黑龙江2012年自考“电力系统自动装置(一)”考试大纲.doc

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1、黑龙江省高等教育自学考试电气工程与自动化（080612) 专业（独立本科段）电力系统自动装置（一）考试大纲(课程代码4260)黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室二九年十月一、课程性质与设置目的本课程是电气工程与自动化专业（独立本段）专业必修课程。电力工业的迅速发展，电力系统运行对自动化提出了越来越高的要求，从而促进了电力系统自动化技术的不断发展。本课程重点对同步发电机的自动并列、励磁自动调节和频率及有功功率自动控制进行深入阐述，对装置的组成、工作原理、静态和动态特性进行分析；并对电力系统其他安全自动装置及其对电力系统运行稳定性的作用进行介绍。通过本课程的学习，可使考生达到下列基本要求：在理论

2、知识方面，掌握电力系统中几种主要常规自动装置，特别是自同并列装置、自动调节励磁装置和电力系统频率及有功功率自动调节装置的工作原理、性能以及它们在电力系统运行中所起作用；熟悉自动低频减载装置的组成和作用；了解其它安全自动装置的作用。通过对自动装置基本环节构成原理的学习，能对具体的自动装置有一定的分析能力。在实践技能方面：能正确使用常规自动装置，对其进行测试，具有一定分析问题和解决问题的能力。二、课程内容与考核目标第一章 同步发电机的自动并列(16学时)（一）学习目的与要求熟悉并掌握关于并列的一些基本概念：同步运行、并列操作、准同期并列、自同期并列、越前时间、整步电压等；从框图上熟悉线性整步电压的

3、获得方法、波形及特点。掌握恒定越前时间自动准同期装置的自动准同期装置的组成部分及基本工作原理；熟练准同期并列的整定计算。（二）课程内容第一节 概述（3学时）1、并列操作的意义 2、准同期并列3、自同期并列第二节 准同期并列的基本原理（4学时）1、脉动电压 1电压幅值差2频率差3合闸相角差e的控制2、准同期并列装置 1控制单元2自动化程度分类3、准同期并列合闸信号的控制逻辑1恒定越前相角准同期并列2恒定越前时间准同期并列 4、恒定越前时间准同期并列装置的整定计算第三节 自动并列装置的工作原理（6学时）1、装置的控制逻辑2、并列的检测信号1整步电压2相角差e3、并列合闸控制1恒定越前时间2频率差检

4、测3电压差检测第四节 频率差与电压差的调整（1学时）1、频率差调整2、电压差调整第五节 微机型并列装置的组成（2学时）1、概述2、硬件电路3、并列装置的软件（三）考核知识点与考核要求第一节 概述1、识记：1并列操作的条件 2准同期并列、自同期并列2、理解准同期并列的条件第二节 准同期并列的基本原理1、识记：1脉动电压所隐含的并列条件2越前时间、越前相角的比较 2、理解：1恒定越前时间准同期并列的原理2整定计算 第三节 自动并列装置的工作原理1、 识记：1整步电压、正弦整步电压、线形整步电压、相角差轨迹波形所隐含的并列条件2获得线形整步电压、相角差轨迹的方法及框图2、理解：利用线形整步电压、相角

5、差轨迹检测并列条件3、简单应用 准同期并列装置的工作情况第四节 频率差与电压差的调整1、识记：根据检测结果对频率差和电压差进行调整第五节 微机型并列装置的组成1、识记：微机型自动并列装置硬件电路的组成和主程序框图第二章 同步发电机自动励磁控制系统（20学时）（一）学习目的与要求理解同步发电机自动调节励磁的任务、对励磁系统的基本要求、同步发电机的励磁系统和同步发电机的控制方式；分析半导体励磁主回路，三相桥式全控整流电路及逆变灭磁；掌握半导体励磁调节器的组成部分、工作原理及工作特性；掌握具有励磁调节器的发电机的调节特性，电压调差系数，调差装置的基本工作原理；明确励磁调节器静特性调整的原因、内容及目

6、的。（二）课程内容第一节 概述（3学时）1、同步发电机励磁控制系统的任务1电压控制2控制无功功率分配3提高发电机组并列运行的稳定性4改善电力系统的运行条件5对水轮发电机组实现强行灭磁2、 对励磁系统的基本要求 1对励磁调节器的要求2对励磁调节单元的要求第二节 同步发电机励磁系统（3学时）1、直流励磁机励磁系统1自励直流励磁机励磁系统2他励直流励磁机励磁系统2、交流励磁机励磁系统1他励交流励磁机励磁系统 a) 交流励磁机静止整流器励磁系统 b) 交流励磁机旋转整流器励磁系统（无刷励磁）2自励交流励磁机励磁系统a) 自励交流励磁机静止可控整流器励磁系统b) 自励交流励磁机静止整流器励磁系统 3、静

