電力系統(tǒng)自動裝置試題和答案

1、1.發(fā)電機組并入電網后，應能迅速進入 狀態(tài)，其暫態(tài)過程要 ，以減小對電力系統(tǒng)的擾動。（ C ）A 異步運行，短 B異步運行，長C 同步運行，短 D同步運行，長2.最大勵磁限制是為 而采取的安全措施。（ D ）A 防止發(fā)電機定子繞組長時間欠勵磁 B防止發(fā)電機定子繞組長時間過勵磁C 防止發(fā)電機轉子繞組長時間欠勵磁 D防止發(fā)電機轉子繞組長時間過勵磁3. 當發(fā)電機組與電網間進行有功功率交換時，如果發(fā)電機的電壓落后電網電壓，則發(fā)電機 。（ C ）A 發(fā)出功率，發(fā)電機減速 B發(fā)出功率，發(fā)電機增速C 吸收功率，發(fā)電機減速 D吸收功率，發(fā)電機增速4.同步發(fā)電機的運行特性與它的 值的大小有關。（ D ）A 轉子

2、電流 B定子電流C 轉速 D空載電動勢5.自動并列裝置檢測并列條件的電壓人們通常成為 。（ A ）A 整步電壓 B脈動電壓C 線性電壓 D并列電壓6只能在10萬千瓦以下小容量機組中采用的勵磁系統(tǒng)是 。（ B ）A 靜止勵磁機系統(tǒng) B直流勵磁機系統(tǒng)C 交流勵磁機系統(tǒng) D發(fā)電機自并勵系統(tǒng)7. 自動低頻減載裝置是用來解決 事故的重要措施之一。（ C ）A 少量有功功率缺額 B 少量無功功率缺額C 嚴重有功功率缺額 D嚴重無功功率缺額8. 并列點兩側僅有電壓幅值差存在時仍會導致主要為 的沖擊電流，其值與電壓差成 。（ B ）A有功電流分量，正比 B 無功電流分量，正比C有功電流分量，反比 D無功電流分

3、量，反比9.由于勵磁控制系統(tǒng)具有慣性，在遠距離輸電系統(tǒng)中會引起 。（ D ）A 進相運行 B高頻振蕩C 欠勵狀態(tài) D 低頻振蕩10.容量為 的同步發(fā)電機組都普遍采用交流勵磁機系統(tǒng)。（ D ）A 50MW以下 B 10萬千瓦以下C 10萬兆瓦以上 D 100MW以上11電網中發(fā)電機組在調速器的工作情況下是電網的 特性。（ B ）A 功率特性 B一次調頻頻率特性C 二次調頻頻率特性 D 調節(jié)特性12.調差系數(shù)0時為 調差系數(shù)，調節(jié)特性為 。（ A ）A 正，下傾 B負，下傾C 正，上翹 D 負，上翹13.發(fā)電機并列操作中，當相角差較小時，沖擊電流主要為 。（ A ）A 有功電流分量 B無功電流分量

4、C 空載電流分量 D短路電流分量14.調速器通常分為機械液壓調速器和 調速器。（ C ）A 電子液壓調速器 B電機液壓調速器C 電氣液壓調速器 D電瓶液壓調速器15.對勵磁系統(tǒng)進行分析，首先要求寫出控制系統(tǒng)各個單元的 。（ B ）A 飽和函數(shù) B傳遞函數(shù)C 換算關系 D電壓方程二、多項選擇題。（每題2分，共10分）1. 與無限大母線并聯(lián)運行的機組，調節(jié)它的勵磁電流 不改變。（ ACE ）A發(fā)電機有功功率的數(shù)值 B發(fā)電機無功功率的數(shù)值C 功率因數(shù)角 D功率角E 發(fā)電機端電壓2. 與無限大母線并聯(lián)運行的機組，調節(jié)它的勵磁電流可以改變 。（ BE ）A發(fā)電機有功功率的數(shù)值 B發(fā)電機無功功率的數(shù)值C

