电力系统自动化复习题.docx

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电力系统自动化复习题

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题分，共15分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。

1.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

2.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（C）

A.方向继电器B.差动继电器

C.防跳继电器D.阻抗继电器

3.我国电力系统220KV线路的故障类型中，有接近90%的故障是（C）

A.三相短路B.两相短路

C.单相接地短路D.两相接地短路

4.准同步并列条件规定的允许电压差为不超过额定电压的（B）

A.3%～5%B.5%～10%

C.10%～15%D.15%～20%

5.与正弦整步电压最小值所对应的相角差一定等于（A）

A.0度B.90度

C.180度D.270度

6.具有正调差特性的同步发电机，当输出的无功电流增大时，机端电压（D）

A.不变B.增大

C.以上两条都有可能D.减小

7.励磁绕组上的瞬时过电压，会（C）

A.烧坏转子铁芯B.危害系统运行的稳定性

C.危害励磁绕组绝缘D.以上三项都有

8.自动励磁调节器的强励倍数一般取（D）

A.2—B.—3

C.—D.—

9.在励磁调节器中，若电压测量采用12相桥式整流电路，则选频滤波电路的滤波频率应选为（D）Hz

A.50B.300

C.600D.1200

10.机端并联运行的各发电机组的调差特性（D）

A.可以为负B.可以为零

C.必须为零D.必须为正

第二部分非选择题

二、名词解释（本大题共7小题，每小题2分，共14分）

11.瞬时性故障

11.当故障线路由继电保护动作与电源断开后，如果故障点经过去游离，电弧熄灭，绝缘可以自动恢复，故障随即自动消除，则称此类故障为瞬时性故障（或暂时性故障）。

这时，如果重新使断路器合闸，往往能够恢复供电。

12.准同步并列

12.在同步发电机的电压幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率和相位均接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，称这种并列为准同步并列。

13.正弦整步电压

13.滑差电压经整流滤波电路处理后得到的滑差电压包络线即正弦整步电压。

14.自并励

14.由发电机机端直接经励磁变压器引出电源供给发电机自身励磁的励磁方式。

15.强励倍数

15.强励时，实际能达到的励磁最高电压UEmax与额定励磁电压的比值，称为强励倍数KHSE，即KHSE=Uemax/Uen

16.自动低频减负载装置

16.当电力系统发生有功功率缺额引起系统频率大幅度下降时，按频率下降的不同程度自动断开相应的非重要负荷，阻止频率下降，并且频率迅速恢复到某期望值，这种安全自动装置称为自动低频减负载装置。

