電力系統(tǒng)自動裝置 試卷及答案 AB卷

PAGE裝訂線《電力系統(tǒng)自動裝置》課程考試試卷參考答案裝訂線(A卷)一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。1、DCS系統(tǒng)是計算機網(wǎng)絡技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的產(chǎn)物，整個系統(tǒng)的組成不包括【B】A、上位機B、工控機C、數(shù)據(jù)采集測控站D、通信線路2、電力系統(tǒng)運行中的主要并列方式為【C】A、自同期

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

【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，相當于【B】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、頻率差大于某一值D、頻率差等于某一值5、勵磁功率單元向同步發(fā)電機轉(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、最簡單的勵磁調(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、最大勵磁限制是為而采取的安全措施?！綝】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(zhuǎn)子繞組長時間欠勵磁D、防止發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組長時間過勵磁8、電網(wǎng)中發(fā)電機組在調(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)電機組D、電網(wǎng)10、自動低頻減載裝置是用來解決事故的重要措施之一?！綝】A、少量無功功率缺額B、少量有功功率缺額C、嚴重無功功率缺額D、嚴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）請在每小題的空白處寫出正確答案。1、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。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、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(diào)速的依據(jù)。發(fā)電機的出口斷路器、發(fā)電機變壓器組接線的高壓斷路器都是同期點。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(diào)量應不大于階躍量的50%。勵磁電壓上升速度定義為：在強行勵磁時，從開始至0.5s內(nèi)勵磁電壓的平均上升速度。同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)包括勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個組要部分組成。頻率低于45HzHz時，就有“電壓崩潰”的危險。在實行解列操作時，必須注意功率平衡問題。10、電力系統(tǒng)的實時數(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)稱為遠動系統(tǒng)。三、問答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）電力系統(tǒng)自動裝置的首要任務是什么？答：電力系統(tǒng)運行的主要參數(shù)是連續(xù)的模擬量，而計算機內(nèi)部參與運算的信號是離散的二進制數(shù)字信號（3分），所以，電力系統(tǒng)自動裝置的首要任務是將連續(xù)的模擬信號采集并轉(zhuǎn)化成離散的數(shù)字信號后進入計算機，即數(shù)據(jù)采集和模擬信號的數(shù)字化（3分）。2、同步發(fā)電機自動準同期并列的理想條件是什么？答：待并發(fā)電機和系統(tǒng)相序相同（1.5分）；待并發(fā)電機和系統(tǒng)頻率相同（1.5分）；待并發(fā)電機電壓和并列點的系統(tǒng)側(cè)電壓相等（1.5分）；④待并發(fā)電機電壓和并列點的系統(tǒng)側(cè)電壓相位角相等（1.5分）。3、同步發(fā)電機自動準同期并列時，不滿足并列條件會產(chǎn)生什么后果？為什么？答：發(fā)電機準同期并列時，如果不滿足并列條件，將產(chǎn)生沖擊電流，并引起發(fā)電機振蕩，嚴重時，沖擊電流產(chǎn)生的電動力會損壞發(fā)電機，振蕩使發(fā)電機失步，甚至并列失敗（3分）。原因：通過相量圖分析可知，并列瞬間存在電壓差，將產(chǎn)生無功沖擊電流，引起發(fā)電機定子繞組發(fā)熱，或定子繞組端部在電動力作用下受損；并列瞬間存在相位差，將產(chǎn)生有功沖擊電流，在發(fā)電機軸上產(chǎn)生沖擊力矩，嚴重時損壞發(fā)電機；并列瞬間存在頻率差。將產(chǎn)生振蕩的沖擊電流，使發(fā)電機產(chǎn)生振動，嚴重時導致發(fā)電機失步，造成并列不成功（3分）。