電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置 試卷及答案 AB卷

PAGE裝訂線《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課程考試試卷參考答案裝訂線(A卷)一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。1、DCS系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的產(chǎn)物，整個(gè)系統(tǒng)的組成不包括【B】A、上位機(jī)B、工控機(jī)C、數(shù)據(jù)采集測(cè)控站D、通信線路2、電力系統(tǒng)運(yùn)行中的主要并列方式為【C】A、自同期

B、非同期 C、準(zhǔn)同期 D、同周期3、準(zhǔn)同步并列條件規(guī)定的允許頻率差為不超過(guò)額定頻率的

【C】A、0％—1％B、0％—5％C、0.2％—0.5％D、2％—5％4、滑差角頻率小于某一值，相當(dāng)于【B】A、脈動(dòng)電壓周期小于某一值B、脈動(dòng)電壓周期大于某一值C、頻率差大于某一值D、頻率差等于某一值5、勵(lì)磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供【B】A、交流電流B、直流電流C、交流電壓D、任何電壓6、最簡(jiǎn)單的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方式是【A】A、比例調(diào)節(jié)B、微分調(diào)節(jié)C、比例微分調(diào)節(jié)D、比例積分調(diào)節(jié)7、最大勵(lì)磁限制是為而采取的安全措施?！綝】A、防止發(fā)電機(jī)定子繞組長(zhǎng)時(shí)間欠勵(lì)磁B、防止發(fā)電機(jī)定子繞組長(zhǎng)時(shí)間過(guò)勵(lì)磁C、防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組長(zhǎng)時(shí)間欠勵(lì)磁D、防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組長(zhǎng)時(shí)間過(guò)勵(lì)磁8、電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)組在調(diào)速器的工作情況下是電網(wǎng)的【B】A、功率特性B、一次調(diào)頻頻率特性C、二次調(diào)頻頻率特性D、調(diào)節(jié)特性9、電力系統(tǒng)的頻率和有功功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要的組成環(huán)節(jié)不包括【A】A、電容器B、調(diào)速器C、發(fā)電機(jī)組D、電網(wǎng)10、自動(dòng)低頻減載裝置是用來(lái)解決事故的重要措施之一。【D】A、少量無(wú)功功率缺額B、少量有功功率缺額C、嚴(yán)重?zé)o功功率缺額D、嚴(yán)重有功功率缺額填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空白處寫出正確答案。1、集散系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)由若干個(gè)數(shù)據(jù)采集測(cè)控站和上位機(jī)及通信線路組成。采樣定理指出采樣頻率必須大于原模擬信號(hào)頻譜中最高頻率的兩倍，則模擬信號(hào)可由采樣信號(hào)唯一表示。3、自動(dòng)并列裝置中頻率差測(cè)量部分判別和間頻率差值大小，作為是否需要調(diào)速的依據(jù)。發(fā)電機(jī)的出口斷路器、發(fā)電機(jī)變壓器組接線的高壓斷路器都是同期點(diǎn)。同步發(fā)電機(jī)在空載額定電壓情況下，當(dāng)電壓給定階躍響應(yīng)為±10%時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓超調(diào)量應(yīng)不大于階躍量的50%。勵(lì)磁電壓上升速度定義為：在強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)，從開始至0.5s內(nèi)勵(lì)磁電壓的平均上升速度。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)包括勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)組要部分組成。頻率低于45HzHz時(shí)，就有“電壓崩潰”的危險(xiǎn)。在實(shí)行解列操作時(shí)，必須注意功率平衡問(wèn)題。10、電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及向調(diào)度中心的集中這一綜合技術(shù)系統(tǒng)稱為遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。三、問(wèn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的首要任務(wù)是什么？答：電力系統(tǒng)運(yùn)行的主要參數(shù)是連續(xù)的模擬量，而計(jì)算機(jī)內(nèi)部參與運(yùn)算的信號(hào)是離散的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)（3分），所以，電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的首要任務(wù)是將連續(xù)的模擬信號(hào)采集并轉(zhuǎn)化成離散的數(shù)字信號(hào)后進(jìn)入計(jì)算機(jī)，即數(shù)據(jù)采集和模擬信號(hào)的數(shù)字化（3分）。2、同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期并列的理想條件是什么？