17.电力系统经济运行

17.在满足频率质量的前提下，应使发电成本最小，按经济原则在发电厂和发电厂机组之间分配有功负荷。

三、填空题（本大题共11小题，每小题1分，共11分）

18.备用电源和备用设备自动投入装置的动作时间的确定，是以使负荷的停电时间尽可能短为原则，以减少电动机的_______时间。

19.自动重合闸与继电保护的配合方式有两种，即_______和_______。

20.将同步发电机并入电力系统参加并列运行的操作称为_______。

21.自动准同步装置发降压脉冲时，必须同时闭锁_______脉冲。

22.三相全控桥式整流电路工作在整流状态是将输入的三相交流电压转换为_______。

23.在三相全控桥工作中，定义α为控制角，β为逆变角，β与α的关系是β=_______。

24.在励磁调节器中，综合放大单元的输出电压Uc就是_______单元的控制电压。

25.同步发电机励磁自动调节的作用之一：

应在并联运行的发电机之间，合理分配_______。

26.电力系统发生有功功率缺额时，必然造成系统频率_______于额定值。

27.电力系统自动低频减负载装置一般分散安装在电力系统中相关的_______。

28.电力系统自动低频减负载装置首级动作频率一般不超过_______。

四、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）

29.双电源线路配置重合闸除满足基本要求外，还应考虑什么问题为什么

30.同步发电机准同步并列的实际条件是什么

31.对发电机强励的基本要求是什么

32.励磁调节器静特性的调整包括哪两项调节

33.简述自动低频减负荷装置的动作频率级差的一种确定原则。

五、分析题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

34.请画出三相全控桥式整流电路的接线图，哪些晶闸管为共阳极组，哪些为共阴极组

35.试分析当发电机投入或退出系统运行时，应如何调整其外特性。

六、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

36.已知：

接入某自动准同步装置的发电机电压ug=104sin（315t）伏，系统电压

usys=105sin（314t+

）伏。

（1）试画出t=0时电压矢量图；

（2）计算相角差首次等于零时的t；

（3）若整定导前时间tad=秒，计算合闸命令发出时刻的t和对应的导前角；

（4）若准同步装置、断路器等各种误差时间之和最大为秒，计算最大合闸误差角。

37.某系统负荷总量为15000MW，有功缺额600MW，负荷调节效应系数K=2，希望切除负荷后系统频率恢复到，计算应切除负荷量。

三、填空题（本大题共11小题，每小题1分，共11分）

18.自起动

19.重合闸前加速，重合闸后加速

20.并列

21.升压

22.直流电压

°-α

24.移相触发25.无功负荷26.低27.发电厂和变电所四、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）29.在双电源线路采用自动重合闸时，除了需满足基本求外，还需考虑以下问题：

（1）故障点的断电问题：

为了使重合闸动作有可能成功，要保证在两侧断路器确实都已经跳开使故障点断电后，给故障点足够的电弧熄灭和去游离时间，再进行两侧断路器的重合。

（2）同步问题：

当线路故障断路器跳开后，系统被分为两部分时，后重合侧应考虑两侧电源是否处于同步状态或是否允许非同步合闸问题。

30.并列点两侧：

（1）电压幅值差不超过额定电压的5%～10%；

（2）电压的频率差不超过额定频率的～%；

（3）电压相位差不超过5度。

31.

（1）强励顶值电压高；

（2）励磁系统响应速度快；

32.励磁调节器的静特性的调整包括调差系数调整和外特性的平移。

33.

（1）级差强调选择性：

要求AFL前一级动作之后，若不能制止频率的继续下降，后一级才能动作。

（2）级差不强调选择性：

要求减小级差，AFL前一级动作后，允许后一级或两级无选择性动作，即不注重每两级之间是否具有选择性。

五、分析题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

34.

（1）三相全控桥式整流电路接线图。

（2）VS01、VS03、VS05为共阴极组

VS02、VS04、VS06为共阳级组。

35.设系统电压为Usys，外特性曲线3与UG轴相交于Usys。

发电机投入运行时，只要使它的外特性处于3的位置，待机组并入系统后再进行向上移动特性的操作，使无功电流逐渐增加到运行要求值；

发电机退出运行时，只需将其外特性向下移动到3的位置，机组就可平稳退出运行，不会发生无功功率的突变。

六、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

二

1.同步发电机并列的理想条件表达式为：

fG=fX、UG=UX、δe=0。

2.若同步发电机并列的滑差角频率允许值为ωsy=%，则脉动电压周期为（s）。

3.谋台装有调速器的同步发电机，额定有功出力为100MW，当其有功功率增量为10MW时，系统频率上升，那么该机组调差系数的标么值为R*=。

4.同步发电机并网方式有两种：

将未加励磁电流的发电机升速至接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值时进行并网操作属于自同期并列；将发电机组加上励磁电流，在并列条件符合时进行并网操作属于准同期并列。

5.采用串联补偿电容器可以补偿输电线路末端电压，设电容器额定电压为UNC=，容量为QNC=20kVar的单相油浸纸制电容器，线路通过的最大电流为IM=120A，线路需补偿的容抗为XC=Ω，则需要并联电容器组数为m=4，串联电容器组数为n=2。