5、發(fā)電機端電壓 D功率因數(shù)角E 功率角3.勵磁調節(jié)器中的輔助控制對 具有極重要的作用。（ ABCE ）A提高系統(tǒng)穩(wěn)定 B 提高勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定性C保護發(fā)電機的安全運行 D 保護備用電源的安全運行E保護變壓器的安全運行4. 控制調頻器的信號的基本形式有 。（ ACD ）A比例調節(jié) B 幅值調節(jié)C積分調節(jié) D微分調節(jié)E脈沖調節(jié)5. 負荷的變化必將導致電力系統(tǒng)頻率的變化，由于電力系統(tǒng)本身是一個慣性系統(tǒng)，所以對頻率的變化起主要影響的是負荷變動的 第一種分量。（ BC ）A 第一種分量 B第二種分量C 第三種分量 D第四種分量E 第五種分量6.同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的主要任務是 。（ ABD ）A電壓控制 B

6、 提高并聯(lián)運行穩(wěn)定性C恢復頻率穩(wěn)定 D控制無功功率分配E 增加有功出力7.在電力系統(tǒng)中從硬件方面看，自動裝置的系統(tǒng)結構形式有： 。（ BCDE ）A監(jiān)測系統(tǒng) B 微型計算機系統(tǒng)C集散控制系統(tǒng) D現(xiàn)場總線系統(tǒng)E工業(yè)控制機系統(tǒng)8.勵磁自動控制系統(tǒng)常用的幾種指標有 。（ BE ）A上升速度 B 超調量C頂值時間 9. 滑差角頻率小于某一值，相當于 。（ BC ）A 脈動電壓周期小于某一值 B 脈動電壓周期大于某一值C 頻率差小于某一值 D 頻率差大于某一值E頻率差等于某一值10. 準同期并列的理想條件是 。（ ABCE ）A 兩側電壓頻率相等 B兩側電壓幅值相等C 兩側電壓相角差為零 D 兩側短路容

7、量為差為零E 合閘沖擊電流為零11.DCS系統(tǒng)是計算機網絡技術在工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的產物，整個系統(tǒng)的組成包括 。（ ADE ）A上位機 B錄波器C 工控機 D數(shù)據(jù)采集測控站E 通信線路12.交流采樣的電量計算包括： 。（ ABCDE ）A 電壓量計算 B電流量計算C 有功功率計算 D無功功率計算E 功角的計算13. 防止自動低頻減載裝置誤動作的措施有： 。（ ABD ）A采用自動重合閘 B引入電壓過低閉鎖C 引入壓力閉鎖 D引入頻率急劇變化率閉鎖E 引入瓦斯保護14.電力系統(tǒng)的頻率和有功功率調節(jié)系統(tǒng)，主要的組成環(huán)節(jié)包括 。（ BCDE ）A電容器 B調速器C 發(fā)電機組 D電網E 原動機三、填空題

8、（每空1分，共10分）1. 靜止 勵磁系統(tǒng)中發(fā)電機的勵磁電源不用勵磁機。2.采樣定理指出采樣頻率必須大于原模擬信號頻譜中 最高 頻率的兩倍，則模擬信號可由采樣信號唯一表示。3.勵磁頂值電壓是勵磁功率單元在 強行勵磁 時可能提供的最高輸出電壓值。4.自動裝置正常工作，除了必須要有硬件外，還需要 軟件支持 。5.集散系統(tǒng)整個系統(tǒng)由若干個 數(shù)據(jù)采集 測控站和上位機及通信線路組成。 6. 同步發(fā)電機組并列操作過程中，并列斷路器合閘時，沖擊電流應盡可能小，其瞬時最大值一般不超過 12 倍的額定電流。7. 同步發(fā)電機在空載額定電壓情況下，當電壓給定階躍響應為±10%時，發(fā)電機電壓超調量應不大于階

9、躍量的 50% 。8. 采樣定理 是采樣過程中所遵循的基本定律。9.勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器的作用是改善系統(tǒng)的 阻尼特性 。 10.自同期并列方式不能用于 兩個系統(tǒng)間 的并列操作。11. 在遠距離輸電系統(tǒng)中，勵磁調節(jié)器按電壓偏差比例調節(jié)會引起 低頻振蕩 。12.當系統(tǒng)發(fā)生功率缺額、頻率降低時，由于水輪發(fā)電機 啟動較快 ，所以在電力系統(tǒng)中把它作為緊急投入運行之用。13.當系統(tǒng)機組 輸入 功率與負荷功率失去平衡而使頻率偏離額定值時，控制系統(tǒng)必須調節(jié)機組的出力，以保證電力系統(tǒng)頻率的偏移在允許范圍之內。14. 頻率低于 45Hz Hz時，就有“電壓崩潰”的危險。15. 電網運行中母線電壓的幅值、 頻率 和相角這