答：待并發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)相序相同（1.5分）；待并發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)頻率相同（1.5分）；待并發(fā)電機(jī)電壓和并列點(diǎn)的系統(tǒng)側(cè)電壓相等（1.5分）；④待并發(fā)電機(jī)電壓和并列點(diǎn)的系統(tǒng)側(cè)電壓相位角相等（1.5分）。3、同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期并列時(shí)，不滿足并列條件會(huì)產(chǎn)生什么后果？為什么？答：發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列時(shí)，如果不滿足并列條件，將產(chǎn)生沖擊電流，并引起發(fā)電機(jī)振蕩，嚴(yán)重時(shí)，沖擊電流產(chǎn)生的電動(dòng)力會(huì)損壞發(fā)電機(jī)，振蕩使發(fā)電機(jī)失步，甚至并列失?。?分）。原因：通過(guò)相量圖分析可知，并列瞬間存在電壓差，將產(chǎn)生無(wú)功沖擊電流，引起發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)熱，或定子繞組端部在電動(dòng)力作用下受損；并列瞬間存在相位差，將產(chǎn)生有功沖擊電流，在發(fā)電機(jī)軸上產(chǎn)生沖擊力矩，嚴(yán)重時(shí)損壞發(fā)電機(jī)；并列瞬間存在頻率差。將產(chǎn)生振蕩的沖擊電流，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失步，造成并列不成功（3分）。4、勵(lì)磁系統(tǒng)為何要采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）?PSS的作用是什么？答：由于常規(guī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是按電壓偏差比例調(diào)節(jié)，而且勵(lì)磁控制系統(tǒng)存在慣性，因此在長(zhǎng)距離、重負(fù)荷的電力系統(tǒng)中，勵(lì)磁系統(tǒng)會(huì)減弱系統(tǒng)的阻尼能力，即降低發(fā)電機(jī)的阻尼轉(zhuǎn)矩（負(fù)阻尼效應(yīng)），使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能變壞，從而引起電力系統(tǒng)低頻振蕩。為了保證勵(lì)磁控制系統(tǒng)維持電壓穩(wěn)定的基本功能，又能消除負(fù)阻尼效應(yīng)，提高電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，勵(lì)磁系統(tǒng)常采用PSS來(lái)達(dá)到這一目的。（4分）PSS的作用是產(chǎn)生正阻尼轉(zhuǎn)矩，抵消勵(lì)磁控制系統(tǒng)引起的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩，提高電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。（2分）5、電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻的任務(wù)是什么？對(duì)調(diào)頻系統(tǒng)有哪些要求？答：電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻的任務(wù)主要是對(duì)系統(tǒng)的頻率進(jìn)行監(jiān)視和控制，及時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)組的出力，使系統(tǒng)的有功功率達(dá)到新的平衡，保證系統(tǒng)頻率在規(guī)定范圍內(nèi)。此外，在滿足頻率質(zhì)量的前提下，還要考慮如何使發(fā)電成本最小，即按經(jīng)濟(jì)原則在電廠和機(jī)組間分配有功負(fù)荷，以達(dá)到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（4分）。調(diào)頻系統(tǒng)應(yīng)有足夠的調(diào)整容量、調(diào)整精度和調(diào)整速度（2分）。四、計(jì)算分析題（本大題共2小題，每小題15分，共30分）1、某電廠有三臺(tái)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，1號(hào)機(jī)組的額定有功功率為25MW，2號(hào)機(jī)組的額定有功功率為35MW，3號(hào)機(jī)組的額定有功功率為50MW，三臺(tái)機(jī)組的額定功率因數(shù)分別為0.85、0.88、0.9，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)分別為0.04、0.06、0.05，若系統(tǒng)無(wú)功功率增量為其總額定無(wú)功功率的20%，問(wèn)：（1）各機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷增量為多少？（2）母線的電壓波動(dòng)量是多少？（3）對(duì)發(fā)電機(jī)承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷的增量跟調(diào)差系數(shù)的關(guān)系作出分析。