《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》自編習(xí)題集1

1、第一章 概論5%（4學(xué)時(shí)）1-1對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求有哪些?1-2簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要性?1-3電力系統(tǒng)自動(dòng)化包含哪些內(nèi)容?每一項(xiàng)的功能是什么?1-4用示意圖的形式描述電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及其相應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。并敘述各個(gè)狀態(tài)下系統(tǒng)相應(yīng)的調(diào)度控制，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是如何實(shí)現(xiàn)的?1-5畫(huà)出電力系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)工作模式圖，并敘述其控制原理？第二章電力系統(tǒng)頻率及有功功率的控制40%(14學(xué)時(shí))2-1電力系統(tǒng)有功功率控制的必要性有哪些?2-2電力系統(tǒng)頻率控制的必要性有哪些?2-3用原動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩特性說(shuō)明發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)行時(shí)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理？2-4用原動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩特性說(shuō)明發(fā)電機(jī)組并

2、網(wǎng)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的基本原理？2-5機(jī)械液壓調(diào)速器由哪幾部分組成?敘述各部分的調(diào)節(jié)原理,AB,AB是由哪部分怎樣調(diào)節(jié)的結(jié)果?AC BABABDFD FE 2-6什么是調(diào)速系統(tǒng)的失靈區(qū)?寫(xiě)出數(shù)學(xué)表達(dá)式.2-7敘述模擬電氣液壓調(diào)速器中電液轉(zhuǎn)換及機(jī)液隨動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理.2-8分別敘述模擬電氣液壓調(diào)速器在發(fā)電機(jī)組未并網(wǎng)和并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)原理.2-9畫(huà)出發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的功率頻率靜態(tài)特性？并推導(dǎo)發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的傳遞函數(shù).2-10作圖并說(shuō)明電力系統(tǒng)等效發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)調(diào)節(jié)特性,寫(xiě)出數(shù)學(xué)表達(dá)式.2-11作圖并說(shuō)明電力系統(tǒng)負(fù)荷的靜態(tài)頻率調(diào)節(jié)特性,寫(xiě)出數(shù)學(xué)表達(dá)式.2-12作圖并說(shuō)明電力系統(tǒng)的頻率控制的基本原理,并說(shuō)明什么

3、是頻率的一次調(diào)整? 2-13什么是頻率的二次調(diào)整?哪點(diǎn)是一次調(diào)整?哪點(diǎn)是二次調(diào)整?寫(xiě)出數(shù)學(xué)表達(dá)式.2-14調(diào)速器失靈區(qū)對(duì)頻率調(diào)整有影響嗎?2-15聯(lián)合電力系統(tǒng)頻率和有功功率控制中傳輸線功率變化的傳遞函數(shù)為Pti* (s)=eTij*1/SFi*(S)-Fj*(S) (j=1,2,n)試畫(huà)出其傳遞函數(shù)框圖.2-16有兩區(qū)域電力系統(tǒng)組成的無(wú)二次調(diào)頻的聯(lián)合系統(tǒng),求系統(tǒng)中有單位階躍負(fù)荷波動(dòng)PL1*,PL2*時(shí),穩(wěn)態(tài)頻率差變化式和聯(lián)絡(luò)線上功率變化式？2-17兩區(qū)域電力系統(tǒng)組成的無(wú)二次調(diào)頻的聯(lián)合電力系統(tǒng)如下圖,寫(xiě)出穩(wěn)態(tài)時(shí)兩區(qū)域功率平衡方程關(guān)系式 ？(R1,R2為調(diào)差系數(shù))2-18兩區(qū)域電力系統(tǒng)組成的無(wú)二次