10、三個參數(shù)常被指定為運行母線的狀態(tài)量。16. 自動并列裝置中 頻率差測量 部分判別和間頻率差值大小，作為是否需要調速的依據(jù)。17. 調度在確定各發(fā)電廠的發(fā)電計劃和安排調頻任務時，一般將運行電廠分為 調頻廠 、調峰廠和帶基本負荷的發(fā)電廠三類。18.在選擇解列點時，應盡量保持解列后各部分系統(tǒng)的 功率 平衡，以防止頻率、電壓急劇變化。19.對于高溫高壓的火電廠，頻率低于 46-46.5 Hz時，廠用電已不能正確工作。20.發(fā)電機的調節(jié)特性是指 發(fā)電機轉子電流 與無功負荷電流的關系。21. 自動并列裝置中頻率差控制任務由 頻率差測量 和調節(jié)量控制兩部分組成。22.頻率調節(jié)或調節(jié)發(fā)電機組轉速的基本方法是改

11、變單位時間內進入 原動機 的動力元素。23. 自動低頻減載裝置一般應根據(jù)最不利的運行方式下發(fā)生事故時，實際可能發(fā)生的最大 功率缺額來考慮。24.當同步發(fā)電機突然零起升壓時，自動電壓調節(jié)器應保證其端電壓超調量不得超過額定電壓定值的15%，調節(jié)時間不應大于 10 S，電壓擺動次數(shù)不超過3次。25.在實行解列操作時，必須注意 功率 平衡問題。 26.自動低頻減載末級的啟動頻率以不低于 46-46.5 Hz為宜。27.發(fā)電機的調節(jié)特性是指發(fā)電機轉子電流與 無功負荷電流 的關系。28.自動并列裝置中頻率差測量部分判別和間頻率差值大小，作為是否需要 調速 的依據(jù)。29.日負荷曲線中全天不變的基本負荷由帶

12、基本負荷 的發(fā)電廠承擔，這類電廠一般為經濟性能好的高參數(shù)火電廠、熱電廠及核電廠。30.自動低頻減載裝置一般應根據(jù) .最不利 的運行方式下發(fā)生事故時，實際可能發(fā)生的最大功率缺額來考慮。四、名詞解釋（每題3分，共15分）1.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定 電力系統(tǒng)在某一正常方式下突然遭受大擾動后能否過渡到一個新的穩(wěn)定運行狀態(tài)、或恢復到原來運行狀態(tài)的能力。 2.采樣定理采樣定理是采樣過程中所遵循的基本定律，它指出了重新恢復連續(xù)信號所必須的最低采樣頻率。3.勵磁電壓響應比通常將勵磁電壓在最初0.4-0.5秒內上升的平均速率定義為勵磁電壓響應比。4. 自同期并列操作是將一臺未加勵磁電流的發(fā)電機組升速到接近于電網頻率，

13、滑差角頻率不超過允許值，且在機組的加速度小于某一給定值的條件下，（2分）首先合上并列斷路器，接著立刻合上勵磁開關，給轉子加上勵磁電流，在發(fā)電機電動勢逐漸增長的過程中，由電力系統(tǒng)將并列的發(fā)電機組拉人同步運行。 5. 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)在正常運行方式下，經受微小擾動后恢復到原來運行狀態(tài)的能力。 6. 自然調差系數(shù)對于按電壓偏差進行比例調節(jié)的勵磁控制系統(tǒng)，當調差單元退出工作時，其固有的無功調節(jié)特性也是下傾的，稱為自然調差系數(shù)。7. 并列操作一臺發(fā)電機組在投入系統(tǒng)運行之前，它的電壓與并列母線電壓的狀態(tài)量往往不等，須對待并發(fā)電機組進行適當?shù)恼{整，使之符合并列條件后才允許斷路器QF合閘作并網運行。這

