自動(dòng)裝置復(fù)習(xí)題(包括答案)

1、自動(dòng)裝置復(fù)習(xí)提綱一、 概念1、 電力系統(tǒng)自動(dòng)控制大致可以劃分為以下幾個(gè)不同內(nèi)容的控制系統(tǒng)：電力系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)視和控制、電廠動(dòng)力機(jī)械自動(dòng)控制、電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置和電力安全裝置。2、 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置有兩種類型：自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和自動(dòng)操作裝置。3、 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式：微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。4、 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成一般包括：傳感器、采樣保持器、模擬多路開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、通信單元、中央處理器單元和外部設(shè)備等。5、 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般由穩(wěn)壓電壓、機(jī)箱、總線模板和鍵盤等外部設(shè)備接口組成。6、 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的軟件組成有：信號(hào)采集與處理程序、運(yùn)行參

2、數(shù)設(shè)置程序、系統(tǒng)管理（主控制）程序和通信程序等。7、 采樣過(guò)程是對(duì)連續(xù)的信號(hào)按照一定的采樣間隔，抽取相應(yīng)的瞬時(shí)值。8、 同步發(fā)電機(jī)并列時(shí)應(yīng)遵循的原則：（1）沖擊電流盡可能的??；（2）暫態(tài)過(guò)程要短9、 準(zhǔn)同期并列裝置的控制單元主要包括：頻率差控制單元、電壓差控制單元和合閘信號(hào)控制單元。10、 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的主要任務(wù)：電壓控制、控制無(wú)功功率的分配和提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性。11、 勵(lì)磁系統(tǒng)可以分為：直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。12、 調(diào)速器可以分為機(jī)械液壓調(diào)速器和電氣液壓調(diào)速器，按照控制規(guī)律劃分，又可以分為比例積分調(diào)速器和比例-積分-微分調(diào)速器。13、 功

3、率-頻率電液調(diào)速系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)速測(cè)量、功率測(cè)量、轉(zhuǎn)速和功率給定環(huán)節(jié)、電液轉(zhuǎn)換和液壓系統(tǒng)構(gòu)成。14、 電力系統(tǒng)和有功功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的方法有主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法、同步時(shí)間法和聯(lián)合自動(dòng)調(diào)頻法。15、 聯(lián)合電力系統(tǒng)調(diào)頻方式包括：恒定頻率控制、恒定交換功率控制和頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制。16、 電力系統(tǒng)頻率降低較大時(shí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成的影響：汽輪機(jī)葉片產(chǎn)生裂紋；發(fā)生頻率崩潰現(xiàn)象；發(fā)生電壓崩潰現(xiàn)象。二、 問(wèn)答題1、 請(qǐng)畫出集散控制系統(tǒng)（DCS）和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)（FCS）的結(jié)構(gòu)框圖，并敘述二者各自的特點(diǎn)。集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：DCS系統(tǒng)的系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)，系統(tǒng)的規(guī)模可以根據(jù)實(shí)際情況建設(shè)，由于系統(tǒng)具有分散性，單一站的故障不會(huì)影響到整個(gè)系

4、統(tǒng)，可靠性得到了提高，且因?yàn)橄到y(tǒng)的各個(gè)站為并行結(jié)構(gòu)，可解決大型、高速、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的需要，實(shí)時(shí)性能較好，但因?yàn)橐M(jìn)行集中數(shù)據(jù)處理，對(duì)于上位機(jī)應(yīng)具有一定的技術(shù)要求?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)：FCS系統(tǒng)是一個(gè)全數(shù)字化開放系統(tǒng)，即同類總線具有相同的協(xié)議和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有可互操作性和可互用性，即同類總線不同廠家的產(chǎn)品具有可替代性。它是全分布控制系統(tǒng)，故可形成更大的控制系統(tǒng)，其現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有高智能化和自治性，即現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備具有很強(qiáng)的控制能力。2、 請(qǐng)簡(jiǎn)述采樣定理。答：設(shè)是帶限信號(hào)，其頻譜限制在的范圍之內(nèi)，是可能的最高頻率，其頻譜稱為基帶頻譜。當(dāng)時(shí)，理想采樣信號(hào)頻譜中，基帶頻譜以及各次諧波調(diào)制頻譜彼此不重疊。這樣就得到一

5、個(gè)重要不等式，這就是著名的香農(nóng)采樣定理。3、 說(shuō)明輸入數(shù)據(jù)的前置處理流程。答： 標(biāo)度變換； 數(shù)據(jù)的有效性檢驗(yàn)； 線性化處理； 數(shù)字濾波； 數(shù)據(jù)保存4、 給出同步發(fā)電機(jī)并列的理想條件。答：或（即頻率相等）；（即電壓幅值相等）；（即相角差為零）。5、 給出并列條件檢測(cè)和合閘控制程序的原理框圖。答：6、 說(shuō)明勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的要求。答： 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能反映發(fā)電機(jī)電壓高低以維持發(fā)電機(jī)電壓在給定水平； 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能合理分配機(jī)組的無(wú)功功率； 遠(yuǎn)距離輸電的發(fā)電機(jī)組，為了能在人工穩(wěn)定區(qū)域運(yùn)行，要求勵(lì)磁調(diào)節(jié)器沒有失靈區(qū)； 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能迅速反應(yīng)系統(tǒng)故障、具備強(qiáng)行勵(lì)磁等控制功能，以提高暫態(tài)穩(wěn)

