第三章同步发电机励磁自动控制新版系统练习参考答案.doc

一、名词解释
1．励磁系统
答：与同步发电机励磁回路电压建立、调节及在必要时使其电压消失关于设备
和电路。
2．发电机外特性
答：同步发电机无功电流与端电压关系特性。
3．励磁方式
答：供应同步发电机励磁电源方式。
4．无刷励磁系统
答：励磁系统整流器为旋转工作状态，取消了转子滑环后，无滑动接触元件
励磁系统。
5．励磁调节方式
答：调节同步发电机励磁电流方式。
6．自并励励磁方式
答：励磁电源直接取自于发电机端电压励磁方式。
7．励磁调节器静态工作特性
答：励磁调节器输出励磁电流（电压）与发电机端电压之间关系特性。
8.发电机调节特性
答：发电机在不同电压值时，发电机励磁电流IE与无功负荷I.Q关系特性。
9．调差系数
答：表达无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压相对变化。
10．正调差特性
答：发电机外特性下倾，当无功电流增大时，发电机端电压随之减少外特性。
11．负调差特性
答：发电机外特性上翘，当无功电流增大时，发电机端电压随之升高外特性。
12．无差特性
答：发电机外特性呈水平．当无功电流增大时，发电机端电压不随之变化外
特性。

13．强励
答：电力系统短路故障母线电压减少时，为提高电力系统稳定性，迅速将发电
机励磁增长到最大值。
二、单项选取题
1．对单独运营同步发电机，励磁调节作用是( A )
A．保持机端电压恒定；
B．调节发电机发出无功功率；
C．保持机端电压恒定和调节发电机发出无功功率；
D．调节发电机发出有功电流。
2．对与系统并联运营同步发电机，励磁调节作用是( B )
A．保持机端电压恒定；
B．调节发电机发出无功功率；
C．调节机端电压和发电机发出无功功率；
D．调节发电机发出有功电流。
3．当同步发电机与无穷大系统并列运营时，若保持发电机输出有功
PG = EGUG
sinδ为常数，则调节励磁电流时，有( B )等于常数。
X d
A．U G sinδ；
B． E Gsinδ；
C．1 X d ⋅sinδ；
D．sinδ。
4．同步发电机励磁自动调节作用不涉及( C )。
A．电力系统正常运营时，维持发电机或系统某点电压水平；
B．合理分派机组间无功负荷；
C．合理分派机组间有功负荷；
D．提高系统动态稳定。
5．并列运营发电机装上自动励磁调节器后，能稳定分派机组间( A )。
A．无功负荷；

B．有功负荷；
C．负荷；
D．负荷变化量。
8．同步发电机励磁自动调节不涉及( C )。
A．自动励磁调节器；
B．继电强行励磁装置；
C．自动准同期装置；
D．自动灭磁装置。
9．比例型励磁调节器可以当作一种以电压为被调量( C )控制系统。
A．正反馈；
B．闭环；
C．负反馈；
D．开环。
10．三相全控桥式整流电路工作状态( C )。
A．只有整流状态；
B．只有逆变状态；
C．可以有整流和逆变两种状态；
D．只有灭磁状态。
< α < 180
11．三相全控桥式整流电路，在90 时，工作在( A )状态。
° °
A．逆变；
B．整流；
C．交流变直流；
D．为发电机提供励磁电流。
< α < 90
12．三相全控桥式整流电路．在0 时，工作在( B )状态。
° °
A．逆变；
B．整流；
C．直流变交流；
D．对发电机进行灭磁。
13．三相全控桥式整流电路，输出电压平均值随控制角α增大而( A )。

