动化发展趋势及新技术的应用
[摘要]现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 [关键词]电力系统自动化发展应用 一、电力系统自动化总的发展趋势 1.当今电力系统的自动控制技术正趋向于: (1)在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。 (2)在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。 (3)在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。 (4)在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。 (5)在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 2.整个电力系统自动化的发展则趋向于: (1)由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。 (2)由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。 (3)由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。 (4)由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。 (5)装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。 (6)追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。 (7)由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 二、具有变革性重要影响的三项新技术 1.电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.FACTS和DFACTS (1)FACTS概念的提出
电力系统自动化复习 总结
1、同步发电机的并列方法可分为准同期并列和自同期并列两种。 2、脉动电压含有同期合闸所需的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差。 对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机的运行实行控制的重要内容之一。 3、同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。 4、整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。 5，发电机发出的有功功率只受调速器控制，与励磁电流的大小无关。6，与无限大容量母线并联运行的机组，调节它的励磁电流可以改变发电机无功功率的数值。 7，同步发电机的励磁自动控制系统还负担着并联运行机组间无功功率合理分配的任务。 8，电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。 9，发电机励磁电流的变化只是改变了机组的无功功率和功率角δ值的大小。 交流主励磁机的频率机，其频率都大于50Hz，一般主励磁机为100Hz，有实验用300Hz以上。 10，他励交流励磁机系统的主副励磁机的频率都大于50Hz ，只励磁机的频率为100Hz ，副励磁机的频率一般为500Hz ,以组成快速的励磁系统。其励磁绕组由本机电压经晶闸管整流后供电。
11，静止励磁系统，由机端励磁变压器供电给整流器电源，经三相全控整流桥直接控制发电机的励磁。 12，交流励磁系统中，如果采用了晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时，就可以考虑用晶闸管的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁。 13，交流励磁系统中，要保证逆变过程不致“颠覆”，逆变角β一般取为 40·，即α取 140·，并有使β不小于 30·的限制元件。 14，励磁调节器基本的控制由测量比较，综合放大，移相触发单元组成。15，综合放大单元是沟通测量比较单元与移相触发单元的一个中间单元。16，输入控制信号按性质分为：被调量控制量（基本控制量），反馈控制量（为改善控制系统动态性能的辅助控制），限制控制量（按发电机运行工况要求的特殊限制量）。 17，发电机的调节特性是发电机转子电流I EF与无功负荷电流I Q的关系。18，采用电力系统稳定器（PSS）的作用是产生正阻尼以抵消励磁控制系统引起的负阻尼转矩，有效的抑制低频率震荡。 K L＊=1-3。 ＊为负荷的频率调节效应系数，一般 20.电力系统主要是由发电机组，输电网络及负荷组成 21.电力系统中所有并列运行的发电机组都装有调速器。电力系统中所有发电厂分为调频厂和非调频厂。调频承担电力系统频率的二次调节任务，而非调频厂只参加频率的一次调节任务。 22.启动频率：一般的一轮动作频率整定在49HZ。末轮启动频率：自动减负荷装置最后一轮的动作频率最好不低于。 23. 电力系统中的有功功率电源是集中在各类发电厂中的发电机。无功功率
浅谈电力系统自动化
浅谈电力系统自动化 “安全、可靠、经济、优质”的电能供应是现代社会对电力事业的要求,自动化的电力系统成为现代社会的发展趋势,而且电力系统自动化技术也不断地从低级到高级,从局部到整体。本文试对电力系统自动化发展趋势及新技术的应用作简要阐述。 标签：电力系统自动化探讨 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:
电力拖动自动控制系统试卷带答案
一、填空题 1. 直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M 统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。 2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制 和转速超调。 3. 交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控 制三种。 4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为 电流型、电压型两类。 5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 6. 异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方 式。 8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。 9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制 11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极性为负 反馈、电流反馈极性为负反馈。 12、直流斩波器的几种常用的控制方法：①T不变，变ton——脉冲宽度调制（PWM）； ②ton不变，变T——脉冲频率调制（PFM）；③ton和T 都可调，改变占空比——混合型。 13、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压、 ASR的输出量取决于负载电流。 14. 各种电力拖动自动控制系统都是通过控制电动机转速来工作的。 15. V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电 抗器。 16、在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，通常采用电流截止负反馈。 17、在α＝β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流平均环流，可用串接环 流电抗器抑制。 18、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历不饱和、饱和、退 饱和三种状态。 二、选择题 1. 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ） A、零； B、大于零的定值 C、小于零的定值； D、保持原先的值不变 2. 无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（D ）
《电力拖动自动控制系统》复习.