7、止励磁系统（发电机自并励系统）第三节 励磁系统中的整流电路（3学时）1、 三相桥式不可控整流电路2、三相桥式半控整流电路1工作原理2输出电压与控制角关系3失控现象和续流二极管的作用3、三相桥式全控整流电路1工作原理2输出电压与控制角关系4、整流电路的换流压降及外特性5、最小逆变角第四节 励磁控制系统调节特性和并联机组间的无功分配（5学时）1、励磁调节器的基本特性和框图2、励磁调节器的静态工作特性1静态工作特性的合成2发电机励磁自动控制系统静态特性3发电机调节特性的平移3、并联机组间无功功率的分配1无差调节特性2正调差特性的发电机的并联运行3失控现象和续流二极管的作用第五节 励磁调节装置原理（6

8、学时）1、励磁调节器的发展及分类2、数字式励磁调节器原理1数字式励磁调节器基本环节和构成a) 测量单元b) 主控单元c) 移相触发单元d) 人-机接口2调节和控制的数学模型a) 概述b) 励磁调节器的基本调节方式c) 励磁调节器的辅助控制3励磁调节器的运行3、数字式励磁调节器软件1概述2主程序框图（三）考核知识点与考核要求第一节 概述1、理解：励磁自动控制系统的组成2、简单应用：励磁自动控制系统的任务第二节 同步发电机励磁系统1、识记：各种励磁系统的形成方式2、理解：各种励磁系统的工作方式及特点2第三节 励磁系统中的整流电路1、简单应用： 分析励磁系统中各类整流电路的工作情况第四节 励磁控制系

9、统调节特性和并联机组间的无功分配1、识记 ： 1励磁调节器的组成框图2发电机组的调差特性2、理解： 1励磁调节器的基本特性2发电机组的调节特性3机组并联运行间的无功功率放配第五节 励磁调节装置原理1、识记 ： 1数字式励磁调节器的组成框图2测量单元、移相触发单元构成框图3主程序框图2、理解： 1分析测量单元、移相触发单元的工作情况2调节控制的数学模型3、简单应用励磁调节器的工作情况第三章 励磁自动控制系统的动态特性（6学时）（一）学习目的与要求掌握励磁控制系统数学模型及传递函数框图，分析控制系统的稳定性，明确励磁控制系统对电力系统静态稳定的影响，了解电力系统低频振荡产生原因及校正方法。（二）课

10、程内容第一节 概述（1学时）第二节 励磁控制系统的传递函数（1学时）1、励磁机的传递函数 1直流励磁机的传递函数2交流励磁机的传递函数2、励磁调节器个单元的传递函数 1电压测量比较单元的传递函数 2综合放大单元的传递函数 3功率放大单元的传递函数3、同步发电机的传递函数 4、励磁控制系统的传递函数 1交流励磁机励磁系统的传递函数 2静止系统的传递函数 第三节 励磁自动控制系统的稳定性（1学时）1、典型励磁控制系统的稳定计算2、励磁控制系统空载稳定性的改善3、励磁系统稳定器电路第四节 励磁自动控制系统对电力系统稳定的影响（3学时）1、同步发电机的动态方程1同步发电机的动态方程式线形化的条件2转子

11、运动方程和电磁转矩方程、发电机端电压方程 3同步发电机的动态方程2、励磁控制对电力系统静态稳定的影响1同步发电机的固有特性2计及励磁调节后的系统特性3、改善电力系统稳定性的措施-电力系统稳定器 1低频震荡的产生及校正2电力稳定器的传递函数（三）考核知识点与考核要求第一节 概述1、识记：上升时间、超调量、调整时间2、理解： 同步发电机动态响应技术指标的规定第二节 励磁控制系统的传递函数1、理解： 建立整个励磁控制系统的传递函数2、简单应用： 分析系统各部分的传递函数第三节 励磁自动控制系统的稳定性1、理解： 改善励磁自动控制系统稳定性的措施 2、 简单应用：分析励磁自动控制系统稳定性第四节 励磁

12、自动控制系统对电力系统稳定的影响1、识记：同步发电机的动态方程 2、理解1励磁控制系统对电力系统静态稳定的影响2低频震荡的产生及校正第四章 电力系统频率及有功功率的自动调节（8学时）（一）学习目的与要求掌握电力系统负荷、发电机组及电力系统的频率特性，电力系统频率调节的基本方法；明确电力系统频率一次调整和二次调整的基本概念；了解调速器的工作原理，电力系统的经济调度。（二）课程内容第一节 电力系统的频率特性（3学时）1、概述2、电力系统负荷的功率-频率特性3、发电机组的功率-频率特性1发电机的功率-频率特性2调差特性与机组间有功功率分配的关系4、电力系统的频率特性第二节 调速器原理（1学时）1、机

