電力系統(tǒng)自動化技術(shù)

第一套

一、選擇題（每小題2分，共20分）

1.當導前時間脈沖后于導前相角脈沖到來時，可判定（工

A.頻差過大B.頻差滿意條件

C.發(fā)電機頻率高于系統(tǒng)頻率D.發(fā)電機頻率低于系統(tǒng)頻率

2.線性整步電壓的周期與發(fā)電機和系統(tǒng)之間的頻率差（）。

A.無關(guān)B.有時無關(guān)

C.成正比關(guān)系D.成反比關(guān)系

3.機端直接并列運行的發(fā)電機的外特性肯定不是（）。

A.負調(diào)差特性B.正調(diào)差特性

C.無差特性I）.正調(diào)差特性和無差特性

4.可控硅勵磁裝置，當掌握電壓越大時，可控硅的掌握角a（），輸出勵磁電流（）。

A.越大越大B.越大越小C.越小越大D.越小越小

5.構(gòu)成調(diào)差單元不需要的元器件是（）。

A.測量變壓器R.電流互感器

C.電阻器D.電容器

6.通常要求調(diào)差單元能靈敏反應（工

A.發(fā)電機電壓B.勵磁電流

C.有功電流D.無功電流

7.電力系統(tǒng)有功負荷的靜態(tài)頻率特性曲線是（）。

A.單調(diào)提升的B.單調(diào)下降的

C.沒有單調(diào)性的D.水平直線

8.自動低頻減負荷裝置的動作延時一般為（）。

A.。.廣0.2秒B.0.2?（）.3秒

C.0.5~1.0秒D.1.0?1.5秒

9.并聯(lián)運行的機組，欲保持穩(wěn)定運行狀態(tài)，各機組的頻率需要（）。

A.相同B.各不相問

C.一部分相同，一部分不同D.穩(wěn)定

10.造成系統(tǒng)頻率下降的緣由是（）。

A.無功功率過剩B.無功功率不足

C.有功功率過剩D.有功功率不足

二、名詞解釋（每小題5分，共25分）

1.遠方終端

2.低頻減負荷裝置

3.整步電壓

4.準同期

5.AGC

三、填空題（每空1分，共15分）

1.低頻減負荷裝置的_________應由系統(tǒng)所允許的最低頻率下限確定。

2.在勵磁調(diào)整器中，設(shè)置__________進行發(fā)電機外特性的調(diào)差系數(shù)的調(diào)整，實際中發(fā)電

機一般采納o

3.滑差周期的大小反映發(fā)電機與系統(tǒng)之間的大小，滑差周期大表示o

4.線性整步電壓與時間具有關(guān)系，自動準同步裝置中采納的線性整步電壓通常

為。

5.微機應用于發(fā)電機自動準同步并列，可以通過直接比較鑒別頻差方向。

6.與同步發(fā)電機勵磁回路電壓建立、及必要時是其電壓的有關(guān)設(shè)施和電路

總稱為勵磁系統(tǒng)。

7.直流勵磁機共電的勵磁方式可分為和兩種勵磁方式。

8.可能造成AFL誤動作的緣由有“系統(tǒng)短路故障時造成頻率下降，突然切成機組

或、供電電源中斷時o

9.積差法實現(xiàn)電力系統(tǒng)有功功率調(diào)整時，由于,造成調(diào)頻過程緩慢。

四、簡答題（每小題5分，共15分）

1.斷路器合閘脈沖的導前時間應怎么考慮？為什么是恒定導前時間？

2.電壓時間型分段器有哪兩種功能？

3.自動按頻率減負荷裝置為什么要分級動作？

五、綜合分析題（每小題10分，共10分）

用向量圖分析發(fā)電機并列不滿意抱負準同步條件時沖擊電流的性質(zhì)和產(chǎn)生的后果？

六、計算題（共15分）

某電廠有兩臺發(fā)電機在公共母線上并聯(lián)運行，1#機組的額定功率為30WV,2#機組的額

定功率為60MW。兩臺機組的額定功率因數(shù)都是0.8,調(diào)差系數(shù)均為0.04。若系統(tǒng)無功負荷

波動，使得電廠的無功增量是總無功容量的20$,試問母線上的電壓波動是多少？各機組擔

當?shù)臒o功負荷增量是多少？

第一套答案

一、選擇題（每小題2分，共20分）

1.A2.I）3.A4.B5.1）6.D7.A8.B9.A10.I）

二、名詞解釋（每小題5分，共25分）

1.是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，安裝于變電站或發(fā)電廠內(nèi)，是電網(wǎng)調(diào)度自動化系