4、調(diào)頻的聯(lián)合電力系統(tǒng)如下圖,當(dāng)PL10,PL20時(shí),求穩(wěn)態(tài)時(shí)頻率差f=？(R1,R2為調(diào)差系數(shù)) 2-19兩區(qū)域電力系統(tǒng)組成的無(wú)二次調(diào)頻的聯(lián)合電力系統(tǒng)如下圖,當(dāng)PL10,PL20時(shí),求穩(wěn)態(tài)時(shí)傳輸功率變化量Pt=？(R1,R2為調(diào)差系數(shù)) 2-20兩區(qū)域電力系統(tǒng)組成的無(wú)二次調(diào)頻的聯(lián)合電力系統(tǒng)如下圖,當(dāng)PL1=0,PL20時(shí),求穩(wěn)態(tài)時(shí)頻率差f=？穩(wěn)態(tài)時(shí)傳輸功率變化量Pt=？并說(shuō)明怎樣體現(xiàn)聯(lián)合電力系統(tǒng)的優(yōu)越性的?(R1,R2為調(diào)差系數(shù))2-21兩區(qū)域電力系統(tǒng)組成的有二次調(diào)頻的聯(lián)合電力系統(tǒng),兩區(qū)域的區(qū)域控制偏差為ACE1= Pt1*+B1f1*,ACE2=Pt2*+B2f2*,寫(xiě)出相應(yīng)的控制功率表達(dá)式,

5、調(diào)節(jié)結(jié)束時(shí)式中各量等于多少?2-22電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻方法中什么是主導(dǎo)發(fā)電機(jī)法?寫(xiě)出調(diào)節(jié)準(zhǔn)則?2-23作圖并說(shuō)明電力系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)頻方法中什么是積差調(diào)節(jié)法?寫(xiě)出調(diào)節(jié)準(zhǔn)則?2-24電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中,自動(dòng)發(fā)電控制的基本目標(biāo)是什么?哪些目標(biāo)與頻率的一次調(diào)整有關(guān)? 哪些目標(biāo)與頻率的二次調(diào)整有關(guān)?2-25電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整為何要分為一次調(diào)整和二次調(diào)整?它們有何本質(zhì)上的區(qū)別?2-26電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的目的和內(nèi)容是什么?2-27某一單區(qū)域電力系統(tǒng),系統(tǒng)總額定容量為2000MW正常運(yùn)行的負(fù)荷為1000MW,等效發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為4.8%,負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為0.5,若負(fù)荷增為20MW,求(1)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)頻率值?(

6、2)新穩(wěn)態(tài)下發(fā)電機(jī)增加的功率是多少? (3)新穩(wěn)態(tài)下負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)引起的功率變化是多少?2-28某電力系統(tǒng)只有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行向負(fù)荷供電,其中,1號(hào)機(jī)的額定功率為200MW,空載頻率51Hz, 滿(mǎn)載頻率49Hz, 2號(hào)機(jī)的額定功率為100MW,空載頻率51.5Hz, 滿(mǎn)載頻率49Hz,設(shè)該系統(tǒng)不進(jìn)行二次調(diào)頻. (1)求兩機(jī)組的調(diào)差系數(shù)? (2)當(dāng)頻率為f=fe=50Hz時(shí),求此時(shí)總負(fù)荷為多少? (3)若總負(fù)荷在(2)的基礎(chǔ)上又增加70MW,則系統(tǒng)頻率和兩機(jī)組的出力各是多少?2-29有三臺(tái)發(fā)電機(jī)在公共母線上并列運(yùn)行,1號(hào)機(jī)的額定功率為100MW,發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為5.1%。2號(hào)機(jī)的額定功率為1

7、00MW,發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為4.8%。3號(hào)機(jī)的額定功率為200MW,發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為4.5%。若系統(tǒng)有功負(fù)荷波動(dòng)使有功增加量為它們總有功容量的20%,問(wèn)1號(hào)機(jī)組承擔(dān)的有功負(fù)荷增量是多少?系統(tǒng)頻率變化多少？第三章電力系統(tǒng)電壓及無(wú)功功率的控制40%（14學(xué)時(shí)）3-1電力系統(tǒng)電壓控制的必要性是什么?3-2電力系統(tǒng)無(wú)功功率控制的必要性是什么?3-3對(duì)沖擊性和間歇性負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)采取哪些措施進(jìn)行限制？3-4電力系統(tǒng)中電壓的控制采用哪些方式及設(shè)備？3-5電力系統(tǒng)無(wú)功電源的最優(yōu)分布3-6無(wú)功功率負(fù)荷的最優(yōu)分布3-7同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)有哪些？3-8對(duì)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求