4、勵磁系統(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)的勵磁調(diào)節(jié)器是按電壓偏差比例調(diào)節(jié)，而且勵磁控制系統(tǒng)存在慣性，因此在長距離、重負荷的電力系統(tǒng)中，勵磁系統(tǒng)會減弱系統(tǒng)的阻尼能力，即降低發(fā)電機的阻尼轉(zhuǎn)矩（負阻尼效應），使系統(tǒng)的動態(tài)性能變壞，從而引起電力系統(tǒng)低頻振蕩。為了保證勵磁控制系統(tǒng)維持電壓穩(wěn)定的基本功能，又能消除負阻尼效應，提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性，勵磁系統(tǒng)常采用PSS來達到這一目的。（4分）PSS的作用是產(chǎn)生正阻尼轉(zhuǎn)矩，抵消勵磁控制系統(tǒng)引起的負阻尼轉(zhuǎn)矩，提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。（2分）5、電力系統(tǒng)自動調(diào)頻的任務是什么？對調(diào)頻系統(tǒng)有哪些要求？答：電力系統(tǒng)自動調(diào)頻的任務主要是對系統(tǒng)的頻率進行監(jiān)視和控制，及時調(diào)整發(fā)電機組的出力，使系統(tǒng)的有功功率達到新的平衡，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)濟原則在電廠和機組間分配有功負荷，以達到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行（4分）。調(diào)頻系統(tǒng)應有足夠的調(diào)整容量、調(diào)整精度和調(diào)整速度（2分）。四、計算分析題（本大題共2小題，每小題15分，共30分）1、某電廠有三臺發(fā)電機組并聯(lián)運行，1號機組的額定有功功率為25MW，2號機組的額定有功功率為35MW，3號機組的額定有功功率為50MW，三臺機組的額定功率因數(shù)分別為0.85、0.88、0.9，勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)分別為0.04、0.06、0.05，若系統(tǒng)無功功率增量為其總額定無功功率的20%，問：（1）各機組承擔的無功負荷增量為多少？（2）母線的電壓波動量是多少？（3）對發(fā)電機承擔的無功負荷的增量跟調(diào)差系數(shù)的關(guān)系作出分析。解：1號機組額定無功功率為2號機組額定無功功率為3號機組額定無功功率為（1分）（2分）等值調(diào)差系數(shù)（2分）母線電壓變化值（1分）所以各個機組的無功增量（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1）1號機組承擔的無功負荷增量為3.83Mvar，2號機組承擔的無功負荷增量為3.11Mvar，3號機組承擔的無功負荷增量為4.79Mvar（2）母線電壓波動降低0.00988(3)當發(fā)電機在公共母線上并列運行時，若無功負荷波動，機組承擔的無功負荷的增量跟調(diào)差系數(shù)成反比，即調(diào)差系數(shù)小的機組承擔的無功功率的增量標幺值大（3分）。2、某電力系統(tǒng)有4臺額定出力為125MW的發(fā)電機并列運行，各機組的調(diào)差系數(shù)均為5%，系統(tǒng)總負荷為400MW，求當負荷增加50MW時，在機組按平均分配負荷方式，頻率下降的數(shù)值是多少？2臺機滿負荷，2臺機為25MW的情況下頻率下降的數(shù)值是多少？（假設不考慮負荷的頻率調(diào)節(jié)效應，即頻率變化時，負荷不變。）并對計算結(jié)果加以分析。解：（1）機組按平均分配負荷方式等值調(diào)差系數(shù)為（2分）由（2分）可得（3分）（2）2臺機滿負荷，2臺機可調(diào)等值調(diào)差系數(shù)為（2分）（3分）計算中的負號表示頻率為下降。通過計算說明，在系統(tǒng)負荷及發(fā)電機容量不變時，負荷分配的發(fā)電機數(shù)量越少，頻率的下降越大。（3分）裝訂線《電力系統(tǒng)自動裝置》課程考試試卷參考答案裝訂線(B卷)一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。交流采樣的電量計算不包括【A】A、電阻、電抗計算B、電壓、電流量計算C、有功功率、無功功率計算D、功角的計算2、準同步并列條件規(guī)定的允許相角差為不超過

【C】A、B、C、D、3、滑差角頻率小于某一值，相當于【B】A脈動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，準同期并列裝置可分為恒定越前時間和【D】A、恒定越前功率B、恒定越前頻率C、恒定越前電壓D、恒定越前相角勵磁頂值電壓是勵磁功率單元在強勵時可能提供的最高電壓，該值與額定勵磁電壓之比稱為強勵倍數(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、測量比較單元C、移相觸發(fā)單元D、檢測單元7、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)8、調(diào)速器通常分為機械液壓調(diào)速器和【C】A、電子液壓調(diào)速器B、電機液壓調(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)，所以對頻率的變化沒有影響的是負荷變動的【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、防止自動低頻減載裝置誤動作的措施有【D】A、采用自動重合閘B、引入電壓過低閉鎖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）請在每小題的空白處寫出正確答案。