第二章 1、数字控制系统的被测转速由 n变为2n时，引起测量计数值改变了 1 一个字，则测速装置的分辩率定义为Q = n-2n。要使系统控制精度越 1 高，则（ B ）2 。 A.Q越大 B.Q越小 C. n越大 D.1n越小 1 2、根据 Shannon 采样定理，采样频率 f应不小于信号最高频率 sam f的( B )倍。2 m ax A. 0.1 B. 2 C. 5 D. 10 3、采样后得到的离散信号本质上是( A ) 信号，还须经过数字量化，即用一组数码（如二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将它转换成数字信号，称为数字化。2 A. 模拟 B. 数字 C. 开关 D. 采样 4、PI调节器是拖动控制系统中最常用的一种控制器，在微机数字控制系统中，当采样频率足够高时，可以先按模拟系统的设计方法设计调节器，然后再离散化，就可以得到数字控制器的算法，这就是（ D ）调节器的数字化。2 A.数字 B.自动 C.离散 D.模拟 5、在微机控制系统中，当采样频率足够高时，先按模拟系统的设计方法设计调节器，然后再离散化，得到数字控制器的算法，这就是( 模拟调节器) 的数字化。2 6、图2-1绘出了比例积分调节器的输入输出动态过程，PI调节器的输出电压U c有快速响应性能和消除调速系统的 ( 静差 )。2 图2-1 7、数字PI调节器有位置式和增量式两种算法，下式表述的是差分方程为（位置式）算法。2
()()()1)(-++=k k e k e k u u T K K i sam i p 8、 图2-1为转速反馈控制直流调速系统的动态结构框图，请在上面 圈画出直流电机的模型 2 图2-1 9、比例控制的闭环直流调速系统具有被调量有静差、抵抗扰动、服从给定以及精度依赖于给定和反馈检测精度的三个基本特征。----------------------------------------（ ）2-P31 10、图3-3表示的是额定励磁下交（ 直 ）流电动机的动态结构图。（ ） 2-P28 图3-3 11、调速系统的两个动态 （ 稳态 ）性能指标是“调速范围”和“静差率”。----------------------------------------（ F ）2-P21 12、由下式可知，一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需要静差率的转速可调范围()s S D n n N N -=??1 。 （ T ）2-P23 第三章 1、 直流电机的转矩与电枢电流（ Ｂ ），控制电流就能控制转矩，因此，把直流双闭环调速系统转速调节器的输出信号当作电流给定信号，也就是转矩给定信号。3 A.成反比 B.成正比 C. 相关 D.相等 2、 在双闭环直流调速系统，当ASR 不饱和时，转速环( A )，
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势 【摘要】随着科学技术和经济的迅速发展，电力系统自动化技术发挥的作用越来越重要。电力系统自动化技术作为一种新技术实现了电力技术和电子信息技术的融合，对国民经济的发展发挥了巨大的促进作用，为输变电系统的发展产生了深远的影响。目前电力系统自动化技术已经深入到电力系统的各个方面，并取得了显著的效果。本文对电力系统自动化技术的发展现状进行了介绍，并对其发展趋势进行了展望。 【关键词】电力系统自动化技术现状发展趋势 一、概述 电力系统的智能化控制是我国电力系统发展的重要方向，电力系统智能控制的实现是电力系统完整控制的重要标志。电力系统的发展壮大离不开自动化技术的支持，电力系统自动化技术在电力系统运行控制中发挥着不可替代的作用。 二、电力系统自动化技术发展的现状 我国的电力系统自动化技术在建国之初就有了初步的发展，并保持了快速的发展趋势，互联网技术和计算机计技术的迅猛发展为电力系统自动化技术的发展提供了巨大的
