电力系统自动装置原理重点
合肥工业大学电力系统自动装置习题
电力系统自动装置试题 课程代码：02304 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.AAT装置的主要作用是( ) A.提高供电可靠性 B.提高供电选择性 C.改善电能质量 D.提高继电保护的灵敏度 2.当在双电源线路上装设无电压检定和同步检定重合闸时，如果线路发生瞬时性故障，线路两侧重合闸的动作顺序是( ) A.同步侧先合，无压侧后合 B.无压侧先合，同步侧后合 C.两侧同时合 D.一侧合，另一侧不合 3.在330kV~500kV线路中，一般情况下应装设( ) A.单相自动重合闸装置 B.三相自动重合闸装置 C.综合自动重合闸装置 D.单相和三相自动重合闸 4.与线性整步电压波形的斜率大小成正比的是( ) A.频率差 B.电压差 C.相角差 D.导前时间 5.准同期装置中，利用线性整步电压获取导前时间脉冲的核心电路是( ) A.积分电路 B.微分电路 C.比例+积分电路 D.比例+微分电路 6.电力系统可能出现的最大有功功率缺额Pla.max与自动低频减负荷装置的切除负荷总量Pcut.max的关系为( ) A. Pla.max>Pcut.max B. Pla.max 绪论 1、葛洲坝水电厂，输送容量达120万科kW；大亚湾核电厂单机容量达90万kW；上海外高桥火电厂装机容量320万kW，最大单机容量90万kW。我国交流输电最高电压等级达500kV。 2、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。 3、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同又分为火电厂，水电厂，核电厂 3、自动控制装置对送来的信息进行综合分析，按控制要求发出控制信息即控制指令，以实现其预定的控制目标。 3、电力系统自动监视和控制，其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。 4、发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。 5、同步发电机是转换产生电能的机械，它有两个可控输入量——动力元素和励磁电流。 6、电气设备的操作分正常操作和反事故操作。 7、发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置，是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。 8、电压和频率是电能质量的两个主要指标。 9、同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容。 10、电力系统自动装置有两种类型：自动调节装置和自动操作装置 11、计算机控制技术在电力系统自动装置中已广泛应用，有微机控制系统、集散控制系统、以及分布式控制系统等。 12、频率是电能质量的重要指标。有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式中的重要问题。 13、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置：按频率自动减载装置是电力系统在事故情况下较为典型防止系统事故的安全自动装置。 第一章 14、自动装置的首要任务是将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机，即数据采集和模拟信号的数字化。 15、自动装置的结构形式主要有三种，微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。 16、（简答）微型计算机系统的主要部件 1）传感器 2）模拟多路开关 3）采样/保持器 4）A/D转换器 5）存储器 6）通信单元 7）CPU 16、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。 17、采样/保持器一般由模拟开关、保持电容器和缓冲放大器组成 18、A/D转化器是把模拟信号转换为数字信号，影响数据采集速度和精度的主要因素之一。 19、一般把运算器和控制器合称中央处理单元（CPU）。/ 20、工业控制计算机系统一般由稳压电源、机箱和不同功能的总线模板，以及键盘等外设接口组成。 21、定时器是STD总线的独立外设，具有可编程逻辑电路、选通电路和输出信号，可完成定时、计数以及实现“看门狗”功能等。 22、键盘显示板主要有键盘输入、显示输出、打印机接口等部分。 23、路由器的功能主要起到路由、中级、数据交换等功能。 24、采样过程：对连续的模拟信号x（t），按一定的时 间间隔 S T，抽取相应的瞬时值。 25、采样周期Ts决定了采样信号的质量和数量。 26、香农采样定理指出采样频率必须大于原模拟信号 1.对备用电源自动投入装置的基本要求有哪些？ 答：（1）除正常停电操作外的其他任何原因使工作电源消失后，AAT装置都应能动作而将备用电源自动投入。 （2）AAT装置应确保在工作电源断开以后，备用电源方能投入。 （3）确保AA T装置只动作一次。 （4）当工作母线电压互感器因发生回路断线等原因，从而导致虚假的失去电源情况时，AA T装置不应动作。 （5）正常停电操作时，AAT装置不应动作。 （6）当备用电源无电压时，AAT装置不应动作。 （7）应具有将AA T装置投入或退出远行的手段。 （8）应具备反映工作母线电压互感器回路断线和AAT装置动作的信号。 2.请分别说明重合闸前加速和后加速的特点与应用范围。 答：前加速特点：前快后慢；应用范围：35KV及35KV以下由发电厂或重要变电所引出直配线路上。 后加速特点：前慢后快；应用范围：35KV以上电压等级网络中及对重要负荷供电的送电线路上。 