电气工程班版权所有，如有雷同，纯属巧合
动态电力系统思考题
一、励磁系统和调速器
1. 自并（复）励的优点和缺点。 在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。 ①自并励:
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁， 优点:接线结构简单，设备少，投资省和维护工作量少 ,励磁调节速度快.
缺点:近端三相短路而切除时间又较长时,强励能力差,不利系统稳定.因短路电流衰减快,继电保护的配合复杂,要采取一定的技术措施以保证其动作 ②自复励:
自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。
优点:在机端近端短路时,因串联变的复励作用,使励磁系统具有较强的强励能力及较高的顶值倍数.
缺点:投资大花费多,增加了阻极电抗,使换弧电压升高,波形畸变厉害.
2. 为什么发电机突然甩负荷后可能出现过电压？为什么这个问题对自并励方式的发电机更加严重？ 在长线路传输大功率的情况下，首端母线电压等于 额定电压，而首端发电机的等效电动势E则高于此额定电压。负荷被甩掉，而原动机调速器和发电机自动调压装置因惯性在一开始起不到调节作用，母线电压就从额定电压上升到E，这是形成甩负荷过电 压的第一个因素。此外，由于空载发电机继续受到驱动 而加速旋转，汽轮发电机在短时间内的转速可增至原 来的1.10~1.15倍，水轮发电机转速可增至原转速的 1.3倍以上，电源电动势和母线电压将按上述同样倍数而继续增大，这是形成甩负荷过电压的另一个因素。
3. 旋转励磁有什么优点和缺点？ 答：课本p61
①直流励磁系统由于受直流励磁机的整流子限制，功率不宜过大，可靠性较差。直流励磁机时间常数较大，响应速度较慢，价格较高，一般只用于中、小型发电机励磁。直流励磁机和主机同轴，电网故障时仍能可靠工作。
②交流励磁系统采用交流励磁机，相对于直流励磁机其时间常数较小，响应速度较快，且不含整流子，可靠性高，可适用于大容量机组，且价格较低，故在大中型火电机组中广泛应用。
1
电气工程班版权所有，如有雷同，纯属巧合
交流励磁机和主机同轴，电网故障时能可靠工作，但用于水轮发电机组励磁时，若发电机甩负荷，易发生超速引起的过电压，应予以注意。 ③无刷励磁工艺较复杂，国内尚未推广。
（以下部分为对无刷励磁优缺点的补充：
无刷励磁系统的优点是由于没有电刷，也就不存在接触不良以及因此而发热的问题，更不会产生电火花而烧坏设备。没有电刷，也就没有磨损的碳粉，发电机两端会非常洁净，而且不用更换电刷，维护量较小。其缺点是因为励磁发电机输出的直流电直接接在转子的绕组上，这样很难直接测量转子的实际电流，往往需根据转子电压等相关参数计算出转子电流，但是存在一定的偏差。而且一旦旋转整流器出现故障，不仅维修困难（必须停机检修），并且还会威胁机组的正常运行。）
4. 调速器是如何实现调差特性的？为什么励磁系统没有同样的设计？ 设放电机符合增加，是水轮机转速下降，则测速部件离心飞摆杠杆点下降，使错油门的活塞下降，压力油经过错油门链接油动机的管道进入油动机下部，从而是油动机活塞上升加大导水叶开度，使水轮机处理提高，和外界负荷平衡，水轮机速度回升。
励磁系统向发电机提供励磁功率，骑着调节电压，保持发电机端电压或枢纽点电压恒定的作用，调差特性靠调速器实现。
二、线路、变压器和负荷模型
1.输电线路的dq0坐标系模型和012坐标的相似和不同点。 ①相同点：
（1）都是将dq0坐标系转换为dq0或012坐标系，方便解耦，简化计算量。 （2）dq0与012都对应于正序、负序、零序分量。 ②不同点：
（1）012应用于输电线路准稳态模型，而dq0应用于电磁暂态模型 （2）当三相参数不对称时，不适合采用012坐标系，而dq0并不受影响。
2.变压器接线方式与两侧电流/电压相位之间关系。 3.目前的负荷模型还有哪些不足？
电力系统根据频率与电压的快速变化，负荷表现出不同的特性，将负荷分为静态负荷模型（代数方程），动态负荷模型（微分方程）。其中动态负荷模型分为机械暂态，机电暂态，电磁暂态三种形式。电力系统暂态分析中，一般不采用计及感应电机电磁暂态的负荷模型，该模型只有在系统电磁暂态分析中，要精确计及扰动点附近动态负荷的作用时才考虑。且机械暂态与机电暂态均以负荷母线电压为基波正序为条件。对于母线负序电压，感应电机可与
2
电气工程班版权所有，如有雷同，纯属巧合