技术支持。 2.1自动化技术在电网调度中的应用 电网调度的现代化自动控制系统以计算机技术为核心，计算机技术对电力系统的实时运行信息进行监测、收集和分析，并完成系统操作的高效进行。电网的调度自动化操作，通过自动控制技术的应用，实现电网运行状态的实时监测，确保了电网运行的质量和可靠性，实现了电能的充分供应，使人们的需求得到满足。[1]自动化技术应用的同时，将能源损耗达到最低，确保了供电的经济性和环保性，实现了电能的节约。 2.2自动化技术在配电网络中的应用 计算机技术在配电网络的自动化控制中发挥着重要作用，随着电网技术的不断发展，配电系统的现代化和网络化程度越来越高，实现了配电网主站、子站和光线终端组成的三层结构，配电系统网络化的发展，使通信传输的速度得到保障，自动化系统的性能得到提高。系统的继电保护控制得到加强，大面积停电现象减少，电力供应得到保障，电力系统的可靠性和安全性得到提高，电网事故快速排除机制得到优化，科学的事故紧急应对机制得以建立，故障停电时间明显缩短；电力企业对电力系统的掌控能力加强，对电力系统运行状态的了解更加便利；常规的值班方式被打破，无人职守电站得以出现，工作人员的效率大大提高。[2]
《电力系统自动化技术》复习题2
《电力系统自动化技术》复习题二 一、单项选择题(每小题2分，共20分) 1．微机励磁调节器便于实现复杂的控制方式，这是由于其（）。 A．硬件简单可靠 B.控制功能用软件实现 C．显示直观D．硬件的标准化设计 2．负荷吸收的有功功率随频率变化的现象，称为（）。 A. 负荷调节效应 B. 负荷的暂态频率特性 C．负荷的频谱D．负荷的动态频率特性 3.在理想灭磁过程中（）。 A．励磁电流加速衰减，励磁电压不变 B．励磁电压加速衰减，励磁电流不变 C．励磁电流匀速衰减，励磁电压保持为最大允许值 D．励磁电流和电压都匀速衰减 4.与线性整步电压波形的斜率大小成正比的是( ) A.频率差 B.电压差 C.相角差 D.导前时间 5.准同期装置中，利用线性整步电压获取导前时间脉冲的核心电路是( ) A.积分电路 B.微分电路 C.比例+积分电路 D.比例+微分电路 6.电力系统可能出现的最大有功功率缺额Pla.max与自动低频减负荷装置的切除负荷总量Pcut.max的关系为( )。 A.Pla.max>Pcut.max B.Pla.max D.与正调差特性的发电机直接并联运行 8. 并列断路器两侧电压矢量的电角速度之差称为( )。 A.电压相角差 B.电压矢量差 C.滑差周期 D.滑差角频率 9.设某台汽轮发电机与无穷大系统并列运行，当调节该汽轮机进汽门大小时，可改变该发电机组输出的( )。 A.电压 B.频率 C.有功功率 D.无功功率 10.在以高温高压火电厂为主的电力系统中，自动低频减负荷装置的末级动作频率一般为( )。 A.45~45.5Hz B.46~46.5Hz C.47~47.5Hz D.48~48.5Hz 二、填空题（每小题2分，共10分） 1.线性整步电压中不含准同步条件之一的________信息。 2.电力系统频率和有功功率自动调整，最终需要借助原动机的_______系统来实现。 3.移相触发单元一般由同步、移相、脉冲形成和_______等环节构成。 4.自并励励磁方式的起励方式有他励起励和_______起励两种。 5.通常，当发电机机端电压UG升高，励磁调节器应使励磁电流_______，以维持UG在给定水平上。 三、名词解释题（每小题5分，共25分） 1.DMS 2.准同步并列 3.重合器 计算题。（1题2分 2-8每题3分，9-10每题6分，共35分） 1.某地区2007年被调度部门确认的事故遥信年动作总次数为120次，拒动1次，误动1次，求地区2007年事故遥信年动作正确率为多少？（答案小数点后保留两位） 解：2007年事故遥信年动作正确次数：120－（1＋1）＝118 Ayx＝118/120=98.33% 2.一条10KV配电线路的二次电压为100V，二次电流为3A，功率因数为0.8，三相电压对称，三相负荷平衡，其中电压变比为10000/100，电流变比为300/5，试计算测得的二次功率，并计算其折算到一次侧的功率。 解:二次功率P2= 1.732UICOSφ=1.732×100×3×0.8≈415.68(W) 一次功率P1=415.68×(10000÷100)×(300÷5)=2494080(W)≈ 2.49(MW) 3.一台UPS主机为10kVA，问要达到10kVA4h的配置要求，约需要配置多少节12V100Ah的蓄电池？ 解:1)UPS主机要求配置的总VAh数为：10kV A×4h=40kV Ah=40000V Ah；2)每节电池的V Ah数为：12V×100Ah=1200V Ah； 3）需要的电池节数：40000÷1200=33.33节，约需34节。 4.某一线路的TA变比为300/5，当功率源中的电流源输入变送器的电流为4A时，调度端监控系统显示数值为多少这一路遥测才为合格（综合误差＜1.5％） 由综合误差＜1.5％知300A×1.5%＝4.5A 所以，在标准值为±4.5A之内均为合格。