3.自动准同步装置发合闸脉冲为什么需要导前时间？断路器合闸脉冲导前时间主要考虑什么因素？ 答：为了保证并列断路器主触头在闭合瞬间时的相角差在0°附近；导前时间应等于并列断路器的合闸时间。 4.什么是强行增磁、强行减磁？强励倍数是多少？（答案不确认对不对） 答：强行增磁就是指在电力系统发生短路事故时，使发电机电压降低到80%~85%时，从提高电力系统稳定性和继电保护动作灵敏度出发，由励磁系统迅速将发电机励磁电流增至最大值。作用：①提高电力系统的暂态稳定性②加快故障切除后的电压恢复过程③提高继电保护的动作灵敏度④改善异步发电机的启动条件。 强行减磁是当发电机突然卸载后，由于转速上升，引起发电机电压急剧升高时，由励磁系统迅速将发电机励磁电流减至最小值。作用：①发电机甩负荷时，机组过速，使发电机电压升高，可能危及发电机定子绝缘，强行减磁能迅速将电压降至空载电压②在灭磁开关跳闸时，直流励磁机甩负荷，又可能在换向器上产生过电压，通过强行减磁能够迅速降低励磁电流。 强励倍数是1.2~2倍。 电力系统自动装置参考答案 2-1 并列的允许电流值如何考虑?说明理由。 答:并列断路器合闸时,冲击电流应尽可能小,其瞬时最大值一般不 超过1~2倍的额定电流。 理由:冲击电流的电动力对发电机绕组产生影响,由于定子绕组端部的机械强度最弱,所以须特别注意对它造成的危害。由于并列操作为正常运行操作,冲击电流最大瞬时值限制在1~2倍的额定电流以下为宜。 2-2 设并列条件已满足要求,现可惜错过了合闸时机,问下次合闸时机还需要多少时间?设滑差角频率*s ω分别为21042.0-?、6102-?, 允许滑差角频率为21042.0-?,试分析最快与最慢两种情况。自动装置如何解决久等的问题? 答:ππω1002==N sN f ,ππω42.01001042.021=??=-s , ππω462102100102--?=??=s s s T ωπ 2=s T s 76.442.021==ππ,s T s 442101022=?=-π π 自动装置应该增加或减小发电机转速,使滑差角频率增大,从而 减小滑差周期,使等待时间缩短。 3-1 某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行,1号机的额定功率为25MW ,2号机的额定功率为50MW 。两台机组的额定功率因数 都是0.85。2号机励磁调节器调差系数为0.05,1号机为无差调节特性。若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的10%,问各机组承担的无功负荷增量是多少?母线上电压波动是多少?若发电厂 无功增量为它们总无功容量的60%,情况又如何?对各种情况进行讨论。 解:1号机额定无功功率())(49.1585.0arccos tan 25tan 111MVar P Q N G N G ===? 2号机额定无功功率 ())(99.3085.0arccos tan 50tan 222MVar P Q N G N G ===?若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的10%,则 ())(648.499.3049.15%10MVar Q =+?=?∑ 若1号机为无差调节特性,则系统中的负荷波动都由1号机承担,母线电压没有波动。 若发电厂无功增量为它们总无功容量的60%,则 ()MVar MVar Q 49.15)(888.2799.3049.15%60>=+?=?∑ 若仍是1号机为无差调节特性,则系统中的负荷波动都应由1号机承担,但此时系统的无功波动超过了1号机无功容量的额定值,所以此种情况无法调节。 3-4 如何在使发电机退出运行的时候避免无功电流的冲击? 1?发电机组并入电网后，应能迅速进入__________ 状态，其暂态过程 要 _________ ，以减小对电力系统的扰动。( C ) A异步运行，短B异步运行，长 C同步运行，短D同步运行，长 2. ________________________ 最大励磁限制是为而米取的安全措施。( D ) A防止发电机定子绕组长时间欠励磁B防止发电机定子绕组 长时间过励磁 C防止发电机转子绕组长时间欠励磁D防止发电机转子绕组 长时间过励磁 3. 当发电机组与电网间进行有功功率交换时，如果发电机的电压落 后电网电压，则发电机___________ 。( C ) A发出功率，发电机减速B发出功率，发电机增速 C吸收功率，发电机减速D吸收功率，发电机增速 4. 同步发电机的运行特性与它的__________________ 值的大小有关' ( D ) A转子电流B定子电流 C转速D空载电动势 5?自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为_________________< ( A ) A整步电压B脉动电压 C线性电压D并列电压 6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是____________< A静止励磁机系统B直流励磁机系统 C交流励磁机系统D发电机自并励系统 7. ____________________________________ 自动低频减载装置是用来解决 __________________________________ 事故的重要措施之一（ C ） A少量有功功率缺额B少量无功功率缺额 C严重有功功率缺额D严重无功功率缺额 8. 并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为_____________ 的冲击电流，其值与电压差成___________ 。（ B ） A有功电流分量，正比B无功电流分量，正比 C有功电流分量，反比D无功电流分量，反比 9. 由于励磁控制系统具有惯性，在远距离输电系统中会引 起 _________ 。