統(tǒng)在基層的耳目和手腳。

2.是指電力系統(tǒng)事故發(fā)生有功功率缺額時，依據(jù)頻率下降的程度，自動地斷開部分次要

負荷的裝置。

3.整步電壓是指包含同步條件信息量的電壓。

4.發(fā)電機并列合閘前已加勵磁，當發(fā)電機電壓的幅值、頻率、相位分別與并列點系統(tǒng)側(cè)

使切除的負荷量逐步接近系統(tǒng)的實際功率缺額。

五、綜合分析題(每小題10分，共10分)

答：分三種狀況分析不滿意抱負準同步條件時沖擊電流的性質(zhì)和產(chǎn)生的后果：

(1)當只存在電壓差、不存在頻率差和相位差時，相量圖如圖1所示，可見，發(fā)電機電

壓高于系統(tǒng)電壓或低于系統(tǒng)電壓，沖擊電流落后或超前發(fā)電機電壓相位90°,即沖擊電流

是無功性質(zhì)的。后果是引起發(fā)電機定子繞組發(fā)熱，在定子端部產(chǎn)生電動力，嚴峻時損壞發(fā)電

機。

(2)當只存在相位差、不存在電壓差和頻率差時，相量圖如圖2所示，可見，發(fā)電機電

壓超前系統(tǒng)電壓或滯后系統(tǒng)電壓，沖擊電流與發(fā)電機電壓接近同相或反相(合閘時相位?差很

小)，即沖擊電流是有功性質(zhì)的。后果是在發(fā)電機的機軸產(chǎn)生沖擊力矩，嚴峻時損壞發(fā)電機。

(3)當只存在頻率差、不存在電壓差時，相量圖如圖3所示，可見，頻率差造成發(fā)電機

電壓與系統(tǒng)電壓之間相位差從0°到360。周期變化，沖擊電流也將從0到最大再到0周期

變化，即沖擊電流是振蕩性質(zhì)的。后果是影響發(fā)電機進入同步的暫態(tài)過程，振蕩嚴峻時，可

能造成發(fā)電機失步，并列不勝利。

圖1

MJ

Ajk

%Us：ys

8=360(0)

圖3

六、計算題(共15分)

解：i#機的無功功率為：

QGI=PGItg61=30Xtg(arccos0.8)=22.5(Mvar)

2#機的無功功率為：

QIFPG2tg6j=60Xtg(arccosO.8)=45(Mvar)

由于兩臺機的勵磁調(diào)整器的調(diào)差系數(shù)均為0.04,所以，等值機的調(diào)差系數(shù)也為0.04,

則母線上的電壓波動為：

AUk-Kadj工AQ*＞：=()?04X0.2=-0.008

各機組擔當?shù)臒o功負荷增量為：

AQGI.=-AU./心尸-(-0.008/0.04)=0.2

A0G產(chǎn)AQGI.QG.=0.2X22.5=4.5(Mvar)

△M?二一△&/Kadj=-（-0.008/0.04）=0.2

A0（,2=AQ（；2tQC，2=0.2X45=9（Mvar）

答：母線上的電壓降低為0.8樂1#機組的無功負荷增量是4.5Mvar,2#機組的無功負

荷增晟是9Mvar。因調(diào)差系數(shù)相等，無功負荷增晟與發(fā)電機的容量成正比。

其次套

一、單項選擇題（每小題2分，共20分）

i.微機勵磁調(diào)整器便于實現(xiàn)簡單的掌握方式，這是由于其（

A.硬件簡潔牢靠B.掌握功能用軟件實現(xiàn)