又因输入4A，工程量标准值为 300/5 ×4＝240（A） 240＋4.5＝244.5（A) 240－4.5＝235.5（A）监控系统显示电流值大于235.5A，小于244.5A均为合格。 5.某调度自动化系统包括10个厂站，9月12日发生3站远动通道故障各3小时，9月20日发生1站RTU故障4小时，现求出该系统本月远动系统月运行率、远动装置月可用率和调度日报月合格率。（小数后保留2位） 远动系统月运行率：（10×30×24－3×3－4）/10×30×24×100%=99.82%；远动装置月可用率：（10×30×24－4）/10×30×24×100%=99.94%；调度日报月合格率（10×30－4）/10 东华大学研究生课程论文封面 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的课程论文，是本人独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人 亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：洪豪 注：本表格作为课程论文的首页递交，请用水笔或钢笔填写。 步 电 机 的 矢 量 控 制 理 论 本章首先阐述异步电动机的三相坐标系下的数学模型，然后根据坐标变换理论，得 到了它在两相静止坐标系下和两相同步坐标系下的数学方程，在此基础之上介绍了异步 电机的矢量控制原理【14 】。 1.1异步电机的数学模型 由于异步电机矢量控制调速系统的控制方式比较复杂，要确定最佳的方式，必须对 系统动静态特性进行充分的研究。异步电机本质上是一个高阶、非线性、强耦合的多变 量系统，为了便于研究，一般进行如下假设： (1) 三相定子绕组和转子绕组在空间均分布， 即在空间互差1200 所产生的磁动势沿 气隙圆周按正弦分布，并忽略空间谐波； (2) 各相绕组的自感和互感都是线性的，即忽略磁路饱和的影响 ； (3) 不考虑频率和温度变化对电阻的影响； (4) 忽略铁耗的影响。 无论三相异步电动机转子绕组为绕线型还是笼型，均将它等效为绕线转子，并将转 子参数换算到定子侧，换算后的每相绕组匝数都相等。这样异步电机数模型等效电路如 图1.1所示。 图1.1异步电机的物理模型 图1.1中，定子三相对称绕组轴线 A 、B, C 在空间上固定并且互差1200 ，转子对 称绕组的轴线 a 、 b 、 c 随转子一起旋转。我们把定子 A 相绕组的轴线作为空间参考坐标 轴，转子a 轴和定子A 轴间的角度，作为空间角位移变量。规定各绕组相电压、电流及 磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。这样，我们可以得到异步电机在三相静 止坐标系下的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 1.1.1异步电机在三相静止坐标系下的数学模型 1、三相定子绕组的电压平衡方程为 (1-1) 式中以微分算子P 代替微分符号 相应地，三相转子绕组折算到定子侧的电压方程 (1-2) 式中：U A ,U B ,U C ,U a ，U b ,U c 为定子和转子相电压的瞬时值； iA ，iB ，i C ，ia ，ib ，ic 为定子和转子相电流的瞬时值； 屮 屮 屮 屮 屮 屮 A, B, C, a, b, c 为定子和转子相磁链的瞬时值； Rs,Rr 为定子和转子电阻。 将定子和转子电压方程写成矩阵形式： 电力拖动自动控制系统复习（14电气工程本） 一．题型 填空（20）、选择（10）、简答（30）、计算（40） 二．各章节内容提要 （一）绪论——基本概念 1.运动控制系统的组成（电动机、功率放大与变换装置、控制器、相应的传感器）【P1】【填空】 2.直流电机的数学模型简单，转矩易于控制。交流电机具有结构简单等优点，但其动态数学模 型具有非线性多变量强耦合的性质。【P3】【填空】 3.转矩控制是运动控制的根本问题，磁链控制与转矩控制同样重要。【P5】【填空】 4.典型的生产机械负载转矩特性主要包含恒转矩负载特性、恒功率负载特性、风机与泵类负载 特性。【P5】【填空】 （二）第2章 1．基本概念 （1）直流调速转速公式、方法。【P7】【填空】 公式：方法：1）调节电枢供电电压U； 2）减弱励磁磁通； 3）改变电枢回路电阻R （2）可控直流电源（G-M系统、V-M系统、PWM变换器）【P9】【填空】 （3）增设平波电抗器来抑制电流脉动，总电感量的计算。