（ D ） A进相运行B高频振荡 C欠励状态D低频振荡 10. 容量为_________ 的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。（D ） A 50MW以下 B 10万千瓦以下 C 10万兆瓦以上 D 100MW 以上 11电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的___________ 特性。（B ） A功率特性 B 一次调频频率特性 C二次调频频率特性D调节特性 绪论1、葛洲坝水电厂，输送容量达120万科kW；大亚湾核电厂单机容量达90万kW；上海外高桥火电厂装机容量320万kW，最大单机容量90万kW。我国交流输电最高电压等级达500kV。 2、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。 3、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同又分为火电厂，水电厂，核电厂 3、自动控制装置对送来的信息进行综合分析，按控制要求发出控制信息即控制指令，以实现其预定的控制目标。 3、电力系统自动监视和控制，其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。 4、发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。 5、同步发电机是转换产生电能的机械，它有两个可控输入量——动力元素和励磁电流。 6、电气设备的操作分正常操作和反事故操作。 7、发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置，是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。 8、电压和频率是电能质量的两个主要指标。 9、同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容。 10、电力系统自动装置有两种类型：自动调节装置和自动操作装置 11、计算机控制技术在电力系统自动装置中已广泛应用，有微机控制系统、集散控制系统、以及分布式控制系统等。 12、频率是电能质量的重要指标。有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式中的重要问题。 13、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置：按频率自动减载装置是电力系统在事故情况下较为典型防止系统事故的安全自动装置。 第一章 14、自动装置的首要任务是将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机，即数据采集和模拟信号的数字化。 15、自动装置的结构形式主要有三种，微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。 16、（简答）微型计算机系统的主要部件 1）传感器 2）模拟多路开关 3）采样/保持器 4）A/D转换器 5）存储器 6）通信单元 7）CPU 16、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。 17、采样/保持器一般由模拟开关、保持电容器和缓冲放大器组成 18、A/D转化器是把模拟信号转换为数字信号，影响数据采集速度和精度的主要因素之一。 19、一般把运算器和控制器合称中央处理单元（CPU）。/ 20、工业控制计算机系统一般由稳压电源、机箱和不同功能的总线模板，以及键盘等外设接口组成。 21、定时器是STD总线的独立外设，具有可编程逻辑电路、选通电路和输出信号，可完成定时、计数以及实现“看门狗”功能等。 22、键盘显示板主要有键盘输入、显示输出、打印机 精品文档 《电力系统自动控制装置原理》复习思考题 考试题型：选择、名词解释、简答题、计算题 负荷的调节效应：当频率下降时，负荷吸取的有功功率随着下降；当频率升高时，负荷吸取的有功功率随着增高。这种负荷有功功率随频率变化的现象，称为负荷调节效应。 频率调差系数：单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数。 电压调整：调节电力系统的电压，使其变化不超过规定的允许范围，以保证电力系统的稳定水平及各种电力设备和电器的安全、经济运行。 电力系统：由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。 1、电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节？ 答：①主导发电机法、②积差调频法、③分区调频法。 2、自动发电控制系统的基本任务？ 答：主要任务：①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹配； ②保持系统频率为额定值； ③控制区域联络线的交换功率与计划值相等； ④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。 3、简述发电机调节的类型及特点。电力系统调度的主要任务。 答：发电机调节的类型及特点： ①δ>0为正调差系数，其调节特性下倾，即发电机端电压随无功电流增大而降低； ②δ<0为负调差系数，其调节特性上翘，发电机端电压随无功电流增大而上升； ③δ=0称为无差特性，这时发电机端电压恒为定值。 电力系统调度的主要任务： ③保证供电质量的优良；②保证系统运行的经济性； ③保证较高的安全水平；④保证提供强有力的事故处理措施。 4、强行励磁的基本作用是什么？ 