1、采樣定理是采樣過程中所遵循的基本定律。整個A/D轉(zhuǎn)化過程包括采樣、量化和編碼。自動并列裝置中頻率差控制任務由頻率差測量和調(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。當同步發(fā)電機突然零起升壓時，自動電壓調(diào)節(jié)器應保證其端電壓超調(diào)量不得超過額定電壓定值的15%，調(diào)節(jié)時間不應大于10s，電壓擺動次數(shù)不超過3次。勵磁電壓上升速度定義為：在強行勵磁時，從開始至0.5s內(nèi)勵磁電壓的平均上升速度。當發(fā)電機內(nèi)部故障，在繼電保護動作使發(fā)電機跳閘的同時，應快速滅磁?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)中，調(diào)度中心應用SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)合自動調(diào)頻。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。10、微機遠動系統(tǒng)由遠方終端、主站端及通道三部分組成。三、問答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分）1、A/D采樣過程為何要求有采樣/保持器？答：A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時間，在此時間內(nèi)，應保持被轉(zhuǎn)換的模擬信號為不變值（3分），以確保模擬量轉(zhuǎn)換的數(shù)字量為單值對應關(guān)系。采樣/保持器電路能達到這一要求（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)電機電壓與系統(tǒng)電壓之間相角差變化360°所用的時間，用表示（2分）。關(guān)系：（1分）（1分）3、同步發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)并聯(lián)運行，且保持輸出有功恒定，當改變勵磁電流時，對發(fā)電機輸出無功功率的影響是什么？其依據(jù)（方程、表達式）是什么？答：由于發(fā)電機發(fā)出的有功功率只受調(diào)速器的控制，與勵磁電流大小無關(guān)，故無論勵磁電流如何變化，發(fā)電機的有功功率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）所以勵磁電流改變時，改變了發(fā)電機發(fā)出的無功功率和功率角δ的大?。?分）。4、對勵磁調(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)運行的發(fā)電機組間無功功率的合理分配（3分）；⑵保證發(fā)電機在投入和退出運行時，能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移無功負荷，而不致發(fā)生無功功率的沖擊（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？答：集中式聯(lián)合調(diào)頻是從全系統(tǒng)的角度確定各調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量，其主要過程是：將系統(tǒng)中各發(fā)電機組的實發(fā)功率、系統(tǒng)各線路潮流、各節(jié)點電壓等由各廠站端的遠動裝置送到調(diào)度中心，形成實時數(shù)據(jù)庫，調(diào)度中心計算機的相關(guān)軟件按預定的數(shù)學模型和調(diào)節(jié)準則確定各調(diào)頻電廠或調(diào)頻機組的調(diào)節(jié)量，并通過遠動通道把調(diào)節(jié)指令發(fā)送到各廠站調(diào)頻機組的控制器，使各調(diào)頻機組按指令執(zhí)行有功功率的調(diào)節(jié)（4分）。其優(yōu)點是：維持系統(tǒng)頻率為額定值，保證電能質(zhì)量，易于實現(xiàn)綜合優(yōu)化控制，使系統(tǒng)的潮流分布符合經(jīng)濟、安全等原則（2分）。四、計算分析題（本大題共2小題，每1小題15分，共30分）1、某電力系統(tǒng)中，一半機組已帶滿負荷，其余25%為火電廠，有10%備用容量，其機組調(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)有功負荷的頻率調(diào)節(jié)系數(shù)，求功率缺額為5%時的穩(wěn)定頻率；當火電廠的旋轉(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，求功率缺額為10%的穩(wěn)定頻率并對計算結(jié)果進行分析。解：