A．减小；
D．增大；
C．不变；
D．不拟定。
14．要实现逆变灭磁，三相全控桥式整流电路控制角α适当角度是( A )。
A．90
B．90
°
< α < 150
< α < 180
°
；
；
°
°
C．0 ；
° °
< α < 90
D．α > 150
°
。
15．在半导体励磁调节器测量比较单元中，设立正序电压滤过器作用是( A )。
A．提高调节器敏捷性；
B．提高调节器可靠性；
C．提高调节器速动性；
D．提高调节器敏捷性和速动性。
16．与六相桥式整流电路配合滤波电路应滤掉( B )Hz为主谐波分量。
A．300；
B．600；
C．1200；
D．50。
17．励磁调节器接入正调差单元后，发电机外特性呈( C )特性。
A．水平；
B．上翘；
C．下倾；
D．水平或上翘。
18．励强调节器接人负调差单元后，发电机外特性呈( D )特性。
A．水平；
B．上翘；
C．下倾；

D．水平或上翘。
19．调差单元输出重要反映发电机( B )变化量。
A．有功电流：
B．无功电流；
C．负荷电流；
D．机端电压。
20．增大励磁调节器基准电压值，同步发电机外特性( A )。
A．平行上移；
B．调差系数增大；
C．不动；
D．平行下移。
21．将发电机外特性向上平移，发电机承担无功负荷( A )。
A．增大；
B．减小；
C．不变；
D．不一定。
22．机端直接并联运营发电机外特性一定不是( C )。
A．无差特性；
B．正调差特性：
C．负调差特性；
D．正调差持性和无差特性。
23．两台正调差特性发电机直接并联运营时，调差系数大机组承担无功电
流变化量( B )。
A．多；
B．少；
C．与调差系数小机组同样多；
D．不拟定。
24．机端直接并联运营发电机，无差特性发电机组( A )。
A．不得多于一台；

B．不能参加并联运营；
C．可以有多台参加并联运营；
D．只可以有两台参加并联运营。
25．负调差特性发电机可以( C )。
A．与负调差特性发电机直接并联运营；
B．与无差特性发电机直接并联运营；
C．经升压变压器后并联运营；
D．与正调差特性发电机直接并联运营。
26．两台正调差特性发电机并联运营，可维持( B )稳定分派。
A．负荷；
B．无功负荷；
C．有功负荷；
D．机端电压。
27．机端直接并联运营几台发电机组调差系数( B )。
A．都应当为零；
B．都应当为正值；
C．都应当为负值；
D．无特殊规定。
28．在励磁系统中，强励倍数愈大，强励效果( C )。
A．愈差；
B．基本不变；
C．愈好；
D．不一定好。
29．在励磁系统中，励磁电压响应比反映( D )。
A．强励时间；
B．励碰系统额定电压；
C．励磁系统能达到最高电压；
D．励磁响应速度大小。
三、填空题

1．同步发电机励磁系统普通由（励磁功率单元）和（励磁调节器）两个某些
构成。
2．与同步发电机励磁回路电压建立、（调节）及必要时使其电压（消失）
关于设备和电路总称为（励磁系统）。
3．同步发电机与无穷大系统并联运营时，调节励磁电流，可以变化（发电机发
出无功功率数值）。
4．对同步发电机，当励磁电流保持不变时，导致端电压下降重要因素是（无
功电流）增大。
5．同步发电机外特性是指（发电机端电压）与（无功电流）之间关系特性。
6．自动励磁调节器在正常运营时，能按（机端电压）变化自动地变化（励磁
电流），维持机端或系统某点电压水平。
7．电力系统发生事故，导致电压减少时．励磁系统应有不久（响应速度）和
（足够大强励顶值电压），以实现（强行励磁）作用。
8．同步发电机励磁方式是指（供应发电机励磁电源方式）。
9．同步发电机励磁方式有（直流励磁机供电）、（交流励磁机经半导体整流器
供电）和（静止励磁供电）三种。
10．直流励磁机供电励磁方式可分为（自励）和（她励）两种励磁方式。
11．交流励磁机经半导体整流供电励磁方式可以分为（她励交流励磁机静止整
流器励磁系统）、（她励交流励磁机旋转整流器励磁系统）和（自励交流励磁机静
止可控整流器励磁系统）、（自励交流励磁机静止整流器励磁系统）四种励磁方式。
12．半导体型励磁系统中可控整流电路作用是将（交流电压）变换为（可调
直流电压）供应发电机励磁绕组或励磁机励磁绕组。
13．三相半控桥式整流电路是由三个（晶间管）和三个（二极管）构成。
14．在三相半控整流桥正常工作时，触发脉冲间隔为（120°）电角度。
15．三相全控桥式整流电路，当控制角 α为（ 0
< α ≤ 90
0 0
）时，工作在整流工
作状态为发电机提供（励磁电流）。
< α < 180
16．三相全控桥式整流电路，当控制角为 90 时，工作在（逆变）状
° °
态，对发电机进行（灭磁）。
17．在三相全控整流桥正常工作时，触发脉冲间隔为（60°）电角度。