答：强行励磁的基本作用是：①有利于电力系统的稳定运行； ②有助于继电保护的正确动作； ③有助于缩短电力系统短路故障切除后母线电压的恢复时间； ④并有助于用户电动机的自起动过程。 同步发电机并列的理想条件是什么？ 答：理想条件：频率相等、电压幅值相等、相角差为零；即（f G=f X、U G=U X、δe=0）。 简述同步发电机组并列时遵循的原则。 答：①并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1~2倍的额定电流。 ②发电机并网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的 扰动。 8、简述直流励磁机励磁系统的优缺点。 答:优点：结构简单； 缺点：靠机械整流子换向，有炭刷和整流子等转动接触部件； 维护量大，造价高； 1.发电机组并入电网后，应能迅速进入状态，其暂态过程要，以减小对电力系统的扰动。（ C ） A 异步运行，短B异步运行，长 C 同步运行，短D同步运行，长 2.最大励磁限制是为而采取的安全措施。（ D ） A 防止发电机定子绕组长时间欠励磁B防止发电机定子绕组长时间过励磁 C 防止发电机转子绕组长时间欠励磁D防止发电机转子绕组长时间过励磁 3. 当发电机组与电网间进行有功功率交换时，如果发电机的电压落后电网电压，则发电机。（ C ） A 发出功率，发电机减速B发出功率，发电机增速 C 吸收功率，发电机减速D吸收功率，发电机增速 4.同步发电机的运行特性与它的值的大小有关。（ D ） A 转子电流B定子电流 C 转速D空载电动势 5.自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为。（ A ） A 整步电压B脉动电压 C 线性电压D并列电压 6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是。（ B ） A 静止励磁机系统B直流励磁机系统 C 交流励磁机系统D发电机自并励系统 7. 自动低频减载装置是用来解决事故的重要措施之一。（ C ） A 少量有功功率缺额 B 少量无功功率缺额 C 严重有功功率缺额D严重无功功率缺额 8. 并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为的冲击电流，其值与电压差成。（ B ） A有功电流分量，正比 B 无功电流分量，正比 C有功电流分量，反比D无功电流分量，反比 9.由于励磁控制系统具有惯性，在远距离输电系统中会引起。（ D ） A 进相运行B高频振荡 C 欠励状态 D 低频振荡 10.容量为的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。（ D ） A 50MW以下 B 10万千瓦以下 C 10万兆瓦以上 D 100MW以上 11电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的特性。（ B ） A 功率特性B一次调频频率特性 C 二次调频频率特性 D 调节特性 第二章同步发电机的自动并列 一、基本概念 1、并列操作：电力系统中的负荷随机变化，为保证电能质量，并满足安全和经济运行的要求，需经常将发电机投入和退出运行，把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列，这样的操作过程称为并列操作。 2、准同期并列：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。 3、自同期并列：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步，完成并列操作。 4、并列同期点：是发电机发电并网的条件。同期并列点是表示相序相同、电源频率同步、电压相同。 5、滑差、滑差频率、滑差周期：滑差：并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差；滑差频率：并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差，用fs表示；滑差周期：并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°所用的时间。 6、恒定越前相角准同期并列：在Ug和Ux两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号的叫恒定越前相角并列装置。 7、恒定越前时间准同期并列：在Ug和Ux两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号的叫恒定越前时间并列装置。 8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压：包含同步条件信息的电压；正弦整步电压：与时间具有正弦函数关系的整步电压；线性整步电压：与时间具有线性函数关系的整步电压 二、思考题 1、同步发电机并列操作应满足什么要求？为什么？ 答：同步发电机并列操作应满足的要求：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1~2倍的额定电流。（2）发电机并网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。 第一章自动装置及其数据的采集处理 一、选择题 1、我国电网的额定频率为（B）。 A.45Hz B.50Hz C.55Hz D.60Hz 2、在正弦交流电压信号中含有的信息包括（A）。 A.电压幅值、频率和相角 B.频率和相角 C.相角和电压幅值 D.电压幅值和频率 3、电力系统自动化有以下四大任务，其首要任务是（B）。 A.保证电能质量 B.提高系统运行安全性 C.提高事故处理能力 D.