电力系统自动化.docx

电力系统自动化.docx

《电力系统自动化.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统自动化.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电力系统自动化

一、填空

1.电网调度自动化实行_分层_管理。

2.RTU的基本组成包括__硬件___和__软件__两个部分。

3.对变位遥信信息检测的常用方法是__软件扫查__和___硬件中断____。

4.二进制数（1011）B转化为十进制数是___11____。

5.物理层用户之间交换信息需要通过_一条实际链路_。

6.通信网的路由选择方式分为_决定性和适应性的两类_。

7.独立系统的AGC控制机组出力，以保证电网_频率恒定__。

8.系统静态安全分析的内容包括__电压__、__频率_、_过负荷__。

9.配电网的形式有_树枝状__、_环状__、__网状__。

10.事故调查处理“四不放过”原则是：

事故原因不清楚不放过、事故责任者和应受教育者没有受到教育不放过、 没有采取防范措施不落实不放过、事故责任者没有受到处罚不放过。

11.电力企业执行的两票是指工作票和操作票。

12.电力企业执行的三制是指交接班制、巡回检查制和设备定期试验轮换制。

13.发供电企业每年编制两措计划，是指反事故措施计划和安全技术劳动保护措施计划。

14.在电气设备上工作，保证安全的组织措施为：

工作票制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断、转移和终结制度。

1.电力系统的安全约束条件从满足到不满足时对应的系统运行状态情况是（警戒状态→紧急状态）2.调度控制中心对发电厂的机组启、停操作命令属于（遥控信息）3.已知RTU中每个遥测量的工作区一次只能保存10个数据，事故追忆要求保留事故前的3个数据，事故后的4个数据，每个遥测量占2个字节。

如果有100个遥测量，则安排用于事故追忆的内存单元数目是（1400）4.用RTU测量500KV母线电压，运行时有5%的波动，RTU装置中的12位A/D转换芯片工作于交流采样方式对电流变送器传过来的直流电压进行采样，最高位是符号位，则A/D转换的标度变换系数为（525/2047）5.越限呆滞区上下限复限值同时减少，则对同一监视信号，告警次数是（越上限减少、越下限增加6.异步通信中数据接收端的接收时钟为16倍数据速率，以下选项为干扰信息的宽度，其中能被检验出来的是4倍时钟周期7.在数据通信中，应用最广的数据信息代码集是.七位ASCII8.下列选项中哪一项不属于通信子网协议（传输层）9.计算机网络的物理层数据传输方式中数据采样方式应属于（电信号特性）10.LAN环形结构的性能之一是（模块性好）11.负荷的经济分配（EDC）应根据（超短期负荷预测）12.在EMS中分析电力系统电压失稳属于（.动态安全分析）13.变电所综合自动化中具有的功能是（无功优化）14.配电自动化中馈电线自动化的功能之一是（.无功控制）

15.配电管理系统（DMS）中用户负荷周期控制的功能属于（LM功能）16.具有监督计划用电执行情况职责的是（地调中心）17.EMS系统中分析电力系统失稳情况应属（动态安全分析）18.霍尔模块的工作原理是（磁势平衡原理）19.用12位A/D芯片工作于交流采样方式时，ULSB=10mv，模似电压为-4.99V时,2的补码形式A/D结果为（10000000001）20.若12位A/D芯片工作在直流采样方式时，基准电压为10V，则Uf2为（2.5V）21.直线视距传输信息的信道是（微波信道）22.具有偶监督作用，do=4的循环码，充分利用纠错、检错能力时可（纠正1位、检3位错）23.（15、11）循环码的全部许用码组有（2048个）24.树形结构计算机网的特点之一是（成本低）25.调度迅速成平稳恢复供电时是处于（恢复状态）26.发电机出力与负何不平衡时，如不采取切负荷措施会导致（系统崩溃状态）27.水电厂、火电厂协调应根据（短期负荷预测）28.调度员培训仿真系统对新运行方式的开发与确定的培训对象是（运行维护人员）29.配电自动化DMS系统中控制的是（用户负责）30.变电所综合自动化的功能之一是（故障测距）