C.顯示直觀D.硬件的標準化設(shè)計

2.負荷汲取的有功功率隨頻率變化的現(xiàn)象，稱為（）。

A.負荷調(diào)整效應B.負荷的暫態(tài)頻率特性

C.負荷的頻譜D.負荷的動態(tài)頻率特性

3.在抱負滅磁過程中（

A.勵磁電流加速衰減,勵磁電壓不變

B.勵磁電壓加速衰減,勵磁電流不變

C.勵磁電流勻速衰減,勵磁電壓保持為最大允許值

D.勵磁電流和電壓都勻速衰減

4.與線性悠步電壓波形的斜率大小成正比的是（）

A.頻率差B.電壓差

C.相角差D.導前時間

5.準同期裝置中，采用線性整步電壓獵取導前時間脈沖的核心電路是（）

A.積分電路B.微分電路

C.比例+積分電路D.比例+微分電路

6.電力系統(tǒng)可能消失的最大有功功率缺額Pla.max與自動低頻減負荷裝置的切除負荷總量

Pcut.max的關(guān)系為（）o

A.Pla.max>Pcut.maxB.Pla.max<Pcut.max

C.Pla.max=Pcut.maxD.不相關(guān)

7.負調(diào)差特性的發(fā)電機可以（）。

A.與負調(diào)差特性的發(fā)電機直接并聯(lián)運行

B.與無差特性的發(fā)電機直接并聯(lián)運行

C.經(jīng)升壓變壓器后并聯(lián)運行

D.與正調(diào)差特性的發(fā)電機直接并聯(lián)運行

8.并列斷路器兩側(cè)電壓矢量的電角速度之差稱為（）。

A.電壓相角差B,電壓矢量差

C.滑差周期D.滑差角頻率

9.設(shè)某臺汽輪發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)并列運行，當調(diào)整該汽輪機進汽門大小時，可轉(zhuǎn)變該發(fā)電

機組輸出的（）。

A.電壓B.頻率

C.有功功率1）.無功功率

10.在以高溫高壓火電廠為主的電力系統(tǒng)中，自動低頻減負荷裝置的末級動作頻率一般為

（）o

A.45^45.5HzB.16?46.5Hz

C.47?47.5HzD.48?48.5Hz

二、填空題（每小題2分，共10分）

I.線性整步電壓中不含準同步條件之一的信息。

2.電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動調(diào)整，最終需要借助原動機的系統(tǒng)來實現(xiàn)。