【P12】【选择题】 三相桥式 三相半波 单相桥式 （4）失控时间的选择【p15】【选择题】 整流电路形式最大失控时间 单相半波20 10 单相桥式（全波）10 5 三相半波 6.67 3.33 三相桥式 3.33 1.67 ★★★★（5）PWM调速系统的优越性表现【p16】【简答题】 ○1主电路简单，需要的电力电子器件少； ○2开关频率高，电路容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小； ○3低速性能好，稳速精度高，调速范围宽； ○4若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； ○5电力电子器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高； ○6直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高 （6）不可逆PWM系统中，γ与ρ的关系。【P17】 γ=ρ （7）泵升电压【P20】【填空题】 对滤波电容充电的结果造成直流侧电压升高 （8）调速系统的稳态性能指标S与D及相互之间的关系。【P21-22】【填空题】 ○1——额定负载时的最高和最低转速 => ○2最低速 => 空载转速 ○3例： ★★★★（9）开环系统与闭环系统比较（4点结论）【P29-30】【简答题】 ○1闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬得多。 ○2闭环系统的静差率要比开环系统小得多。 ○3当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。 ○4要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。 ★★★★（10）闭环系统能减少稳态转速降的实质问题是什么？结合图形分析【P31】【简答题】闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。 （11）反馈控制规律（3点）【P31】【简答题】 ○1比例控制的反馈控制系统是被调量有静差的控制系统 ○2反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定 ○3系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度 学习中心/函授站_ 姓名学号 西安电子科技大学网络与继续教育学院 2017学年下学期 《电力系统自动化技术》期末考试试题 （综合大作业） 考试说明： 1、大作业于2017年10月19日下发，2017年11月4日交回； 2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计； 3、答案须手写完成，要求字迹工整、卷面干净。 一、选择题（每小题2分，共20分） 1．当导前时间脉冲后于导前相角脉冲到来时，可判定（）。 A．频差过大B．频差满足条件 C．发电机频率高于系统频率D．发电机频率低于系统频率 2．线性整步电压的周期与发电机和系统之间的频率差（）。 A.无关 B.有时无关 C.成正比关系 D.成反比关系 3．机端直接并列运行的发电机的外特性一定不是（）。 A.负调差特性 B.正调差特性 C.无差特性 D.正调差特性和无差特性 4.可控硅励磁装置，当控制电压越大时，可控硅的控制角 ( )，输出励磁电流（）。 A.越大越大 B.越大越小 C.越小越大 D.越小越小 5. 构成调差单元不需要的元器件是（）。 A．测量变压器B．电流互感器 C．电阻器D．电容器 6．通常要求调差单元能灵敏反应（）。 A．发电机电压B．励磁电流 C．有功电流D．无功电流 7．电力系统有功负荷的静态频率特性曲线是（）。 A．单调上升的B．单调下降的 C．没有单调性的D．水平直线 8．自动低频减负荷装置的动作延时一般为（）。 A．0.1~0.2秒B．0.2~0.3秒 C．0.5~1.0秒D．1.0~1.5秒 9．并联运行的机组，欲保持稳定运行状态，各机组的频率需要（）。 A．相同B．各不相同 C．一部分相同，一部分不同D．稳定 10．造成系统频率下降的原因是（）。 A．无功功率过剩B．无功功率不足 C．有功功率过剩D．有功功率不足 二、名词解释（每小题5分，共25分） 1.远方终端 2.低频减负荷装置 3.整步电压 4.准同期 5.AGC 三、填空题（每空1分，共15分） 1.