18．三相可控桥式整流电路触发脉冲应与晶闸管（交流侧电源）保持同步。
19．三相半控桥式整流电路输出电压平均值与控制角 α关系是
（U d = 1.35U ab 1+ cosα
）；三相全控桥式整流电路输出电压平均值与控制角α
2
关系是（U d = 1.35U ab cosα）。
20．三相全控桥式整流电路工作在逆变状态时，其负载必要是（电感性）负载，
且原先储存有能量，即本来工作在（整流状态）。
21．半导体励磁调节器基本控制某些重要由（调差单元）、（测量比较单元）、
（综合放大单元）和（移相触发单元）构成，重要实现（电压调节）和（无功功
率分派）功能。
22．测量比较单元作用是测量（发电机电压）并变换为（直流电压），再与给
定（基准电压）相比较．得出发电机电压偏差信号。
23．移相触发单元作用是将控制电压转换为在一定区间发出（移相触发脉
冲），使（控制角）随控制电压大小而变化，并触发晶闸管元件，从而达到调
节励磁电流目。
24．移相触发单元普通由（同步）、（移相）、（脉冲形成）和（脉冲放大）等环节
构成。
25．移相触发单元中同步环节作用是：保证（触发脉冲）与（交流主电源）
同步。
26．在励磁调节器静态工作区内，发电机端电压升高，（UAVR）就急剧（减小）；
发电机端电压减少，（UAVR）就急剧（升高）。
27．发电机调节特性是指发电机在不同电压值时，其（励磁电流）与（无功负
荷）关系曲线。
28．调差系数表达（无功负荷电流）从零变到额定值时，发电机（电压）相对
变化，因此调差系数表达了（励磁系统维持机端电压）能力。
29．变化自动励磁调节器（发电机基准电压值），可以平移发电机外特性。
30．励磁调节器静特性调节涉及（调差系数调节）和（外特性平移）。
31．励磁调节器接入正调差单元后，使发电机外特性（下倾），发电机端电压随
（无功电流）增大而减少。
32．励磁调节器接入负调差单元后，使发电机外特性呈（水平）和（上翘）两种