3.移相觸發(fā)單元一般由同步、移相、脈沖形成和___等環(huán)節(jié)構(gòu)成。

4.自并勵勵磁方式的起勵方式有他勵起勵和起勵兩種。

5.通常，當發(fā)電機機端電壓UG提升，勵磁調(diào)整器應使勵磁電流,以維持UG在給定

水平上。

三、名詞解釋題（每小題5分，共25分）

1.DMS

2.準同步并列

3.重合器

4.強勵

5.SCADA

四、簡答題（每小題5分，共15分）

i.簡述同步發(fā)電機的兩種并列操作方法的過程。

2.電力系統(tǒng)低頻運行有哪些危害？

3.變電所綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？

五、計算題（每小題10分，共10分）

某發(fā)電機采納自動準同步方式與系統(tǒng)并列，已知發(fā)電機與系統(tǒng)等值電抗標么值分別為

0.125、0.225,斷路器合閘時間為0.5秒，時間誤差為20%,自動準同步動作誤差時間為

恒定導前時間的10%,若整定的頻差為0.2%,試問該裝置整定的頻差是否小于允許撅差？

（設(shè)電勢Ed=1.05,允許沖擊電流為額定電流的2倍）

六、分析題（每小題10分，共20分）

i.分析勵磁調(diào)整對同步發(fā)電機的影響？

2.試畫出電力系統(tǒng)負荷靜態(tài)頻率特性曲線，并說明負荷調(diào)整效應的意義。為何負荷調(diào)整效應

系數(shù)K會因季節(jié)變化而變化？

其次套答案

一、單項選擇題（每小題2分，共20分）

1.B2.A3.C4.A5.D6.A7.C8.D9.C10.B

二、填空題（每小題2分，共10分）

1.電壓差

2.調(diào)速

3.綜合放大

4.殘壓

5.減小

三、名詞解釋題（每小題5分，共25分）

i.配電管理系統(tǒng)，包括配電自動化、配網(wǎng)掌握中心的監(jiān)視、掌握和管理功能。

2.準同步并列是指發(fā)電機頻率、電壓大小及相位與并列點系統(tǒng)側(cè)頻率、電壓大小及相位

接近相同時，將發(fā)電機斷路器合閘，完成并列操作。

3.在單相重合閘期間，當單相故障跳閘沒有重合之前，運行的非故障相與斷開的故障之

間存在靜電（通過相間電容）和電磁（通過相間互?感）的聯(lián)系，使故障點弧光通道中仍有肯

定數(shù)值的電流通過，此電流稱為潛供電流。

4.強勵是指發(fā)電機電壓猛烈降低時，由自動裝置快速將發(fā)電機勵磁電流增至最大值。

5.是電力系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)，把調(diào)度自動化系統(tǒng)中與電廠和變電站進行測量讀值、狀態(tài)信

息及掌握信號的遠距離、高牢靠性的雙向交換。

四、簡答題（每小題5分，共15分）

1.答：

準同步并列：發(fā)電機在并列合閘前已加勵磁，當發(fā)電機電壓的幅值、頻率、相位分別與

并列點系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值、頻率、相位接近相等時，將發(fā)電機斷路器合閘，完成并列操作。

自同步并列：將未加勵磁、接近同步轉(zhuǎn)速的發(fā)電機投人系統(tǒng)，隨后給發(fā)電機加上勵磁,

在原動轉(zhuǎn)矩、同步力矩作用下將發(fā)電機拉人同步，完成并列操作。

2.答：電力系統(tǒng)低頻運行的危害性：

1）頻率降低時，火電廠廠用電機械生產(chǎn)率下降，導致發(fā)電廠有功出力降低，頻率進一

步降低，嚴峻時引起系統(tǒng)頻率雪崩；

2）系統(tǒng)頻率降低引起發(fā)電機轉(zhuǎn)速降低，導致系統(tǒng)電壓'卜降，嚴峻時將系統(tǒng)電壓崩潰;

3）頻率長期運行在49?49.5Hz以下時，將破壞電廠和系統(tǒng)運行經(jīng)濟性，對某些汽輪

機造成損傷，甚至損壞；

4）頻率降低影響某些測量儀表精確性。

3.答：

（1）集中式的結(jié)構(gòu)（2）分層分布是集中組屏結(jié)構(gòu)（3）分散分布式與集中相結(jié)合的結(jié)

構(gòu)。

五、計算題（每小題10分，共10分）

解：取導前時間為QF合閘時間0.5秒

Ar=O.5x20%+0.5X10%=0.15(5)

合閘時間誤差

/=arcsin2xl.14(0.125+0.225)/1.8x1.14x2x1.05=0.375

允許合閘誤差相角

允許頻差=心/4=0375/0.15=2.50/s)

=2%￡=2x3.14x0.2%x50=0.628(1/5)

整定頻差例S"

故整定的頻差小于允許頻差。

六、分析題（每小題10分，共20分）

I.答：由于同步發(fā)電機正常運行可分為單機運行和與系統(tǒng)的并聯(lián)運行，所以以下分別

對兩種狀況進行分析。

（1）勵磁調(diào)整對單機運行同步發(fā)電機的影響。

由同步發(fā)電機的等值電路得：發(fā)電機空載電動勢S"GX”