14、一系列操作稱為并列操作。8.高起始響應現(xiàn)在一般大容量機組往往采用快速勵磁系統(tǒng)，勵磁系統(tǒng)電壓響應時間(勵磁電壓達到95頂值電壓所需時間)為01s或更短的勵磁系統(tǒng)，稱為高起始響應勵磁系統(tǒng)(或稱快自勵磁系統(tǒng))。9. 恒定交換功率控制FTC(Flat Tie-line Control)在聯(lián)合電力系統(tǒng)的調頻方式中，控制調頻機組保持交換功率恒定，而對系統(tǒng)的頻率并不控制。10. 電力系統(tǒng)負荷的功率-頻率特性當系統(tǒng)頻率變化時，整個系統(tǒng)的有功負荷也要隨著改變，即，這種有功負荷隨頻率而改變的特性叫做負荷的功率一頻率特性。（3分）11. 進相運行同步發(fā)電機欠勵磁運行時，（1分）由滯后功率因數(shù)變?yōu)槌肮β室驍?shù)，發(fā)電機

15、從系統(tǒng)吸收無功功率，這種運行方式稱進相運行。（2分）12. 靜止勵磁系統(tǒng)靜止勵磁系統(tǒng)(發(fā)電機自并勵系統(tǒng))中發(fā)電機的勵磁電源不用勵磁機，而由機端勵磁變壓器供給整流裝置。（2分）這類勵磁裝置采用大功率晶閘管元件，沒有轉動部分，故稱靜止勵系統(tǒng)。由于勵磁電源是由發(fā)電機本身提供，故又稱為發(fā)電機自并勵系統(tǒng)。（1分）13 恒定頻率控制FFC(Flat Frequency Control)在聯(lián)合電力系統(tǒng)的調頻方式中，按頻率偏差進行調節(jié)，在時，調節(jié)結束。（3分）14.直流勵磁機勵磁系統(tǒng) 同步發(fā)電機的容量不大，勵磁電流由與發(fā)電機組同軸的直流發(fā)電機供給，即所謂直流勵磁機勵磁系統(tǒng)。15.頻率聯(lián)絡線功率偏差控制TBC在

16、聯(lián)合電力系統(tǒng)的調頻方式中既按頻差又按聯(lián)絡線路交換功率調節(jié)，（2分）最終維持的是各地區(qū)電力系統(tǒng)負荷波動就地平衡，這實際上是系統(tǒng)調頻觀點，這種調頻方式是大型電力系統(tǒng)或聯(lián)合電力系統(tǒng)中常用的一種方法。五、簡答題（每題5分，共25分）1. 簡述同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)兩個組成部分及各部分的作用。同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)一般由勵磁功率單元和勵磁調節(jié)器兩個部分組成， 勵磁功率單元向同步發(fā)電機轉子提供直流電流，即勵磁電流； 勵磁調節(jié)器根據(jù)輸入信號和給定的調節(jié)準則控制勵磁功率單元的輸出。2. 簡述電力系統(tǒng)自動裝置的主要結構形式。微型計算機系統(tǒng)工業(yè)控制計算機系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)3. 簡述發(fā)電機調節(jié)特性的類型及其

17、特點>0為正調差系數(shù)，其調節(jié)特性下傾，即發(fā)電機端電壓隨無功電流增大而降低。<0為負調差系數(shù)，其調節(jié)特性上翹，發(fā)電機端電壓隨無功電流增大而上升。=0稱為無差特性，這時發(fā)電機端電壓恒為定值。4. 簡述電力系統(tǒng)低頻振蕩產生的原因。1）勵磁調節(jié)器按電壓偏差比例調節(jié)； 2）控制系統(tǒng)具有慣性。5. 簡述電力系統(tǒng)安全自動控制裝置的主要任務。它們的主要任務是，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，按照預訂的控制準則迅速作出反應，采取必要的措施避免事故擴大。6. 簡述自動并列裝置的輸出控制信號有哪些。(1)調節(jié)發(fā)電機轉速的增速、減速信號。(2)調節(jié)發(fā)電機電壓的升壓、降壓信號。(3)并列斷路器合閘脈沖控制信號。7. 簡述