低频减负荷装置的___________应由系统所允许的最低频率下限确定。 2. 在励磁调节器中，设置____________进行发电机外特性的调差系数的调整，实际中发电机一般采用____________。 3.滑差周期的大小反映发电机与系统之间的大小，滑差周期大表示。 4.线性整步电压与时间具有关系，自动准同步装置中采用的线性整步电压通常为。 5.微机应用于发电机自动准同步并列，可以通过直接比较鉴别频差方向。 6.与同步发电机励磁回路电压建立、及必要时是其电压的有关设备和电路总称为励磁系统。 7.直流励磁机共电的励磁方式可分为和两种励磁方式。 8.可能造成AFL误动作的原因有“系统短路故障时造成频率下降，突然切成机组或、供电电源中断时。 9.积差法实现电力系统有功功率调节时，由于，造成调频过程缓慢。 四、简答题（每小题5分，共15分） 1.断路器合闸脉冲的导前时间应怎么考虑？为什么是恒定导前时间？ 2.电压时间型分段器有哪两种功能？ 3. 自动按频率减负荷装置为什么要分级动作？ 五、综合分析题（每小题10分，共10分） 用向量图分析发电机并列不满足理想准同步条件时冲击电流的性质和产生的后果？六、计算题（共15分） 某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，1#机组的额定功率为30MW，2#机组的额定功率为60MW。两台机组的额定功率因数都是0.8，调差系数均为0.04。若系统无功负荷波动，使得电厂的无功增量是总无功容量的20%，试问母线上的电压波动是多少？各机组承担的无功负荷增量是多少？ 第2章 三、思考题 2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？ 答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。 2-2 简述直流PWM 变换器电路的基本结构。 答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 2-3 直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？ 答：脉动直流电压。 2-4 为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能？ 答：直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流PWM 变换器的时间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc 通常为kHz 级，而f 通常为工频（50 或60Hz为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过20，故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 2-5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？ 答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM 变换器的输出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。 2-6 直流PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？ 答：为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。 2-7 直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？ 答：不是。因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。 2=8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？ 答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电 1. 运动控制系统是由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，交流调速系统取代直流调速系 统已成为不争的事实。 2. V-M系统：晶闸管整流器一电动机调速系统；SPVWM :电压空间矢量PWM控制 3. 