6.电力系统通信信道包括电力载波通信、光纤通信、微波中继通信和卫星通信三种。

7.电力系统通信规约可分为两类。

由主站询问各RTU，RTU接到主站询问后回答的方式属于问答式规约；由RTU循环不断地向主站传送信息的方式属于循环式规约。

8.能量管理系统中RTU的测量数据有四类，即模拟量、开关量、数字量、脉冲量。

9.常用的无功电源包括同步发电机、同步调相机、并联电容器、静止无功补偿器。

10.馈线自动化的实现方式有两类，即就地控制、远方控制。

11.同步发电机常见的励磁系统有直流励磁机、交流励磁机、静止励磁系统、，现代大型机组采用的是静止励磁系统。

12.励磁系统向同步发电机提供励磁电流形式是直流。

13.电力系统的稳定性问题分为两类，即静态稳定、暂态稳定。

14.电力系统发生有功功率缺额时，必然造成系统频率小于额定值。

15.电力系统负荷增加时，按等微增率原则分配负荷是最经济的。

16.就地控制馈线自动化依靠馈线上安装的重合器和分段器来消除瞬时性故障隔离永久性故障，不需要和控制中心通信。

17.同步发电机励磁系统由励磁调节器和励磁功率单元两部分组成。

18.AGC属于频率的二次调整，EDC属于频率的三次调整。

19.发电机自并励系统无旋转元件，也称静止励磁系统。

20.直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统通常有滑环、电刷，其可靠性不高。

21.采用积差调频法的优点是能够实现负荷在调频机组间按一定比例分配，且可以实现无差调频，其缺点是动态特性不够理想、各调频机组调频不同步，不利于利用调频容量。

22.频率调整通过有功功率控制来实现，属于集中控制；电压调整通过无功功率控制来实现，属于分散控制。

23.远方终端的任务是数据采集、数据通信、执行命令、打印显示等。

24.差错控制对错误信号进行纠正，可分奇校验和偶校验两种校验方式。

25.EMS发电计划的功能包括火电计划；水电计划；交换计划；检修计划。

26.馈线远方终端FTU的设备包括柱上开关、变电所、开闭所。

27.分区调频法负荷变动判断依据是：

对本区域负荷Δf与ΔPtie同号；对外区域负荷Δf与ΔPtie异号。

28.当同步发电机进相运行时，其有功功率和无功功率的特点是向系统输出有功功率，同时吸收无功功率。

29.自动励磁调节器的强励倍数一般取~。

30.重合器与普通断路器的区别是普通断路器只能开断电路，重合器还具有多次重合功能。

1电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节

①主导发电机法②积差调频法（或增加：

改进积差调频法）③分区调频法

2自动发电控制系统的基本任务：

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电力系统调度的主要任务：

①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远程自动抄表系统的组成部分：

①具有自动抄表功能的电能表；②抄表集中器；③抄表交换机；④中央信息处理机。

5变电所综合自动化系统的基本功能：

①监控②微机保护③电压无功综合控制④低频减负荷及备用电源自投控制⑤通信

6同步发电机励磁控制系统的基本任务：

①稳定电压。

②合理分配无功功率。

③提高同发电机并联运行稳定性。

（或增加：

④改善电力系统运行条件。

）

7远程自动抄表系统的典型方案：

①总线式抄表系统②三级网络的远程自动抄表系统③采用无线电台的远程自动抄表系统④防止窃电的远程自动抄表系统

8变电所综合自动化系统的结构形式有哪些

①集中式②分布集中式③分散与集中式相结合④分散式

9直流励磁机励磁系统的优缺点：

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；励磁系统的容量受限制；

10交流励磁机励磁系统的优缺点：

优点：

励磁系统的容量不受限制；不受电网干扰，可靠性高；无炭粉和铜末引起电机线圈污染，绝缘的寿命较长；缺点：

无法对励磁回路进行直接测量；对整流元件等的可靠性要求高

11静止励磁机励磁系统：

优点：

结构简单、可靠性高、造价低、维护量小；无励磁机，缩短机组长度，可减少电厂土建造价；直接用可控硅控制转子电压，可获很快的励磁电压响应速度；缺点：

保护配合较复杂

12简述电力系统的分区分级调度：

①国家调度机构②跨省、自治区、直辖市调度机构③省、自治区、直辖市级调度机构④省辖市级调度机构5县级调度机构

13值班前置主机的主要任务：

①与系统服务器及SCADA工作站通信②与各RTU通信，通信规约处理③切换装置的动作④设置终端服务器的参数

14强行励磁的基本作用：

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有助于缩短短路故障切除后母线电压的恢复时间；④有助于电动机的自启动过程；

2、电力系统通信规约分两类有何特点

问答式和循环式。

由主站询问各RTU，RTU接到主站询问后回答的方式属于问答式；由RTU循环不断地向主站传送信息的方式属于循环式。

4、何为差错控制有几种方式

对错误信号进行纠正即为差错控制。

奇校验：

使检测到的代码中“1”的个数为奇数。

偶校验：

使检测到的代码中“1”的个数为偶数。

6、SCADA数据库收集的数据存在哪些缺陷

1数据不齐全；2数据不精确；3受干扰时出现不良数据；4数据不合谐；

7、基带数字信号的调制方式有哪些

1数字调幅（振幅键控）；2数字调频（移频键控）；3数字调相（移相键控）；

8、AGC的基本功能有哪些

1使发电自动跟踪电力系统负荷变化2响应负荷的发电的随机变化，维持电力系统频率为额定值3在各区域间分配系统发电功率，维持区域间净交换功率为计划值4对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率5监视和调整备用容量，满足电力系统安全要求