提高系统运行经济性 4、衡量电能质量的重要指标是（C）。 A.有功功率、无功功率 B.功率因数 C.电压、频率和波形 D.有功电度和无功电度 二、填空题 1、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。 2、电力系统由发电厂、变电所、输电网、配电和用电等设备组成，在运行中是一个有机的整体。 3、电力系统自动化就是应用计算机技术和远动通信技术对电力系统进行自动监视、控制和调度。 4、调度控制中心对所辖的电力系统进行监视和控制，其主要任务是合理地调度所属各发电厂的出力，制定运行方式，及时处理电力系统运行中所发生的问题，确保电力系统的安全经济运行。 5、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同又分为火电厂、水电厂、核电厂等不同类型的电厂。 6、电力系统自动控制大致分为：电力系统自动监视和控制、电厂动力机械自动控制、电力系统自动装置和电力安全装置。 7、电力系统自动监视和控制的主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。 8、发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设9、同步发电机是转换产生电能的机械，它有两个可控输入量—动力元素和励磁电流，其输出量为有功功率和无功功率，它们还分别于电网的频率和发电机端电压的电能质量有关。 10、电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。 11、电力系统自动装置有两种类型：自动调节装置和自动操作装 电力系统自动装置原理 级: 名: 号: 指导老师: 实验一 发电机自动准同期装置实验 、实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制装置及模拟式综合整步表的基本使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、学会观察、分析有关实验波形。 二、实验基本原理 （一）控制发电机运行的三个主要自动装置 同步发电机从静止过渡到并网发电状态，一般要经历以下几个主要阶段： （1）起动机组，使机组转速从零上升到额定转速； （2）起励建压，使机端电压从残压升到额定电压； （3）合出口断路器，将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行； 输出功率，将有功功率和无功功率输出增加到预定值。 （4） 上述过程的控制， 至少涉及 3个自动装置， 即调速器、 励磁调节器和准同期 控制器。它们分别用于调节机组转速 /功率、控制同步发电机机端电压 /无功功率 和实现无扰动合闸并网。 （二）准同期并列的基本原理 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。 准同期并列要满足以下四个条件： 发电机电压相序与系统电压相序相同； 发电机电压与并列点系统电压相等； 发电机的频率与系统的频率基本相等； 合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。 1） 2） 3） （4） 具体的准同期并列的过程如下： 先将待并发电机组先后升至额定转速和额定 电压，然后通过调整待并机组的电压和转速， 使电压幅值和频率条件满足， 再根 据“恒定越前时间原理 ”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时 机发出合闸命令， 使出口断路器合上的时候相位差尽可能小。 这种并列操作的合 闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。 自动准同期并列， 通常采用恒定越前时间原理工作， 这个越前时间可按断路 1.发电机组并入电网后，应能迅速进 入状态，其暂态过程要，以减小对电力系统的扰动。 （ C ） A 异步运行，短 B异步运行，长 C 同步运行，短 D同步运行，长 2.最大励磁限制是为而采取的安全措施。 （ D ） A 防止发电机定子绕组长时间欠励磁 B防止发电机定子绕组长时间过励磁 C 防止发电机转子绕组长时间欠励磁 D防止发电机转子绕组长时间过励磁 3. 当发电机组与电网间进行有功功率交换时，如果发电机的电压落后电网电压，则发电机。（ C ） A 发出功率，发电机减速 B发出功率，发电机增速 C 吸收功率，发电机减速 D吸收功率，发电机增速 4.同步发电机的运行特性与它的值的大小有关。 （ D ） A 转子电流 B定子电流 C 转速 D空载电动势 5.自动并列装置检测并列条件的电压人们通常成为。 （ A ） A 整步电压 B脉动电压 C 线性电压 D并列电压 6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是。（ B ） A 静止励磁机系统 B直流励磁机系统 C 交流励磁机系统 D发电机自并励系统 7. 自动低频减载装置是用来解决事故的重要措施之一。（ C ） A 少量有功功率缺额 B 少量无功功率缺额 C 严重有功功率缺额 D严重无功功率缺额 8. 并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为的冲击电流，其值与电压差成。（ B ） A有功电流分量，正比 B 无功电流分量，正比 C有功电流分量，反比 D无功电流分量，反比 9.由于励磁控制系统具有惯性，在远距离输电系统中会引 起。（ D ） A 进相运行 B高频振荡 C 欠励状态 D 低频振荡 10.容量为的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。