6、定和改善系統(tǒng)運(yùn)行條件； 具有較小的時(shí)間常數(shù)，能迅速響應(yīng)輸入信息的變化； 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器正常工作與否，直接影響到發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，因此要求能夠長(zhǎng)期可靠工作。7、 簡(jiǎn)要給出靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。答： 勵(lì)磁系統(tǒng)接線和設(shè)備比較簡(jiǎn)單，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部分，維護(hù)費(fèi)用省，可靠性高； 不需要同軸勵(lì)磁機(jī)，可縮短主軸長(zhǎng)度，這樣可減小基建投資； 直接用晶閘管控制轉(zhuǎn)子電壓，可獲得很快的勵(lì)磁電壓響應(yīng)速度，可近似認(rèn)為具有階躍函數(shù)那樣的響應(yīng)速度； 由發(fā)電機(jī)端取得勵(lì)磁能量，當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)機(jī)組的過(guò)電壓就低。8、 說(shuō)明低頻減載的工作原理。答：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重功率缺額時(shí)，自動(dòng)低頻減載裝置的任務(wù)是迅速斷開相應(yīng)數(shù)量的用戶負(fù)荷，使系統(tǒng)頻率在

7、不低于某一允許值的情況下，達(dá)到有功功率的平衡，以確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，防止事故的擴(kuò)大。因此是防止電力系統(tǒng)發(fā)生頻率崩潰的系統(tǒng)性事故的保護(hù)裝置。9、 說(shuō)明電力系統(tǒng)低頻振蕩產(chǎn)生的原因及電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的作用。答：原因：（1）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器按電壓偏差比例調(diào)節(jié)；（2）勵(lì)磁控制系統(tǒng)具有慣性；作用：采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器去產(chǎn)生正阻尼轉(zhuǎn)矩以抵消勵(lì)磁控制系統(tǒng)引起的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩。10、 給出常用有功功率、無(wú)功功率的二表法和三表法的計(jì)算公式。答：二表法： 三表法： 在上述功率計(jì)算中所用的電壓、電流均為有效值。11、 畫出自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)靜止可控整流器勵(lì)磁系統(tǒng)和自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)的原理接線圖，并說(shuō)明其差別。答： 差別

8、：自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)靜止可控整流器勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)電機(jī)G的勵(lì)磁電流由交流勵(lì)磁機(jī)AE經(jīng)晶閘管整流裝置VS供給；自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)電機(jī)G的勵(lì)磁電流由交流勵(lì)磁機(jī)AE經(jīng)硅整流裝置V供給。第二種勵(lì)磁方式相比第一種其響應(yīng)速度較慢，因?yàn)樵谶@里還增加了交流勵(lì)磁機(jī)自勵(lì)回路環(huán)節(jié)，使動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度受到影響。12、 如何使發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行是避免無(wú)功電流沖擊？答：假設(shè)某一臺(tái)發(fā)電機(jī)帶有勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，與無(wú)窮大母線并聯(lián)運(yùn)行，由圖341可見，發(fā)電機(jī)無(wú)功電流從減小到，只需要將調(diào)節(jié)特性由1平移到2的位置。如果調(diào)節(jié)特性繼續(xù)向下移動(dòng)到3的位置時(shí)，則它的無(wú)功電流將減小到零，這樣機(jī)組就能夠退出運(yùn)行，不會(huì)發(fā)生無(wú)功功率的突變。13、 給出自動(dòng)

9、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的構(gòu)成環(huán)節(jié)。三、 計(jì)算題1、 某電廠有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)在公共母線上并聯(lián)運(yùn)行，1號(hào)機(jī)額定功率為25MW，2號(hào)機(jī)的額定功率為50MW。兩臺(tái)機(jī)的功率因數(shù)都為0.85。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)為0.05。若系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)使電廠無(wú)功增量為它們的總無(wú)功容量的20%，問(wèn)各機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷增量是多少，母線上的電壓波動(dòng)是多少？解： 1號(hào)機(jī)額定無(wú)功功率2號(hào)機(jī)額定無(wú)功功率因?yàn)閮膳_(tái)機(jī)的調(diào)差系數(shù)均為0.05，所以公用母線上等值機(jī)的調(diào)差系數(shù)也為0.05。母線電壓波動(dòng)各機(jī)組無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)量1號(hào)機(jī)組無(wú)功負(fù)荷增加3.10Mvar，2號(hào)機(jī)組的無(wú)功負(fù)荷增加6.2Mvar。因?yàn)檎{(diào)差系數(shù)相等，無(wú)功的波動(dòng)量與它們的容量成比例。2、 某電力系統(tǒng)中，與頻率無(wú)關(guān)的負(fù)荷占30%，與頻率一次方成比例的負(fù)荷占40%，與頻率二次方成比例的負(fù)荷占10%，與頻率三次方成比例的負(fù)荷占20%。求負(fù)荷的值，并求系統(tǒng)頻率由50HZ下降到47Hz是負(fù)荷的變化百分?jǐn)?shù)；如果總功率為3200MW，系統(tǒng)的頻率為50Hz，求負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)。解：當(dāng)f=47Hz時(shí)，由式（54）可以求出當(dāng)頻率下降到47Hz時(shí)系統(tǒng)的負(fù)荷為 則 于是 3、 某系統(tǒng)的負(fù)荷總功率為5000