8、有哪些？3-9作相量圖分析，同步發(fā)電機(jī)單機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí),為什么調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流可改變發(fā)電機(jī)端電壓？3-10同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)控制無(wú)功功率分配時(shí),設(shè)同步發(fā)電機(jī)與無(wú)限大母線并聯(lián)運(yùn)行,發(fā)電機(jī)有功功率PG只受調(diào)速器控制,PG=常數(shù)。作相量圖分析,改變勵(lì)磁電流對(duì)無(wú)功調(diào)節(jié)作用？3-11從自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁所起的作用來(lái)說(shuō)明為何要提高勵(lì)磁系統(tǒng)的響應(yīng)速度？3-12作圖并說(shuō)明什么是勵(lì)磁系統(tǒng)的標(biāo)稱(chēng)響應(yīng)？寫(xiě)出計(jì)算式？3-13同步發(fā)電機(jī)有哪些勵(lì)磁方式？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？3-14畫(huà)出自勵(lì)式直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線圖，寫(xiě)出勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流表達(dá)式，并敘述其調(diào)節(jié)原理？3-15畫(huà)出它勵(lì)式直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線圖，寫(xiě)出勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電

9、流表達(dá)式，并敘述其調(diào)節(jié)原理？3-16畫(huà)出它勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線圖，并敘述其調(diào)節(jié)原理？簡(jiǎn)述這種勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)。3-17畫(huà)出自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)靜止硅整流勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線圖，并簡(jiǎn)述這種勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)。3-18畫(huà)出交流勵(lì)磁機(jī)旋轉(zhuǎn)整流勵(lì)磁系統(tǒng)（無(wú)刷系統(tǒng)）原理接線圖，并簡(jiǎn)述這種勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)。3-19畫(huà)出靜止勵(lì)磁系統(tǒng)中自并勵(lì)勵(lì)磁機(jī)原理接線圖，并簡(jiǎn)述這種勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)。3-20畫(huà)出靜止勵(lì)磁系統(tǒng)中自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁機(jī)原理接線圖，并簡(jiǎn)述這種勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)。3-21作出比例式勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性圖，并說(shuō)明其自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓的原理，寫(xiě)出的數(shù)學(xué)表達(dá)式？3-22比例式可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器由哪些單元組成？各單元的基本作用

10、是什么？3-23半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中比較整定電路如圖,作出電路輸入輸出特性,寫(xiě)出輸出電壓的表達(dá)式，并說(shuō)明發(fā)電機(jī)電壓的整定原理？3-24作出半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中由運(yùn)算放大器組成的綜合放大單元的電路圖，并作出電路輸入輸出特性,寫(xiě)出輸出電壓與輸入信號(hào)關(guān)系的表達(dá)式3-25試做出三相半控橋式整流電路圖 (1)寫(xiě)出整流電路輸入電壓和輸出平均電壓的關(guān)系表達(dá)式？(2)做出輸出直流電壓與控制角的關(guān)系曲線圖？(3)說(shuō)明續(xù)流管XL的作用？3-26說(shuō)明圖示的單穩(wěn)態(tài)移相觸發(fā)器的工作原理？并作圖說(shuō)明單穩(wěn)態(tài)移相觸發(fā)器移相的原理？作出移相觸發(fā)單元的靜態(tài)工作特性圖？3-27畫(huà)出ZTL型比例式半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性？寫(xiě)出IL