（ D ） A 50MW以下 B 10万千瓦以下 C 10万兆瓦以上 D 100MW以上 11电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的特性。（ B ） A 功率特性 B一次调频频率特性 C 二次调频频率特性 D 调节特性 12.调差系数δ〉0时为调差系数，调节特性 为。（ A ） A 正，下倾 B负，下倾 C 正，上翘 D 负，上翘 13.发电机并列操作中，当相角差较小时，冲击电流主要 为。（ A ） A 有功电流分量 B无功电流分量 C 空载电流分量 D短路电流分量 14.调速器通常分为机械液压调速器和调速器。 （ C ） 在线考试2018年秋|电力系统自动装置|本科 一、单项选择题 1. 频率是标志电能质量的基本指标之一，同时也反映了系统（）的平衡状况。 (A) 无功功率 (B) 有功功率 (C) 电流 (D) 电压 分值：2 2. 从提高自动低频减载装置的效果出发，应该选择（）。 (A) 级差大一些，每级切除的负荷少一些 (B) 级差小一些，每级切除的负荷少一些 (C) 级差大一些，每级切除的负荷多一些 (D) 级差小一些，每级切除的负荷多一些 分值：2 3. 调峰电厂一般选择（）。 (A) 经济性能较差的火力发电厂 (B) 大容量机组的火力发电厂 (C) 核电厂 (D) 丰水期的水电厂 分值：2 完全正确得分：2 4. 与频率变化无关的负荷是（）。 (A) 通风机 (B) 切削机床 (C) 白炽灯 (D) 压缩机 分值：2 5. （）是负荷静态频率特性曲线上对应额定频率点的切线的斜率。 (A) 功率因数 (B) 负荷调节效应系数 (C) 调差系数 (D) 单位调节功率 分值：2 6. 同步发电机电压一无功电流外特性为正调差时（）。 (A) 若无功电流增加，则机端电压下降 (B) 若无功电流减少，则机端电压下降 (C) 若无功电流绝对值减少，则机端电压下降 (D) 若无功电流绝对值增加，则机端电压下降 分值：2 完全正确得分：2 7. 控制角α为（）度时，三相桥式全控整流电路，电阻性负载输出的电压波形处于连续和断续的临界状态。 (A) 120 (B) 60 (C) 0 (D) 30 分值：2 8. 大型发电机的自并励励磁系统采用（）。 (A) 三相桥式不可控整流电路 (B) 三相桥式全控整流电路 (C) 三相桥式半控整流电路 (D) 单相桥式全控整流电路 分值：2 9. 负荷增大时，并网运行的发电机台数将（）。 (A) 增多 (B) 不变 (C) 减小 (D) 不确定 分值：2 完全正确得分：2 10. 为了提高供电的可靠性和电能质量，电力系统中的发电机通常都采用（）运行。 (A) 串并联 第二章同步发电机的自动并列 1】同步发电机并列操作应满足什么要求？为什么？ 答：同步发电机并列操作应满足的要求：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1~2倍的额定电流。（2）发电机并网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。因为：(1)并列瞬间，如果发电机的冲击电流大，甚至超过允许值，所产生的电动力可能损坏发电机，并且，冲击电流通过其他电气设备，还合使其他电气设备受损；(2)并列后，当发电机在非同步的暂态过程时，发电机处于振荡状态，遭受振荡冲击，如果发电机长时间不能进入同步运行，可能导致失步，并列不成功。 2】什么是同步发电机自动准同期并列？有什么特点？适用什么场合？为什么？ 答：调节发电机的电压Ug，使Ug与母线电压Ux相等，满足条件后进行合闸的过程。特点：并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低；但并列操作过程中需要对发电机电压、频率进行调整，并列时间较长且操作复杂。 适用场合：由于准同步并列冲击电流小，不会引起系统电压降低，所以适用于正常情况下发电机的并列，是发电机的主要并列方式，但因为并列时间较长且操作复杂，故不适用紧急情况的发电机并列。 3】什么是同步发电机自同期并列？有什么特点？适用什么场合？为什么？ 答：是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近电网频率，滑差角频率不超过允许值，且在机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上断路器QF，接着合上励磁开关开关SE，给转子加励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，又电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。 特点：并列过程中不存在调整发电机电压、频率问题，并列时间短且操作简单，在系统频率和电压降低的情况下，仍有可能实现发电机的并列；容易实现自动化；但并列发电机未经励磁，并列时会从系统吸收无功，造成系统电压下降，同时产生很大的冲击电流。 适用场合：由于自同步并列的并列时间短且操作简单，在系统频率和电压降低的情况下，仍有可能实现发电机的并列，并容易实现自动化，所以适用于在电力系统故障情况下，有些发电机的紧急并列。 4】同步发电机自动准同期并列的理想条件是什么？实际条件是什么？ 答：理想条件：频率相等，电压幅值相等，相角差为零。 实际条件：①电压差不应超过额定电压的5％～10％；②频率差不应超过额定频率的0.2％～0.5％；③在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电压的相位差应接近零，误差不应大于5°。 5】在自动并列装置中，三个条件的检测？ 答：频率差的检测：（1）数字并列装置：直接测得机端电压和电网频率求出f?、 f t ??? 进行判断。（2）模拟并列装置：比较恒定越前时间电平检测器和恒定越前相角电平检测器动 作次序来实现f?