3、变电站综合自动化有哪些优点

1简化系统，减少连接电缆，减少占地面积，降低造价2提高自动化水平，减少了维修工作量3及时掌握电网及变电站的运行情况。

4提高变电站的可控性5采用无人值班管理模式，提高劳动生产率，减少人为误操作的可能

4、微机保护的种类

1高压输电线的主保护和后备保护2馈线的保护3主变的主保护和后备保护4补偿电容的保护5母线保护6不完全接地系统的单相接地选线7故障录波

5、微机保护的优点有哪些

1实现算法灵活。

2性能稳定，可靠性高。

3设备自检和自恢复。

4运行维护工作量小，现场调试和整定

同步发电机并列时脉动电压周期为20s，则滑差角频率允许值ωsy为（%）。

同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（正弦脉动波）。

下图四个脉动电压波形，最适合并列条件的是（A）。

同步发电机励磁系统由（A）组成。

A、励磁调节器、励磁功率单元

B、同步发电机、励磁调节器

C、同步发电机、励磁功率单元

D、同步发电机、励磁调节器、励磁系统

同步发电机并列方式包括两种，即（B）。

A、半自动准同期并列和手动准同期并列

B、准同期并列和自同期并列

C、全自动准同期并列和手动准同期并列

D、全自动准同期并列和半自动准同期并列

在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU，RTU接到询问后回答的方式属于（D）。

A、主动式通信规约

B、被动式通信规约

C、循环式通信规约

D、问答式通信规约

下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（A）。

A、交流励磁系统B、直流励磁系统C、静止励磁系统D、自并励系统

某同步发电机的额定有功出力为100MW，系统频率下降时，其有功功率增量为20MW，那么该机组调差系数的标么值R*为（C）。

A、20B、-20C、D、

下列关于AGC和EDC的频率调整功能描述正确的是（C）。

A、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率二次调整。

B、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率三次调整。

C、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率一次调整。

D、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率三次调整。

在互联电力系统中进行频率和有功功率控制时一般均采用（D）。

A、有差调频法B、主导发电机法C、积差调频法D、分区调频法

电力系统的稳定性问题分为两类，即（B）。

A、静态稳定与动态稳定

B、静态稳定与暂态稳定

C、暂态稳定与动态稳定

D、电磁稳定与暂态稳定

电力系统状态估计的正确表述是（A）。

A、对SCADA数据库的精加工

B、运行状态估计

C、事故预测

D、负荷预测

发电机并列操作最终的执行机构是（A）。

A、断路器B、分段器C、隔离开关D、重合器

同步发电机励磁控制系统由（C）组成。

A、励磁调节器、励磁功率单元

B、同步发电机、励磁调节器

C、同步发电机、励磁调节器、励磁功率单元

D、同步发电机、励磁调节器、励磁系统

电机励磁系统在下列哪种情况下需要进行强行励磁（D）。

A、发电机内部故障时

B、升压变压器故障时

C、正常停机时

D、故障快速恢复时

同步发电机的励磁调节器由（A）三个单元组成。

A、测量比较、综合放大、移相触发

B、测量比较、整定电路、移相触发

C、整形电路、相敏电路、滤波电路

D、整形电路、相敏电路、积分电路

直流励磁机励磁系统的优点是（A）。

A、控制方便

B、是静止的

C、无接触磨损D、电压响应速度快

三

1.发电机运行：

准同期并列和自同期并列

2.灭磁：

将励磁绕组的磁场尽快减小到最小程度（直流励磁机采用放电灭磁、交流励磁机采用逆变灭磁）

3.理想的同步并列条件

①待并发电机频率与母线频率相等，即滑差（频差）为零

②断路器主触头闭合瞬间，并发发电机电压与母线电压间的瞬时相角差为零，即角差为零

③待并发电机电压与母线电压幅值相等，即压差为零

4.发电机准同步并列的实际条件：

①待并发电机与系统电压幅值接近相等，电压差不应超过额定电压的5%~10%。

②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°。

③待并发电机电压与系统电压的频率应接近相等，频率差不应超过额定频率的%~%。