解：1號(hào)機(jī)組額定無(wú)功功率為2號(hào)機(jī)組額定無(wú)功功率為3號(hào)機(jī)組額定無(wú)功功率為（1分）（2分）等值調(diào)差系數(shù)（2分）母線電壓變化值（1分）所以各個(gè)機(jī)組的無(wú)功增量（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1）1號(hào)機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷增量為3.83Mvar，2號(hào)機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷增量為3.11Mvar，3號(hào)機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷增量為4.79Mvar（2）母線電壓波動(dòng)降低0.00988(3)當(dāng)發(fā)電機(jī)在公共母線上并列運(yùn)行時(shí)，若無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)，機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷的增量跟調(diào)差系數(shù)成反比，即調(diào)差系數(shù)小的機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功功率的增量標(biāo)幺值大（3分）。2、某電力系統(tǒng)有4臺(tái)額定出力為125MW的發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行，各機(jī)組的調(diào)差系數(shù)均為5%，系統(tǒng)總負(fù)荷為400MW，求當(dāng)負(fù)荷增加50MW時(shí)，在機(jī)組按平均分配負(fù)荷方式，頻率下降的數(shù)值是多少？2臺(tái)機(jī)滿負(fù)荷，2臺(tái)機(jī)為25MW的情況下頻率下降的數(shù)值是多少？（假設(shè)不考慮負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)，即頻率變化時(shí)，負(fù)荷不變。）并對(duì)計(jì)算結(jié)果加以分析。解：（1）機(jī)組按平均分配負(fù)荷方式等值調(diào)差系數(shù)為（2分）由（2分）可得（3分）（2）2臺(tái)機(jī)滿負(fù)荷，2臺(tái)機(jī)可調(diào)等值調(diào)差系數(shù)為（2分）（3分）計(jì)算中的負(fù)號(hào)表示頻率為下降。通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，在系統(tǒng)負(fù)荷及發(fā)電機(jī)容量不變時(shí)，負(fù)荷分配的發(fā)電機(jī)數(shù)量越少，頻率的下降越大。（3分）裝訂線《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課程考試試卷參考答案裝訂線(B卷)一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。交流采樣的電量計(jì)算不包括【A】A、電阻、電抗計(jì)算B、電壓、電流量計(jì)算C、有功功率、無(wú)功功率計(jì)算D、功角的計(jì)算2、準(zhǔn)同步并列條件規(guī)定的允許相角差為不超過(guò)

【C】A、B、C、D、3、滑差角頻率小于某一值，相當(dāng)于【B】A脈動(dòng)電壓周期小于某一值B、頻率差小于某一值C、頻率差大于某一值D、頻率差等于某一值4、按提前量的不同，準(zhǔn)同期并列裝置可分為恒定越前時(shí)間和【D】A、恒定越前功率B、恒定越前頻率C、恒定越前電壓D、恒定越前相角勵(lì)磁頂值電壓是勵(lì)磁功率單元在強(qiáng)勵(lì)時(shí)可能提供的最高電壓，該值與額定勵(lì)磁電壓之比稱為強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，其值一般為【B】A、1—1.5B、1.5—2

C、2—2.5

D、2.6—36、在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中，綜合放大單元的輸出電壓Uc所控制的是【C】A、調(diào)差單元B、測(cè)量比較單元C、移相觸發(fā)單元D、檢測(cè)單元7、只能在10萬(wàn)千瓦以下小容量機(jī)組中采用的勵(lì)磁系統(tǒng)是【B】A、靜止勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)B、直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)C、交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)D、發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)8、調(diào)速器通常分為機(jī)械液壓調(diào)速器和【C】A、電子液壓調(diào)速器B、電機(jī)液壓調(diào)速器C、電氣液壓調(diào)速器D、電瓶液壓調(diào)速器負(fù)荷的變化必將導(dǎo)致電力系統(tǒng)頻率的變化，由于電力系統(tǒng)本身是一個(gè)慣性系統(tǒng)，所以對(duì)頻率的變化沒(méi)有影響的是負(fù)荷變動(dòng)的【A】A、第一種分量B、第二種分量C、第三種分量D、第四種分量10、防止自動(dòng)低頻減載裝置誤動(dòng)作的措施有【D】A、采用自動(dòng)重合閘B、引入電壓過(guò)低閉鎖C、引入頻率急劇變化率閉鎖D、以上全部填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空白處寫出正確答案。1、采樣定理是采樣過(guò)程中所遵循的基本定律。整個(gè)A/D轉(zhuǎn)化過(guò)程包括采樣、量化和編碼。自動(dòng)并列裝置中頻率差控制任務(wù)由頻率差測(cè)量和調(diào)節(jié)量控制兩部分組成。雙繞組變壓器常用低壓側(cè)斷路器作為同期點(diǎn)。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)突然零起升壓時(shí)，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)保證其端電壓超調(diào)量不得超過(guò)額定電壓定值的15%，調(diào)節(jié)時(shí)間不應(yīng)大于10s，電壓擺動(dòng)次數(shù)不超過(guò)3次。勵(lì)磁電壓上升速度定義為：在強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)，從開始至0.5s內(nèi)勵(lì)磁電壓的平均上升速度。