11、L=f(UG)的關(guān)系式？說(shuō)明號(hào)的意義？3-28作出發(fā)電機(jī)勵(lì)電壓調(diào)節(jié)特性的三種工作特性，并分別說(shuō)明哪條為正調(diào)差？哪條為負(fù)調(diào)差？哪條為無(wú)差特性？寫(xiě)出調(diào)差系數(shù)定義公式？ 3-29由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流IL與無(wú)功負(fù)荷電流Iq的關(guān)系曲線UG=F(IL),利用作圖法求取發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)精度特性曲線UG=F(Iq),并寫(xiě)出發(fā)電機(jī)調(diào)壓精度（）的計(jì)算公式。3-30勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中為什么設(shè)立調(diào)差單元?調(diào)差單元的作用是什么？3-31兩相式調(diào)差單元的電壓輸入和輸出關(guān)系為Ùa=Ùa|+?c·Ra, Ùb=Ùb,Ùc=Ùc?a·Ra,作出COSj =1時(shí)

12、,調(diào)差單元相量圖,并說(shuō)明調(diào)差單元輸出的電壓與有功電流關(guān)系、調(diào)差單元輸出的電壓與無(wú)功電流關(guān)系。3-32兩相式調(diào)差單元的電壓輸入和輸出關(guān)系為Ùa=Ùa|+?c·Ra, Ùb=Ùb,Ùc=Ùc?a·Ra,作出COSj =0時(shí),調(diào)差單元相量圖,并說(shuō)明調(diào)差單元輸出的電壓與有功電流關(guān)系、調(diào)差單元輸出的電壓與無(wú)功電流關(guān)系。3-33（）作圖說(shuō)明發(fā)電機(jī)無(wú)功調(diào)節(jié)特性曲線UG=F(I)有哪幾種類(lèi)型？（）作圖并說(shuō)明發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性平移的原理？（）寫(xiě)出發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性的定義的表達(dá)式？（）敘述用試驗(yàn)法求取發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性的步驟？3-34

13、有三臺(tái)發(fā)電機(jī)在公共母線上并列運(yùn)行,1號(hào)機(jī)的額定功率為250MW,勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)為0.05。2號(hào)機(jī)的額定功率為200MW,勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)為0.04。3號(hào)機(jī)的額定功率為100MW,勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)為0.04。三臺(tái)機(jī)組的額定功率因數(shù)都是0.86。若系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)使電廠無(wú)功增加量為它們總無(wú)功容量的20%,問(wèn)母線上電壓波動(dòng)是多少？各機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷增量是多少?3-35作出同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性曲線？并回答說(shuō)明什么是超調(diào)量？寫(xiě)出表達(dá)式？什么是調(diào)節(jié)時(shí)間？什么是擺動(dòng)次數(shù)？3-36畫(huà)出帶勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器的勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)框圖,并在忽略飽和情況下寫(xiě)出該系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。第四

14、章電力系統(tǒng)中斷路器的控制15%(10學(xué)時(shí)) 4-1電力系統(tǒng)中的并列分為哪幾種類(lèi)型？它們的定義各是什么？對(duì)并列的基本要求是什么？4-2什么是準(zhǔn)同期并列？準(zhǔn)同期并列的理想條件是什么?4-3在實(shí)際并列操作中,什么誤差條件下產(chǎn)生無(wú)功沖擊電流?寫(xiě)出此時(shí)無(wú)功沖擊電流的有效值計(jì)算式?什么誤差條件下產(chǎn)生有功沖擊電流? 寫(xiě)出此時(shí)有功沖擊電流的有效值計(jì)算式?4-4作圖說(shuō)明發(fā)電機(jī)組采用準(zhǔn)同期并列并網(wǎng)后被拉入同步運(yùn)行的暫態(tài)過(guò)程?分析條件為：UG=UX,=0,GX合閘瞬間,發(fā)電機(jī)的電壓超前系統(tǒng)電壓即UG>UX,且發(fā)電機(jī)的滑差角頻率大于系統(tǒng)的滑差角頻率即G>X 4-5什么是自同期并列?寫(xiě)出沖擊電流及發(fā)電機(jī)端電