直流PWM调速系统：脉宽调整变换器一直流电动机调速系统； 脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可 变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速 4. 泵升电压：当系统工作在逆变状态时，会对滤波电路中滤波电容进行充电，使电容两端电压升高 5. 静特性：表示闭环系统电动机转速与负载电流(转矩)间的稳态关系 6. 有静差调速系统：在比例控制调速系统中，存在扰动引起的稳态误差； 7. 无静差调速系统：对于积分控制和比例积分控制系统，由阶跃扰动引起的稳态误差为0； 8. 电流截止负反馈：当电流大到一定程度时才接入电流负反馈以限制电流，而电流正常时仅有转速负反馈起作用控 制转速。 9. 准时间最优控制：在设备物理上的允许条件下，实现最短时间的控制； 10. 双闭环调速系统：在电流、转速反馈控制系统中，从闭环结构上看，由电流环在里面构成的内环和由__________ 转速环在外面构成的外环，两个闭环构成的控制系统称作双闭环调速系统; 11. 可逆调速系统：可以实现电机正反转，具有四象限运行功能的调速系统称为可逆调速系统; __________ 12. 环流的定义：采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时岀现，便会产生 不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流 (1 )静态环流一一两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：直流平均环流一一由晶闸 管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流。 瞬时脉动环流一一两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。 (2)动态环流一一仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。 两种抑制环流方法：(1)只要实行> 配合控制就能保证消除直流平均环流。 (2)可在环流回路中串入环流(均衡)电抗器，抑制瞬时脉动环流 13. 双极式控制的桥式可逆PWM变换器有下列优点： (1 )电流一定连续；(2)可使电动机在四象限运行；(3)电动机停止时有微振电流，能消除静磨擦死区； (4)低速平稳性好，系统的调速范围大；(5)低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件 的可靠导通。 14. 转差频率控制系统调速：在转差率S很小的范围内，只要能够维持气隙磁通$ m不变异步电机的转矩 就近似与转差角频率3 S成正比，即在异步电机中，控制转差率就代表了控制转矩。 15. 脉冲宽度调制(PWM )：利用电力电子开关的导通与关断，将直流电压变成连续可变的电压，并通过控制脉冲宽 度或周期达到变压变频的目的 16. SPWM控制方式：SPWM即以正弦波作为调制信号对载波信号进行调制后，产生一组等幅而脉冲宽 度正比干正弦波的矩形脉冲。将该组脉冲作为逆变器开关元件的控制信号，从而在逆变器负载上(多为异步电动机)得到与控制信号波形相同，等效于正弦波的驱动电压。 17. 电压空间矢量PWM (SVPWM )的基本思想：按空间矢量的平行四边形合成法则，用相邻的两个有效工作矢量合 成期望的输出矢量。 18. 电流截止负前反馈的作用：(1)限流保护(过载自动保护)；(2)加速起动过程。 载流环节的物理实现方法：(1)比较电压法；(2)稳压管法;(3)封锁运放法 19. PID控制器各环节的作用是： (1) 比例环节P :成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一日出现，控制器立即产生控制作用，以便 减少偏差，保证系统的快速性。 (2) 积分环节I :主要用于消除静差，提高系统的控制精度和无差度。 1.同步发电机并列时脉动电压周期为20s，则滑差角频率允许值ωsy为（A ）。 A、0.1% B、0.2% C、0.26% D、0.52% 2. 同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（D ）。A、三角波B、正弦波C、方波D、正弦脉动波 4. 