检测；恒定相角先于恒定时间动作时滑差小于允许值，符合并列条件。 电压差的检测：直接读入U G和U X值，然后作计算比较：采用传感器把交流电压方均根值转换成低电平直流电压，然后计算两电压间的差值，判断其是否超过该定限值，并获得待并发电机组电压高于或低于电网电压的信息； 直接比较U G和U X的幅值大小，然后读入比较结果。待并发电机电压U G和电网电压U X分别经变压器和整流桥后，在两电阻上得到与U G、U X幅值成比例的电压值U‘G和U’X，取U AB=U’X-U ‘ G，用整流桥得检测电压差的绝对值∣△U AB∣，电压差测量输出端的电位为U D=∣△U AB∣-U set，其中U set为允许电压差的整定电压值，当U D为正时，表明电压差超过并列条件的允许值。 相角差的检测：把电压互感器二次侧U X、U G的交流电压信号转换成同频、同相的两个方波，把这两个方波信号接到异或门，当两个方波输入电平不同时，异或门的输出为高电平，用于 控制可编程定时计数器的计数时间，其计数值N即与两波形间的相角差 e δ相对应。CPU可读取矩形波的宽度N值，求得两电压间相角差的变化轨迹。 1、与正弦整步电压最小值所对应的相角差定等于() A、0度 B、90度 C、180度 D、270度 正确答案:A 2、与正弦整步电压最小值所对应的相角差一定等于() A、0 B、1 C、-1 D、2 正确答案:A 3、调差系数δ>0时为()调差系数 A、正,下倾 B、负,下倾 C、正,上翘 D、负,上翘 正确答案:A 4、发电机并列操作中,当相角差较小时,冲击电流主要为() A、有功电流分量 B、无功电流分量 C、空载电流分量 D、短路电流分量 正确答案:A 5、准同步并列条件规定的允许电压差为不超过额定电压的() A、0%-5% B、5%-10% 正确答案:B 6、电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的()特性。 A、功率特性 B、一次调频频率特性 C、二次调频频率特性 D、调节特性 正确答案:B 7、能够有效地提高系统稳定的功率极限的装置有（） A、调速器 B、变压器 C、继保装置 D、励磁调节器 正确答案:B 8、最简单的励磁调节器的调节方式是() A、微分调节 B、比例调节 C、比例微分调节 D、比例积分调节 正确答案：B 9、当发电机组与电网间进行有功功率交换时，如果发电机的电压落后电网电压，则发电机（） A.发出功率,发电机减速 B、发出功率,发电机增速 C、吸收功率,发电机减速 D、吸收功率,发电机增速 正确答案:C 10、我国电力系统220KV线路的故障类型中,有接近90%的故障是() A、三相短路 B、两相短路 C、单相接地短路 D、两相接地短路 正确答案:C 11、为防止断路器多次重合于永久性故障,重合闸装置接线中设置了() A、方向继电器 B、差动继电器 C、防跳继电器 D、阻抗继电器 正确答案:C 12、单侧电源线路的自动重合闸的主要特点是() A、存在同步问题 B、能存在可能不存在同步问题 电力系统自动装置原理附录思考题答案 第一部分 自动装置及其数据的采集处理 1-1．采用式1-13对电流进行分解，0a 、n a 、n b 的物理意义分别是什么？ 【答案提示】 0a ：直流分量；n a ：n 次谐波分量的实部；n b ：n 次谐波分量的虚部。 1-2．采样的前期处理讨论： 【答案提示】 如果正态分布均匀，那么采用4只电阻串联采样的方式要比采用一只电阻采样的精确度高； 是用算术平均法进行滤波有两种方式， 其一：10 ~10 21a a a a +++= ； 其二：2~211a a a +=，2~~312a a a +=，2~~423a a a += (2) ~~108a a a +=。 第二种方法只占有3个内存变量，每一次计算结果覆盖了前一次的采样数据，节省内存，另外，第二种方法滤波后的权重比例合理，10a 占权重为50%，更加接近采样的后期，因此计算机采样中经常采用。第一种方法的权重完全一样，10个采样数据各占10%，另外它需要 11个内存变量。总的来看，第二种方法的误差和实际意义都大于第一种。 第二部分 自动并列 2-1．略 2-2．略 2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为： t f cos 1.0501+=Hz ，t f 2sin 1.0502+=Hz ，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作， 设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。 第二部分 自动并列 2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为： t f cos 1.0501+=Hz ，t f 2sin 1.0502+=Hz ，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作， 设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。 【答案提示】 合闸相角差表达式为： ?? ?-=-=-==20 1002 12sin 2.0cos 2.0)(22δδδππππδe s e t t f f f 先不考虑提前量，则有： 01.02cos 1.0sin 2.0]2sin 2.0cos 2.0[0→++=+-=?πππδππδt t dt t t e e 2 5 1sin 01sin sin 1sin 21sin 212cos sin 222-= ?=--=+-+=++t t t t t t t 8078.32+=πk t 或6662.02-=πk t 8078.31=t ， 5.61692=t ，…… 考虑时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可为：3.6678秒，5.4769秒，等等。 