15、壓的表達(dá)式？說(shuō)明自同期并列的優(yōu)缺點(diǎn)？4-6什么叫做恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期并列?“恒定越前時(shí)間”指的是什么時(shí)間？其中的合閘控制單元在什么條件下發(fā)合閘信號(hào)？合閘時(shí)為什么要使相角差等于零？4-7正弦整步電壓脈動(dòng)波形中載有哪些準(zhǔn)同期并列所需的信息?4-8自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置設(shè)置了哪幾個(gè)控制單元?各單元的作用是什么?4-9根據(jù)正弦整步電壓進(jìn)行準(zhǔn)同期并列合閘,比較按恒定越前相角原理與按恒定越前時(shí)間原理合閘時(shí)各有什么要求?4-10敘述自動(dòng)跟蹤同期并列的原理？4-11根據(jù)ZZQ-5自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置恒定越前時(shí)間形成原理，利用三角波整步電壓獲得恒定越前時(shí)間信號(hào)中,線性整步電壓U 在相角 為- 到0區(qū)間的直線方程U= ( +

16、st )/ ,檢測(cè)電平的翻轉(zhuǎn)電壓為dtUR/(R1+R),試證明:t=(R+R) C=tyq，說(shuō)明號(hào)的意義？4-12作波形圖并說(shuō)明ZZQ-5自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置中頻差檢測(cè)的原理？4-13畫(huà)出電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)頻率特性圖，分析說(shuō)明自動(dòng)低頻減負(fù)荷的基本原理？要求分析不同功率缺額下的f和切除不同負(fù)荷功率下的頻率變化情況。4-14試說(shuō)明特殊級(jí)所起的作用？特殊級(jí)動(dòng)作頻率的整定值怎樣確定？特殊級(jí)為何要帶較長(zhǎng)的時(shí)限?4-15某系統(tǒng)ZDPJ的級(jí)數(shù)、動(dòng)作頻率、斷開(kāi)功率、時(shí)限如表所示，在發(fā)電機(jī)功率保持不變的前提下，發(fā)生22%PLe的功率缺額，若ZPJ正確動(dòng)作，求系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率是多少（負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL2， PLe是額定頻

17、率下的總有功負(fù)荷）？ 級(jí)的序號(hào)動(dòng)作頻率（HZ）斷開(kāi)功率整定時(shí)限（S）12345特殊級(jí)4847.54746.546474%PLe5%PLe6%PLe7%PLe8%PLe4%PLe0.30.50.30.50.30.50.30.50.30.520304-16某系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的出力不變,負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL值不變,投入相當(dāng)于30%的負(fù)荷、切除相當(dāng)于30%的負(fù)荷的發(fā)電功率，此兩種情況下，系統(tǒng)的穩(wěn)定頻率是否相等？試說(shuō)明之 4-17電力系統(tǒng)在某一運(yùn)行方式時(shí),運(yùn)行機(jī)組的總額定容量為1200MW,此時(shí)系統(tǒng)中負(fù)荷功率為980MW,負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)為KL*=1.5,設(shè)這時(shí)發(fā)生事故,突然切除額定容量為300MW的發(fā)電機(jī)組。求

18、：（1）如不采取任何措施，事故情況下的穩(wěn)定頻率值；（2）如希望恢復(fù)頻率f=49Hz, 求接入自動(dòng)低頻減負(fù)荷裝置的功率總數(shù)。P=( Pqe-KL*f*PL)/(1-KL*f*)解：（1）Pqe=300-(1200-980)=80MWf=50 Pqe/ KL* PL=50×80/(1.5×980)=2.72HZf=50-2.72=47.28Hz(2)f*=(50-49)/50=0.02P=( Pqe-KL*f*PL)/(1-KL*f*)=(300-1200+980-1.5×0.02×980)/(1-1.5×0.02)=52.16(MW) 4-18某電廠有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)在公共母線上并列運(yùn)行,1 號(hào)機(jī)的額定功率為100MW,發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為0.04；2號(hào)機(jī)的額定率為200MW,發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為0.05；兩臺(tái)機(jī)組的額定功率因數(shù)都是0.85,若系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)使無(wú)功增加量為它們總無(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？母線電壓波動(dòng)是多少？解：1 號(hào)機(jī)的額定無(wú)功功率為：Qn1=Pn1tg1=100tg(cos-10.85)=61.97Mvar,