同步发电机励磁系统由（A ）组成。A、励磁调节器、励磁功率单元B、同步发电机、励磁调节器C、同步发电机、励磁功率单元D、同步发电机、励磁调节器、励磁系统 5. 同步发电机并列方式包括两种，即（ B ）。A、半自动准同期并列和手动准同期并列B、准同期并列和自同期并列C、全自动准同期并列和手动准同期并列D、全自动准同期并列和半自动准同期并列 6. 在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU，RTU接到询问后回答的方式属于（D ）。A、主动式通信规约B、被动式通信规约C、循环式通信规约D、问答式通信规约 7. 下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（ A ）。A、交流励磁系统B、直流励磁系统C、静止励磁系统D、自并励系统 8. 某同步发电机的额定有功出力为100MW，系统频率下降0.5Hz时，其有功功率增量为20MW，那么该机组调差系数的标么值R*为（ C ）。A、20 B、-20 C、0.05 D、-0.05 9. 下列关于AGC和EDC的频率调整功能描述正确的是（D ）。A、AGC 属于频率一次调整，EDC属于频率二次调整。B、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率三次调整。C、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率一次调整。D、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率三次调整。 10. 在互联电力系统中进行频率和有功功率控制时一般均采用（D ）。A、 一、填空题 1、重合器是用于配电网自动化的一种智能化开关设备，它本身具有(控制)及(保护)功能。它能检测故障电流并能在给定的时间内(断开)故障电流，以及按照整定次数进行重合的控制装置。 2、我国电网调度的基本原则（统一调度）、（分级管理）、（分层控制）。 3、电力系统运行状态有(正常运行状态)、(警戒状态)、(紧急状态)、系统(崩溃)、(恢复状态)。 4、将二进制数 11011011 转化成十进制数为(219)。 5、能量管理系统(EMS)是电力系统监视与控制的硬件及软件总称。主要包括采集与监控(SCADA)、(自动发电控制（AGC）)、(经济调度控制（EDC）)、（电力系统状 态估计（SE）)、(安全分析（SA）)、（调度员模拟培训（DTS））配电自动化与管理(DA/DMS)等。P12 6、A/D 转换器是将(模拟量)转换为(数字量)。 7、定时扫查方式的遥信输入电路由三个部分组成:(遥信信息采集电路) 、(多路选择开关)、(并行接口电路8255A)。 8、RTU 的遥控输出电路并不直接控制(断路器分闸与合闸回路)，而是接入遥控执 行屏，由遥控执行屏控制(输出信号控制分合闸)。 9、串行通信中，有两种最基本的通信方式:(同步通信)和(异步通信)。 10、变电站综合自动化系统的结构模式有(集中式)、(分布式)、(分散分布式)三种类型。 二、选择题 1、如果远动装置 RTU 的信息发送速率为 600bit/s，表示 1s 发送 600 个(B)。 A. 字节 B.二进制数 C.十进制数 D 十六进制数 2、交流采样电路中采样保持器的主要作用是(B)。 A.保证 A/D 转换时间内信号不变化 B.保证被 A/D 转换的同一回路的多路输入信号(如三相电流电压)的同步性 C.降低对 A/D 转换器的转换速度要求 3、要使主站系统能正确接收到厂站端设备的信息，必须使主站与厂站端的(BC)一致。 A.设备型号 B.通信规约 C.通道速率 D.系统软件 4、同步是远动系统的一个重要环节，是指远动装置收发两端的(A)相同一致。 A.频率、相位 B.频率、幅值 C.相位、幅值 5、造成系统电压下降的主要原因是(D)。 A.负荷分布不均匀 B.系统中大量谐波的存在 C.中性点接地不好 D.系统无功功率不足或无功功率分布不合理 6、按照无功电压综合控制策略，电压和功率因数都低于下限，应如何控制?(B) A.调节分接头 B.先投入电容器组，根据电压变化情况再调有载分接头位置 C.投入电容器组 D.先调节分接头升压，再根据无功功率情况投入电容器组 7、据电网管理形式的不同，世界上典型的调度管理模式大致可分为三种:(A)。电力系统自动化
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