由相量圖得到：+IGXt,sin（P

在3很小時，可近似為COsS'l,則有：CGBUGGOd

由該式可知，在勵磁電流不變的狀況下(即AEG二°),無功負荷的變化是造成機端電

壓變化的主要緣由。假如仍要保持發(fā)電機的端電壓不變，必需調(diào)整勵磁電流。因此對單獨運

行的同步發(fā)電機來說，調(diào)整發(fā)電機的勵磁電流，可以保持發(fā)電機端電壓不變。

(2)勵磁調(diào)整對與系統(tǒng)并聯(lián)運行同步發(fā)電機的影響

若問步發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)并聯(lián)運行，則發(fā)電機端電壓就是無窮大系統(tǒng)母線電壓

U型，是一個恒定值，由相量圖分析得，調(diào)整發(fā)電機的勵磁電流量時，負荷電流中的有功

重量保持不變，只有無功重量隨之變化，所以，同步發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)并聯(lián)運行時，調(diào)整

發(fā)電機的勵磁電流，可以調(diào)整發(fā)電機發(fā)出的無功功率的數(shù)值。

實際同步發(fā)電機與一般系統(tǒng)并聯(lián)運行時，由「系統(tǒng)電壓隨著負荷的波動而變化。依據(jù)前

述分析的結(jié)果，可以得出同步發(fā)電機與一般系統(tǒng)并聯(lián)運行時，調(diào)整發(fā)電機的勵磁電流時，可

以調(diào)整發(fā)電機的端電壓和發(fā)出的無功功率。

2.答：負荷的靜態(tài)頻率特性如圖4,有圖可見負荷調(diào)整效應的作用，當系統(tǒng)頻率發(fā)生變

化時，總負荷汲取的有功功率為工也隨之變化，當系統(tǒng)頻率下降時，總負荷汲取的有功功率

隨之下降；當系統(tǒng)頻率提升時，總負荷汲取的有功功率隨之提升。所以，由于負荷調(diào)整效應

的存在，當電力系統(tǒng)因功率因功率平衡破壞而引起頻率變化時，負荷自動地隨之轉(zhuǎn)變汲取的

有功功率，對系統(tǒng)頻率具有補償作用，使系統(tǒng)運行在一個新的頻率上“

圖4

負荷調(diào)整效應系數(shù)描述系統(tǒng)總負荷汲取的有功功率隨頻率變化的程度，由于不同類型負荷，

汲取的有功功率與頻率的關(guān)系不同，當負荷的組成不同時，負荷調(diào)整效應系數(shù)就會不同，而

在不同的電力系統(tǒng)、不同的季節(jié)，負荷的組成都可能存在區(qū)分，因此負荷調(diào)整效應系數(shù)可能

不同。

第三套

一、單項選擇題（每小題2分，共20分）

1.一般狀況下，電力系統(tǒng)負荷調(diào)整效應系數(shù)K的大小為i）

A.0-1B.1?3

C.3?5D.5?7

2.同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的掌握部分、用以實現(xiàn)正常及事故狀況下勵磁電流的自動調(diào)整的裝置

稱為（）。

A.復式勵磁裝置B.自動勵磁調(diào)整器

C.發(fā)電機穩(wěn)定掌握器D.發(fā)電機自動滅磁裝置

3.對同步發(fā)電機滅磁時，不能采納（）。

A,直接斷開發(fā)電機的勵磁繞組B.勵磁繞組對常數(shù)電阻的放電

C.勵磁繞組對非線性電阻的放電D.逆變滅堿

4.擔當電力系統(tǒng)頻率二次調(diào)整任務的發(fā)電廠稱為（）。

A.調(diào)頻電廠B.調(diào)峰電廠

C.調(diào)相電廠D.補償電廠

5.線性整步電壓的最大值由（）打算。

A.線性整步電壓產(chǎn)生電路的輸人發(fā)電機電壓幅值

B.線性整步電壓產(chǎn)生電珞的輸人系統(tǒng)電壓幅值

C.線性整步電壓產(chǎn)生電路的輸人發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓幅值差

D.線性整步電壓產(chǎn)生電路的電源

6.準同步三個條件中，當只是相角差條件不滿意且U.超前11?時?，合閘沖擊電流矢量滯后

UG的角度約為（：

A.0度B.90度

C.180度D.270度

7.將自動準同步裝置的加速脈沖接到調(diào)速器的減速回路中，而將減速脈沖接到調(diào)整器的加速

回路中，調(diào)頻的結(jié)果必定是（)