13、械液压调速器1工作原理2转速给定装置2、功率-频率电液调速器1转速测量2功率测量3电液转换及液压系统3、 数字式电液调速器第三节 电力系统的频率调节系统及其特性（2学时）1、调节系统的传递函数1调速器2原动机3汽轮发电机组4单区域系统2、电网的频率调节特性（单区域）第四节 电力系统的自动调频与经济调度（2学时）1、调频方法1主导发电机法2同步时间法3联合自动调频2、联合系统的自动调频3、电力系统的经济调度1等微增率分配负荷的基本概念2发电厂间负荷的经济分配（三）考核知识点与考核要求第一节 电力系统的频率特性1、识记： 负荷的分类2、理解： 电力系统负荷、发电机组及系统的有功功率-频率特性第二节

14、 调速器原理1、简单应用：各种调速器的工作原理组合车床的电气控制线路的简单分析第三节 电力系统的频率调节系统及其特性1、简单应用 电网的频率调节特性第四节 电力系统的自动调频与经济调度1、理解1电力系统自动调频的方法2电力系统的经济分配第五章 电力系统自动低频减载及其它安全自动控制装置（4学时）（一）学习目的与要求掌握电力系统按频率自动减负荷装置的工作原理及组成，了解电力系统自动低频减载装置的功能、频率的动态特性以及电力系统自动解列装置，发电厂自动切机及电气制动，水轮发电机组低频自动起动等其他安全自动装置。（二）课程内容第一节 自动低频减载 （2学时）1、概述2、电力系统频率的动态特性3、自动

15、低频减载的工作原理1最大功率缺额的确定2自动低频减载装置的动作顺序3频率级差的选择4每级切除负荷的限制5动作延时及防止误动作措施4、自动低频减载装置第二节 其他安全自动控制装置（2学时）1、自动解列装置2、水轮机自动低频自起动装置3、自动切机与电气制动（三）考核知识点与考核要求第一节 自动低频减载1、识记 自动低频减载的作用及电力系统频率的动态特性2、理解： 自动低频减载的工作原理第二节 其他安全自动控制装置1、识记：自动解列装置、水轮机自动低频自起动装置及自动切机与电气制动的工作原理三、 实施要求与有关说明一、关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明在本大纲的考核知识点与考核要求中，知识点

16、的四个能力层次含义如下：识记：要求能够识别和记忆课程中的有关知识点的内容，并能根据考核的不同要求，做出正确的表述和选择。理解：要求能够领悟和理解本课程中规定的有关知识点的内涵和外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别和联系，并能够根据考核的不同要求做出解释、说明和论述。简单应用：要求能够运用本课程规定的少量知识点，分析和解决一般应用问题。 综合应用：要求能够运用本课程规定读者居的多个知识点，分析和解决较复杂的应用问题。二、教材和参考书教 材：杨冠城主编，电力系统自动装置原理（第三版），2005年3月第3版，中国电力出版社。参考书：唐健辉、黄红荔合编，电梦轩阁力系统自动装置，2005年9月，第1版，

17、中国电力出版社。三、课程的学习指导1. 仔细阅读大纲。自学考试大纲是考生学习的依据，考生在自学之前必须仔细阅读大纲，了解课程的主要内容和总体要求。2. 根据大纲要求，吃透知识点，紧紧扣住基本要求进行自学。3. 学习教材时要按照循序渐进，根据自己的学习基础按先难后易的顺序进行有效的学习。四、对社会助学的要求1. 以指定的教材为基础，本大纲为依据进行辅导。2. 对学习方法进行指导，提倡“仔细阅读教材，主动获取帮助，依靠自己学通”的学习方法。3. 注意考生自学能力的培养，引导学生独立学习、独立思考。五、学时分配大纲规定之理论学时共计54学时，其中第一章16学时，第二章20学时，第三章6学时，第四章8

18、学时，第五章4学时。四、 题型举例一、名词解释（本大题共5小题，每小题3分，总计15分）1并列操作二、填空题（每空2分，总计10分） 线性整步电压含有准同步需要检查的 信息和 信息。 三、选择题（本大题共5小题，每小题3分，总计15分）励磁调节器接入负调差单元后，发电机的外特性呈（ ）特性。a. 水平 b.上翘 c.下倾 d.水平或上翘四、简答题（本大题共5小题，每小题8分，总计40分）1负荷调节效应与自动按频率减负荷的作用有什么区别？五、综合分析题（本大题共2小题，每小题15分，总计30分）1合成励磁调节器的静态工作特性，并根据励磁调节器的静态工作特性，分析励磁调节器是如何具有维持机端电压保持不变的能力？10