2-4．旋转坐标系中发电机的模型方程（Park 方程）如下： 磁链方程?????+-=-=+-=f f d ad f q q q f ad d d d i x i x i x i x i x ψψψ 电压方程?????+++-=+-+-=d q d q q d d d s ri u s ri u ψψψψ )1()1( 式中符号含义：ψ — 磁链，i — 电流，u — 电压，d — 直轴，q — 交轴，f — 励磁绕 组，dt d ψψ= 。 已知：** 1 ad f x I =，5.0,1,0===q d x x r ，???====8.0sin 6.0cos δδU u U u q d ，2 22q d i i i +=。假定恒同步转速、恒励磁，求发电机并入电网后的电流暂态过程。 【答案提示】 《电力系统自动控制装置原理》复习思考题 考试题型：选择、名词解释、简答题、计算题 负荷的调节效应： 当频率下降时， 负荷吸取的有功功率随着下降；当频率升高时，负荷吸取 的有功功率随着增高。这种负荷有功功率随频率变化的现象，称为负荷调节效应。 频率调差系数： 单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数。 电压调整：调节电力系统的电压， 使其变化不超过规定的允许范围， 以保证电力系统的稳定 水平及各种电力设备和电器的安全、经济运行。 电力系统：由发电、输电、变电、配电和用电等环节组 成的电能生产与消费系统。 1、电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节？ 答： ①主导发电机法、②积差调频法、③分区调频法。 2、自动发电控制系统的基本任务？ 答：主要任务：①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹配； ②保持系统频率为额定值； ③控制区域联络线的交换功率与计划值相等； ④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。 3、简述发电机调节的类型及特点。电力系统调度的主要任务。 答：发电机调节的类型及特点： ① >0为正调差系数，其调节特性下倾，即发电机端电压随无功电流增大而降低； ②<0为负调差系数，其调节特性上翘，发电机端电压随无功电流增大而上升； ③=0称为无差特性，这时发电机端电压恒为定值。 电力系统调度的主要任务： ③保证供电质量的优良； ③保证较高的安全水平； 4、强行励磁的基本作用是什么？ 答：强行励磁的基本作用是：①有利于电力系统的稳定运行； ②有助于继电保护的正确动作； ③有助于缩短电力系统短路故障切除后母线电压的恢复时间； ④并有助于用户电动机的自起动过程。 同步发电机并列的理想条件是什么？ 答：理想条件：频率相等、电压幅值相等、相角差为零；即（ f 、U 、δ G=fX G=UX e=0）。 简述同步发电机组并列时遵循的原则。 答：①并列断路器合闸时， 冲击电流应尽可能小， 其瞬时最大值一般不超过 1~2倍的额定电 流。 ②发电机并网后， 应能迅速进入同步运行状态， 其暂态过程要短， 以减少对电力系统的 扰动。 8、简述直流励磁机励磁系统的优缺点。 答:优点：结构简单； 缺点：靠机械整流子换向，有炭刷和整流子等转动接触部 件；维护量大，造价高； ②保证系统运行的经济性；④保证提供强有力的事故处理措施。 《电力系统自动装置(Ⅰ)》第二次作业答案 一、单项选择题。本大题共20个小题，每小题 2.0 分，共40.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.我国国家标准规定电网的频率最多不超过（ B ） A.0.5Hz B.0.4Hz C.0.3Hz D.0.2Hz 2.同步发电机并列条件的根本判别标准是( C ) A.电压不变 B.频率不变 C.合闸冲击电流为零 3.准同期并列装置可分为恒定越前时间和 ( D ) A.恒定越前功率 B.恒定越前频率 C.恒定越前电压 D.恒定越前相角 4.线性整步电压( A ) A.只反映相角差 B.与电压幅值有关 C.与系统频率和电压有关 D.决定合闸电压 5.电力系统频率升高时，负荷吸收的有功功率( C ) A.不变 B.降低 C.升高 D.无法判断 6.双电源线路配置重合闸装置除满足基本要求外，还应考虑 ( D ) A.电压幅值 B.有功功率匹配 C.无功功率匹配 D.同步问题 7.励磁功率单元向同步发电机转子提供 ( A ) A.励磁电流 B.有功功率 C.系统频率 D.初始相位角 8.励磁系统提高电网暂态稳定性的条件之一是( D ) A.功率恒定 B.电压恒定 C.惯性时间长 D.惯性时间短 9.电力系统中同步发电机励磁系统的强励倍数一般为 ( B ) A.1---1.5 B. 1.6---2 C.2----2.5 D. 2.6----3 10.三峡等大型水力发电机组的励磁主要采用( C ) A.直流励磁机 B.交流励磁机 C.静止励磁 D.旋转励磁 11.大型发电机的励磁回路通常采用整流方式为( A ) A.三相桥式不可控整流 B.三相桥式半控整流 C.三相桥式全控整流 D.单相桥式不可控整流 12.小型机组的励磁调节方式一般为( B ) A.微分调节 B.比例调节 C.比例微分调节 D.比例积分调节 13.12脉波桥式整流电路的整流元件数为( B ) A. 6 B.12 C.18 D.24 14.并列断路器两侧的频率差称为( A ) A.滑差角频率 B.瞬时频率 C.实时频率 D.额定频率 15.不存在同步问题的重合闸是( D ) A.多端电源重合闸电力系统自动装置原理复习资料(完整版!)
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