同步电机相似等值为一负阻抗，当母线电压有零序分量时，一般感应电机三相绕组三角型或心型而中性点不接地时，零序电流为零，零序阻抗无穷大。这将负荷模型复杂化。目前负荷模型最大的问题就是要根据实际问题，计算精度的要求，速度，实际条件等，切换选择负荷模型。
三、直流输电系统
1、 直流准稳态模型在推导过程中作了哪些简化和近似？（程鲁文） 答：
（1）Eabc三相对称，为工频正弦波； （2）三相内电感Lc平衡，忽略内电阻； （3）Ld平波电抗极大，Id无波纹；
（4）理想阀元件：1，关断理想状态下，正向漏电流=0；2，导通理想状态下，通态压降=0。 （5）六个阀门（1~6）以等间隔一次轮流触发（相隔60度电角度，即六分之一周期）。 （6）直流线路只含电阻Rd，直流控制时间常数为0，而稳定计算中一般计及线路的暂态及控制系统的控制作用。
（7）稳态分析时忽略直流线路和平波电抗的暂态，并忽略直流控制点动态，为代数方程联立求解。
2 逆变方式中导通阀对的上半极相电压远低于下半极电压（即、直流电压为负），阀组为什么能导通？（孙浩） 答：加在欲使之导通的开关管上的电压为正，所以即使直流侧电压为正，到有触发信号
时，管子照样能导通
3、 为什么逆变站容易发生换相失败而整流侧不会？（江伟奇） 答：当两个桥臂之间换相结束后，刚退出导通的阀在反向电压作用下的一段时间内，如果未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程一直未能进行完毕，这两种情况在 阀电压转变为正向时被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，这称之为换相失 败。整流器一般不会发生换相失败，这是由于整流器阀在电流关断后的较长时间内处于 反向电压下，所以仅当触发电路发生故障时，整流器才会发生换相失败。直流输电系统 中大部分的换相失败都发生在逆变器。逆变侧交流线路发生三相故障、单相故障，以及直流暂态故障，都有可能导致直流系统换相失败.影响换相失败的多种因素中,交流母线电压的降低、直流电流的增大以及交流系统的不对称故障是引起换相失败的主要原因。针对预防换相失败的措施：逆变器采用定关断角控制、避免直流电流过大运行、采用较大的平波电抗器限制暂态时直流电流的上升，利用无功补偿维持换相电压稳定，系统规划时降低换流变压器的短路电抗等。
3
电气工程班版权所有，如有雷同，纯属巧合
4、 逆变站所在交流电网故障引起换相失败时，换相失败持续时间是否一定等于故障持续时间？ 答：换相失败持续时间不一定等于故障持续时间若为远处故障，由于交流电压下降较小，逆变器可以自行消除换相失败。若为近处故障，由于交流电压下降过大，逆变器将无法自行消除换相失败。此时采用低压限流措施（VDCL）可以提高换相失败恢复能力。
5、 逆变站换相失败过程中，送入受端交流网直流功率是否一定为0？（王理厦） 答：逆变站换相失败过程中，送入受端交流网直 流功率一定为0,因为逆变器发生换相失败时，在逆 变器一相的上下两桥臂同时导通，致使逆变器的直 流侧发生短路，逆变器侧直流电压为零，所以直流 系统无功率送出。
6、 VDCOL控制作用？（徐鸣） 答：当直流电压或直流换流站附近交流母线电压大幅降低时，若仍将直流功率（或电流）控制在额定值，则直流系统对其所处交流系统产生的大量无功需求可能会引发交流换相电压持续波动，甚至导致直流系统无法正常工作，为此，引入了VDCOL。VDCOL（依赖于电压的电流指令限制）控制主要有2种，即依赖直流电压DC-VDCOL和依赖交流电压的AC-VDCOL。目前，大多数直流工程均采用DC-VDCOL控制，该类型可将直流电压的变化反映于直流电流指令，有效地减少直流故障后可能发生的换相失败。AC-VDCOL是一种近年来才应用与实际直流工程的以提高交流系统性能的直流系统控制单元，它依赖于实际检测到的交流换相电压来限制直流电流指令，能有效改善交流故障发生后换相站附近交流电压和直流功率的恢复。
四、无功补偿
1.是从无功补偿和电压控制角度，对比分析以下无功电源的性能优势。 1）机械投切式电容器组 2）SVC 3）SVG 4）同步发电机或同步调相机 ①机械投切电容:有手动和自动两种：手动价格低，性能差；自动价格高，但冲击和涌流很大，对可靠性和寿命影响很大，且高压系统切级数有限，无功控制的精度几乎没有。
②SVC（Static Var Compensator)：静止无功补偿器。静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿；对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性；但由于晶闸管控制对电
4
相关推荐：
loading