特性。
33．调差系数等于零，相应外特性称为（无差特性），即随着无功电流增长，
发电机端电压（不变）。
34．外特性平移可以变化某台发电机所承担（无功负荷），用于将发电机平稳
地（投入、退出）系统，不至于导致对系统（无功功率）冲击。
35．电力系统短路故障母线电压减少时，为提高电力系统稳定性，应迅速将（发
电机励磁增大到最大值），称为强励。
四、问答题
1．同步发电机励磁控制系统作用是什么?
答：①电力系统正常运营时，维持发电机或系统某点电压水平；②在并列运营发
电机之间，合理分派机组间无功负荷：③提高发电机稳定极限；④加快系统电
压恢复，改进电动机自起动条件；⑤发电机故障或发电机一变压器组单元接
线变压器故障时，对发电机实行迅速灭磁，以减少故障损坏限度。
2．同步发电机励磁系统普通包括哪两某些？
答：同步发电机励磁系统重要是由励磁功率单元和励磁调节器两某些构成。
3．对同步发电机励磁自动调节基本规定是什么?
答：有足够调节容量；有不久响应速度和足够大强励顶值电压；有很高
运营可靠性。
4．同步发电机励磁方式有哪几种？各有何特点？
答：直流励磁机供电、交流励磁机经半导体整流器供电和静止励磁供电三种励磁
方式。①直流励磁机供电励磁方式特点：系统简朴；运营维护复杂、可靠性低；
容量不能过大，不能应用于大型同步发电机组上。②交流励磁机经静止二极管整
流励磁方式特点：不受电力系统干扰、可靠性高；响应速度较慢；造价高；
需要一定维护量。交流励磁机经静止晶闸管整流励磁方式特点：有较快励
磁响应速度；需要较大励磁容量；可以实现对发电机逆变灭磁。交流励磁机
经旋转二极管整流励磁方式特点：制造、使用和维护简朴、工作较可靠：电机
绝缘寿命较长；合用于较恶劣工作环境。交流励磁机经旋转晶闸管整流供电
励磁方式特点：励磁响应速度快；具备无刷励磁特点；存在励磁电流、励磁
电压难以检测等问题。③静止励磁方式特点：接线简朴，无转动某些，维护费

用省，可靠性高；不需要同轴励磁机，节约基建投资，维护简朴：有不久励磁
电压响应速度；在发电机甩负荷时，机组过电压相对较低些。
5．何谓起励？普通有哪几种起励方式？
答；①供应发电机初始励磁，使其逐渐建立其电压，称为起励。②起励普通有两
种方式：她励起励和残压起励。
6．同步发电机有哪几种励磁调节方式？有何主线区别？
答：①按电压偏差比例型调节和按定子电流、功率因数补偿型调节两种。②
两种励磁调节方式主线区别是：按电压偏差比例调节是一种负反馈调节，将
被调量与给定值比较得到偏差电压放大后，作用于调节对象，力求使偏差值趋
于零，因此是一种“无差”调节方式。而补偿型励磁调节，输入量并非是被调量，
它只补偿定子电流和功率因数引起端电压变化，仅起到补偿作用，调节成果
是有差，因此，在运营中还必要采用电压校正器，才干满足规定。
7．励磁系统中可控整流电路作用是什么？
答：将交流电压变换为可调直流电压供应发电机励磁绕组或励磁机励磁绕
组。
8．在三相半控桥式整流电路中，对晶闸管触发脉冲有何规定？
答：任一相晶闸管触发脉冲应在滞后本相相电压 30o相角 180o区间内发出；
晶闸管触发脉冲．应按电源电压相序，每隔 120o电角度依次发出；触发脉
冲应与晶闸管交流电源电压保持同步。
9．在三相全控桥式整流电路中，对晶闸管触发脉冲有何规定？
答：晶闸管触发脉冲应顺序发出，且依次间隔 60o电角度；晶闸管触发脉冲
应采用双脉冲或宽脉冲；触发脉冲应与相应交流侧电压保持同步。
10．三相全控桥式整流电路，可以工作在哪几种工作状态？各对控制角有何要
求？各起何作用？
答：①整流工作状态和逆变工作状态；②整流工作状态： 0° < α < 90°；逆变工
作状态： 90° < α < 180°；③整流工作状态作用：变化 α角，可以调节发电机
励磁电流。逆变工作状态作用：可以实现对发电机灭磁。
11．何谓三相全控整流桥逆变？实现逆变条件是什么？
答：①当三相全控整流桥控制角α > 90°时，将负载电感L中储存能且反馈给