5.自动准同期装置的功能

①一是自动检查持并发电机与母线之间的压差及频差是否符合并列条件，并在满足这两个条件时，能自动地提前发出合闸脉冲，使断路器主触头在相角为零的瞬间闭合。

②二是当压差、频差不合格时，能对待并发电机自动进行均压、均频，以加快进行自动并列的过程，但这一功能对联络线同期及多机共享的母线同期自动装置是不必要的。

6.线性整步电路组成：

整形电路、相敏电路、滤波电路

7.自动准同期装置分类：

①全自动准同期并列②半自动准同期并列③手动准同期并列

8.自动调压器的基本要求：

①有足够的调整容量②有很快的响应速度③有很高的运行可靠性

9.同步发电机励磁自动控制系统组成：

→→→→→→

10.同步发电机励磁系统组成：

①直流励磁机系统

②交流励磁机系统③无励磁机的发电机自励系统

11.强励作用：

当系统发生短路故障时，有关发电机的端电压都会剧烈下降，这时励磁系统进行强行励磁，向发电机的转子回路送出较正常额定值多的励磁电流，以利系统安全运行

12.无功功率来源：

发电机、调相机、并联电容器、静止补偿器、输电线路

13.逆变灭磁：

控制角α在90°～150°范围内整流桥处于逆变运行状态。

转子储存的磁场能量就以续流形式经全控桥的逆变状态反送到交流电源，使转子磁场能量减少，达到了灭磁

14.响应曲线三个性能指标：

过调量α1（标么值）、上升时间tr、稳定时间ts

15.自动励磁调节系统的稳定性的判据：

根轨迹法（赫尔维斯判据）

16.电力系统稳定又分为暂态稳定与动态稳定：

①暂态稳定是由突然巨大的冲击引起的，电机可能失去同步②动态稳定则是由较小的和较经常的随机冲击引起的

17.电力系统稳定装置PSS电力监控系统SCADA能量管理系统EMS

18.电力系统调度的主要任务：

①保证供电优良的质量：

电力系统首先应满足用户的用电要求②保证系统运行经济性：

电力系统运行的经济性与电力系统的设计有很大关系，其供发电的经济性取决于系统的调度方案③保证供电安全：

选用具有足够的承受事故冲击能力的运行方式④保证强有力的事故处理措施：

事故发生后，及时采取强有力措施，调度整个系统，使对用户的供电能力尽快恢复，把事故损失减小，把超限运行设备的危险性及早排除

19.三级调度：

中心、省级、地区

四级调度：

中心、省级、地区、县级

五级调动：

国家、跨区、省、地区、县级

20.电力系统调度自动化发展阶段

①布线逻辑式远动技术（20世纪50年代）四遥：

遥测、遥信、遥控、遥调

②计算机控制技术（20世纪60~70年代）③计算机技术、通信技术、网络技术

21.电力系统运行状态变量：

结构变量就是常说的接线图与线路参数。

运行变量就是电力系统的运行参数，如电压、潮流、有功功率与无功功率等

22.可靠性与安全区别：

电力系统的可靠性是一个长时期连续供电的平均概念，属于长期的统计规律，不是瞬时性的问题；安全运行则是一个实时的连续供电的概念，包括妥善应对运行中发生的事故，以确保供电能力，可靠性在设计工作中运用得多，而电力系统的安全水平则在电网调度与运行工作中经常需要运用

23.对系统的安全水平进行的评价：

①看系统是否有足够的备用容量②看系统的接线方式是否便于消除局部设备的过负荷、过电压等险情③看系统重要设备在当时的故障率或可靠性

24.五种运行状态：

正常安全状态、正常警戒状态、崩溃状态、恢复状态、紧急状态

25.对系统运行状态预想事故分析步骤：

预想事故、安全分析、改变调度方案、判断是否得出合理方案、根据最终方案进行调度控制

26.电力系统安全调度的三个功能①安全监视的功能②安全分析的功能③安全控制的功能

27.对电力系统状态变量的测量方法：

同步矢量测量

28.负荷的变动情况分成几种不同的分量：

①变化周期一般小于10s的随机分量②变化周期在10s～3min之间的脉动分量③变化周期在3min以上的持续分量，负荷预测预报这一部分

29.同步发电机的频率调差系数：

Ks=-Δf/Δp

30.调频方法：

有差调频法、主导发电机法、积差调频法、改进积差调频法、分区调频法

31.ACE分区控制误差AGC自动发电量控制

32.微增率：

是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值

33.三次调频：

①第一种负荷变化引起的频率偏移，利用调速器调整原动机的输入功率，这称为频率的一次调整②第二种负荷变化引起的频率偏移较大，必须由调频器参与控制和调整，称为频率的二次调整③第三种负荷变化，调度部门的计划内负荷，称为频率的三次调整

34.机械式调速器原理：

①两个重锤开度减小——A降至A′——C点尚未移动——B点降至B′点——D