A.發(fā)電機頻率越來越高B.發(fā)電機頻率越來越低

C.頻差越來越大D.頻差越來越小

8.微機勵磁調(diào)整器的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在（）

A.能夠?qū)崿F(xiàn)電壓調(diào)整B.能夠?qū)崿F(xiàn)逆變滅磁

C.能夠?qū)崿F(xiàn)無功安排D.便于實現(xiàn)簡單掌握和自檢

9.采用全控橋逆變滅磁時，其輸出的直流電壓（）

A.等于零B.變成正弦溝通電壓

C.等于負值D.等于正值

10.勵磁調(diào)整器中的調(diào)差單元的輸入量是（）

A.有功功率和無功功率B.定子電壓和定子電流

C.定子電壓D.定子電流

二、填空題（每小題2分，共10分）

1.通過上下平移調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性來調(diào)頻的方法稱為調(diào)頻。

2.可作為并列操作的斷路器所在的電氣連接點被稱為。

3.抱負的準同步并列操作所產(chǎn)生的沖擊電流等于o

4.為了調(diào)整同步發(fā)電機外特性的斜率，在勵磁調(diào)整器中設(shè)置了_________單元。

5.有功負荷和無功負荷的變化都會導致同步發(fā)電機機端電壓的變化，但引起機端電壓變化的

主要因素是。

三、名詞解釋題（每小題5分，共25分）

1.四遙

2.DA

3.同期點

4.按頻率自動減負荷裝置

5.FA

四、簡答題（每小題5分，共15分）

1.電力系統(tǒng)電壓掌握的措施有哪幾類？

2.為什么準同步并列產(chǎn)生的沖擊電流??？

3.對勵磁調(diào)整器靜特性調(diào)整的基本要求是什么？

五、計算題（每小題10分，共10分）

某電力系統(tǒng)的總負荷為6400MW,消失功率缺額UOOMW,負荷調(diào)整效應系統(tǒng)為1.5。

（1）假如不實行任何措施，求系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率。

（2）假如盼望穩(wěn)定頻率為48.5Hz,求應切除多少負荷？

六、分析題（每小題10分，共20分）

1.為何要調(diào)整同步發(fā)電機外特性？怎樣調(diào)整同步發(fā)電外特性？

2.分析勵磁調(diào)整器接入正調(diào)差單元或負調(diào)差單元后，發(fā)電機外特性的變化狀況。

第三套答案

一、單項選擇題（每小題2分，共20分）

1.B2.B3.A4.A5.D6.A7.C8.D9.B10.B

二、填空題（每小題2分，共10分）

1.二次

2.同期點

3.零

4.測量比較

5.無功負荷

三、名詞解釋題（每小題5分，共25分）

1.遙測、遙信、遙控、遙調(diào)

2.配電自動化，包括饋線自動化和變電站自動化。

3.可以進行并列操作的斷路器

4.為了提高電能質(zhì)量，保證重要用戶供電的牢靠性，當系統(tǒng)中消失有功功率缺額引起頻

率下降時，依據(jù)頻率下降的程度，自動斷開一部分不重要的用戶，阻擋頻率下降，以便使頻

率快速恢復到正常值，這種裝置叫按頻率自動減負荷裝置，簡稱AFL裝置

5.饋線自動化，正常狀態(tài)下，監(jiān)視分段開關(guān)與聯(lián)絡開關(guān)的狀態(tài)和電流、電壓并進行掌握,

故障時，自動推斷和隔離故障區(qū)段，對非故障區(qū)域恢復供電。

四、簡答題（每小題5分，共15分）

1.答：

（1）發(fā)電機掌握電壓（2）掌握變壓器變比調(diào)壓（3）采用無功補償設(shè)施調(diào)壓（4）采用

串聯(lián)電容器掌握電壓。

2.答：準同步并列需要滿意肯定