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障，在繼電保護(hù)動(dòng)作使發(fā)電機(jī)跳閘的同時(shí)，應(yīng)快速滅磁?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)中，調(diào)度中心應(yīng)用SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合自動(dòng)調(diào)頻。自動(dòng)低頻減載裝置一般應(yīng)根據(jù)最不利的運(yùn)行方式下發(fā)生事故時(shí)，實(shí)際可能發(fā)生的最大功率缺額來(lái)考慮。10、微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)由遠(yuǎn)方終端、主站端及通道三部分組成。三、問(wèn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）1、A/D采樣過(guò)程為何要求有采樣/保持器？答：A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保持被轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)為不變值（3分），以確保模擬量轉(zhuǎn)換的數(shù)字量為單值對(duì)應(yīng)關(guān)系。采樣/保持器電路能達(dá)到這一要求（3分）。2、什么是滑差角頻率、滑差頻率、滑差周期？它們之間有什么關(guān)系？答：滑差角頻率是并列斷路器兩側(cè)發(fā)電機(jī)電壓角頻率與系統(tǒng)電壓角頻率之差，用表示（1分）；滑差頻率是并列斷路器兩側(cè)發(fā)電機(jī)電壓頻率與系統(tǒng)電壓頻率之差，用表示（1分）；滑差周期是并列斷路器兩側(cè)發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓之間相角差變化360°所用的時(shí)間，用表示（2分）。關(guān)系：（1分）（1分）3、同步發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，且保持輸出有功恒定，當(dāng)改變勵(lì)磁電流時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)輸出無(wú)功功率的影響是什么？其依據(jù)（方程、表達(dá)式）是什么？答：由于發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率只受調(diào)速器的控制，與勵(lì)磁電流大小無(wú)關(guān)，故無(wú)論勵(lì)磁電流如何變化，發(fā)電機(jī)的有功功率P均為常數(shù)（2分），即P=UGIGcosφ=常數(shù)（1分）＝常數(shù)（1分）由于UG=常數(shù),故IGcosφ=常數(shù)，EGsinδ=常數(shù)（1分）所以勵(lì)磁電流改變時(shí)，改變了發(fā)電機(jī)發(fā)出的無(wú)功功率和功率角δ的大?。?分）。4、對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器靜態(tài)特性調(diào)整的基本要求是什么？答：⑴保證并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組間無(wú)功功率的合理分配（3分）；⑵保證發(fā)電機(jī)在投入和退出運(yùn)行時(shí)，能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移無(wú)功負(fù)荷，而不致發(fā)生無(wú)功功率的沖擊（3分）。5、什么是電力系統(tǒng)集中式聯(lián)合調(diào)頻？集中式聯(lián)合調(diào)頻有何優(yōu)點(diǎn)？答：集中式聯(lián)合調(diào)頻是從全系統(tǒng)的角度確定各調(diào)頻機(jī)組的調(diào)節(jié)量，其主要過(guò)程是：將系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)組的實(shí)發(fā)功率、系統(tǒng)各線路潮流、各節(jié)點(diǎn)電壓等由各廠站端的遠(yuǎn)動(dòng)裝置送到調(diào)度中心，形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，調(diào)度中心計(jì)算機(jī)的相關(guān)軟件按預(yù)定的數(shù)學(xué)模型和調(diào)節(jié)準(zhǔn)則確定各調(diào)頻電廠或調(diào)頻機(jī)組的調(diào)節(jié)量，并通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道把調(diào)節(jié)指令發(fā)送到各廠站調(diào)頻機(jī)組的控制器，使各調(diào)頻機(jī)組按指令執(zhí)行有功功率的調(diào)節(jié)（4分）。其優(yōu)點(diǎn)是：維持系統(tǒng)頻率為額定值，保證電能質(zhì)量，易于實(shí)現(xiàn)綜合優(yōu)化控制，使系統(tǒng)的潮流分布符合經(jīng)濟(jì)、安全等原則（2分）。四、計(jì)算分析題（本大題共2小題，每1小題15分，共30分）1、某電力系統(tǒng)中，一半機(jī)組已帶滿負(fù)荷，其余25%為火電廠，有10%備用容量，其機(jī)組調(diào)速器的調(diào)差系數(shù)為0.05；25%為水電廠，有20%的備用容量，其調(diào)速器的調(diào)差系數(shù)為0.04。系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)系數(shù)，求功率缺額為5%時(shí)的穩(wěn)定頻率；當(dāng)火電廠的旋轉(zhuǎn)備用用量已全部利用，水電廠的備用容量已由20%降至10%時(shí)，求功率缺額為10%的穩(wěn)定頻率并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。解：