交流电源，使负载电感L中磁场能量不久释放掉。②逆变条件：负载必要是
电感性负载，且本来储存能量，即三相全控桥本来工作在整流工作状态；控制角
α应不不大于 90
不大于 180，三相全控桥输出电压平均值为负值；逆变时，交流侧
o o
电源不能消失。
12．何谓逆变角？逆变角过小时有何现象发生？
α
答：①在全控桥中，将 β = 180° −α (为控制角)称为逆变角；②逆变角过小时
浮现逆变颠覆(或逆变失败)现象。
13．半导体励磁调节器有哪些重要单元？各单元有何作用？
答：①重要涉及调差单元、测量比较单元、综合放大单元、移相触发单元和可控
整流单元。②调差单元作用：调节发电机外特性调差系数，以满足发电机运
行需求，保证并联运营机组间无功功率合理分派；测量比较单元作用：测
量发电机电压并变换为直流电压，再与给定基准电压相比较，得出发电机电压
偏差信号；综合放大单元作用：将电压偏差信号ΔU和其她辅助信号进行综合
放大，提高调节装置敏捷度，以满足励磁调节需求；移相触发单元作用：
将控制信号U C (即综合放大单元输出电压）：按照励磁调节器规定转换成移
相脉冲，使控制角α随U C大小而变；可控整流单元作用：通过移相触发单
元触发脉冲触发晶闸管元件，将交流电压变换为可调直流电压，供应发电机
励磁绕组，从而达到调节励磁电流目。
14．依照励磁调节器静态工作特性，分析励磁调节器是如何具备维持机端电压
保持不变能力？
答：由励磁调节器静态工作特性可知，在励磁调节器工作区内，当U G升高，
I AER就急剧减小，当U G减少， I AER就急剧增长，使发电机端电压趋近于额定电
压．在工作区内发电机电压变化极小，因此励磁调节器有维持机端电压保持不变
能力。此外，当电力系统发生短路故障时，机端电压极度减少，此时 I AER
迅速
增大，起到强励作用。
15．对励磁调节器静特性调节基本规定是什么？
答：保证发电机在投入和退出运营时能平稳变化无功负荷，不致发生无功功率

冲击；保证并联运营发电机机组间无功功率合理分派。
16．何谓自然调差系数？有何特点？
答：①对于按电压偏差进行比例调节励磁调节器，当调差单元退出工作时，发
电机外特性调差系数；②自然调差系数是不可调节固定值，不能满足发电机
运营规定。
17．励磁调节器静特性调节内容有哪些？如何实现？
答：①励磁调节器静特性调节涉及调差系数调节和外特性平移。②运用励磁
调节器中调差单元进行发电机外特性调差系数调节；调节励磁调节器中发
电机基准电压值大小，以平移发电机外特性。
18．在励磁调节器中为什么要设立调差单元？
答：实现发电机外特性调差系数调节，以满足并联运营对发电机外特性规定。
19．平移发电机外特性有何作用？
答：保证发电机在投入或退出电网运营时，能平稳地转移无功负荷，不致发生对
电网冲击。
20．励磁调节器引入调差单元后，是不是其维持机端电压水平能力差了？为什
么？
答：不是。由于发电机加装自动励磁调节器后，自然调差系数普通都不大于 1%。
近似为无差特性，而这种无差特性不利于发电机组在并列运营时无功负荷稳定
分派，因此也就不利于维持机端电压水平，因而．当励磁调节器引入调差单元
后，可以人为地增大调差系数，稳定并列机组间无功负荷合理分派，提高机组
维持机端电压水平能力。
21．为什么负调差特性发电机在机端不能直接并联运营而经变压器后容许并联
呢？
答：依照机端直接并联运营发电机组对外特性规定可知，负调差特性发电
机不能参加并联运营，正调差特性发电机可以稳定运营。但是，负调差特性
发电机经变压器后，补偿变压器阻抗上压降，因此在并联点仍具备正调差特性，
因而，可以稳定运营且提高并联点电压水平。
五、综合分析题
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