18、同步發(fā)電機組并列時應遵循的原則。 (1)并列斷路器合閘時，沖擊電流應盡可能小，其瞬時最大值一般不超過12倍的額定電流。 (2)發(fā)電機組并入電網后，應能迅速進入同步運行狀態(tài)，其暫態(tài)過程要短，以減小對電力系統(tǒng)的擾動。8. 簡述勵磁調節(jié)器特性進行調整主要是為了滿足運行方面的哪些要求。發(fā)電機投入和退出運行時，能平穩(wěn)地改變無功負荷，不致發(fā)生無功功率的沖擊； 保證并聯(lián)運行的發(fā)電機組間無功功率的合理分配。9 簡述電力系統(tǒng)負荷的由哪幾種不同分量組成。第一種是頻率較高的隨機分量，其變化周期一般小于10s； 第二種為脈動分量，變化幅度較大，變化周期在10s3min 之間； 第三種為變化很緩慢的持續(xù)分量。 10.

19、簡述當系統(tǒng)頻率降低較大時，對汽輪機的影響。運行經驗表明，某些汽輪機在長時期低于頻率49495Hz以下運行時， 葉片容易產生裂紋，當頻率低到45Hz附近時，個別級的葉片可能發(fā)生共振而引起斷裂事故。11. 簡述自動并列裝置中頻率差調整的任務。將待并發(fā)電機的頻率調整到接近于電網頻率時，頻率差趨向并列條件允許的范圍，以促成并列的實現(xiàn)。如果待并發(fā)電機的頻率低于電網頻率，則要求發(fā)電機升速，發(fā)升速脈沖。反之，應發(fā)減速脈沖。發(fā)電機的轉速按照比例調節(jié)準則，當頻率差值較大時，發(fā)出的調節(jié)量相應大些。當頻率差值較小時，發(fā)出的調節(jié)量也就小些，以配合并列操作的工作 12. 簡述頻率降低時發(fā)生的電壓崩潰現(xiàn)象。當頻率降低時，

20、勵磁機、發(fā)電機等的轉速相應降低，由于發(fā)電機的電動勢下降和電動機轉速降低，加劇了系統(tǒng)無功不足情況，使系統(tǒng)電壓水平下降。運行經驗表明，當頻率降至4645Hz時，系統(tǒng)電壓水平受到嚴重影響，當某些中樞點電壓低于某一臨界值時，將出現(xiàn)所謂“電壓崩潰”現(xiàn)象，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性遭到破壞，最后導致系統(tǒng)瓦解。13.簡述電力系統(tǒng)中實現(xiàn)頻率和有功功率自動調節(jié)的方法。1）主導發(fā)電機法； 2）同步時間發(fā)（積差調節(jié)）；3）聯(lián)合自動調頻。14.簡述當系統(tǒng)頻率降低較大時，對汽輪機的影響。運行經驗表明，某些汽輪機在長時期低于頻率49495Hz以下運行時，葉片容易產生裂紋，當頻率低到45Hz附近時，個別級的葉片可能發(fā)生共振而引起斷裂

21、事故。15. 簡述自動并列裝置中電壓差調整的任務。是在并列操作過程中自動調節(jié)待并發(fā)電機的電壓值，使電壓差條件符合并列的要求。當電壓差絕對值小于設定的允許電壓差值，則不進入電壓調整控制程序；如電壓差絕對值大于設定的允許電壓差值，就進入電壓控制調整程序。六、計算題(每題10分，共20分)求事故情況下的穩(wěn)態(tài)頻率值。解：課本（168頁）例題6-1問各機組承擔的無功負荷增量是多少？母線電壓變化量是多少？解：課本（72頁）例題3-1 求系統(tǒng)頻率由50Hz下降到47Hz時，負荷功率變化的百分數(shù)及負荷調節(jié)效應系數(shù)KL* 。解：課本（127頁）例題5-1求接入自動低頻減載裝置的功率總數(shù)PL·max。解：課本（172頁）例題6-2七、論述題（共15分）1.試述準同期并列裝置采用恒定越前相角原理存在的問題。裝置所取的提前量信號是脈動電壓到達一恒定相角發(fā)出合閘信號，只有當?shù)扔谡ɑ顣r，并列時的合閘相角差； 當大于整定滑差時，并列時的合閘相角差將增大； 當小于整定滑差時，并列時的合閘相角差將減??；因此，不能保證合閘時。2.試述勵磁調節(jié)器的輔助控制與正常情況下的自動控制的區(qū)