1、同步发电机的并列方法可分为准同期并列和自同期并列两种。

2、脉动电压含有同期合闸所需的所有信息：

电压幅值差、频率差和合闸相角差。

对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机的运行实行控制的重要内容之一。

3、同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。

4、整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。

5，发电机发出的有功功率只受调速器控制，与励磁电流的大小无关。

6，与无限大容量母线并联运行的机组，调节它的励磁电流可以改变发电机无功功率的数值。

7，同步发电机的励磁自动控制系统还负担着并联运行机组间无功功率合理分配的任务。

8，电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。

9，发电机励磁电流的变化只是改变了机组的无功功率和功率角δ值的大小。

交流主励磁机的频率机，其频率都大于50Hz，一般主励磁机为100Hz，有实验用300Hz以上。

10，他励交流励磁机系统的主副励磁机的频率都大于50Hz，只励磁机的频率为100Hz，副励磁机的频率一般为500Hz,以组成快速的励磁系统。

其励磁绕组由本机电压经晶闸管整流后供电。

11，静止励磁系统，由机端励磁变压器供电给整流器电源，经三相全控整流桥直接控制发电机的励磁。

12，交流励磁系统中，如果采用了晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时，就可以考虑用晶闸管的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁。

13，交流励磁系统中，要保证逆变过程不致“颠覆”，逆变角β一般取为40·，即α取140·，并有使β不小于30·的限制元件。

14，励磁调节器基本的控制由测量比较，综合放大，移相触发单元组成。

15，综合放大单元是沟通测量比较单元与移相触发单元的一个中间单元。

16，输入控制信号按性质分为：

被调量控制量（基本控制量），反馈控制量（为改善控制系统动态性能的辅助控制），限制控制量（按发电机运行工况要求的特殊限制量）。

17，发电机的调节特性是发电机转子电流IEF与无功负荷电流IQ的关系。

18，采用电力系统稳定器（pss）的作用是产生正阻尼以抵消励磁控制系统引起的负阻尼转矩，有效的抑制低频率震荡。

19.Kl＊为负荷的频率调节效应系数，一般Kl＊=1-3。

20.电力系统主要是由发电机组，输电网络及负荷组成

21.电力系统中所有并列运行的发电机组都装有调速器。

电力系统中所有发电厂分为调频厂和非调频厂。

调频承担电力系统频率的二次调节任务，而非调频厂只参加频率的一次调节任务。

22.启动频率：

一般的一轮动作频率整定在49HZ。

末轮启动频率：

自动减负荷装置最后一轮的动作频率最好不低于46--46.5HZ。

23.电力系统中的有功功率电源是集中在各类发电厂中的发电机。

无功功率电源除发电机外还有调相机，电容器和静止补偿器。

24.电力系统在结构与分布上的特点，一直盛行分级调度的制度。

分为三级调度：

中心调度、省级调度、地区调度。

25.“口”为中心调度，“Ｏ”为省级调度中心，“·”为地区调度所或供电局。

26.远动技术主要内容是四遥为：

遥测（YC），遥信（YX，）遥控（YK），遥调（YT）

27.在网络拓扑分析之前需要进行网络建模。

网络建模是将电力网络的（物理特性）用（数学模型）来描述，以便用计算机进行分析。

28．网络模型分为（物理模型）和（计算模型）

28.网络拓扑根据开关状态和电网元件关系，将网络物理模型转化为计算用模型。

30.电力系统状态估计程序输入的是低精度、不完整、不和谐偶尔还有不良数据的“生数据”，而输出的则是精度高、完整、和谐和可靠的数据。

31.目前在电力系统中用的较多的数学方法是加权最小二乘法。

32发电机的调差系数R=-△f/△PG，负号表示发电机输出功率的变化和频率的变化符号相反。

33发电机组的功率增加用各自的标幺值表示发电机组间的功率分配与机组的调差系数成反比

34电力系统中所有的并列运行的发电机组都装有调速器，当系统负荷变化时，有可调容量的发电机组均按各自的频率调节特性参加频率的一次调节，而频率的二次调解只有部分发电厂承担。

35RTU的任务：

a数据采集：

模拟量（遥测）、开关量（遥信）、数字量、脉冲量b数据通信c执行命令（遥控摇调）d其他功能。

36电力系统安全控制任务：

安全监视、安全分析、安全控制

37自动准同周期装置3个控制单元频率差控制单元电压差控制单元合闸信号控制单元

1、并列的理想条件是（滑差为0）、（角差为0）、（压差为0）。

实际的并列条件是（滑差周期在10～16S之间）、（

只允许2°）、（

不超过额定电压的5%~10%）。

2、自动调压器应满足（有足够的调整容量）、（有很快的响应速度）、（有很高的运行可靠性）。

3、自动调压器主要是对（无功功率）和（电压）进行调节和控制。

4、电能质量主要指标是（电压）、（频率）、（波形）。

5、电力系统调度主要任务是（保证供电的质量优良）、（保证系统运行的经济性）、（保证较高的安全水平）、（保证提供强有力的事故处理措施）。

6、状态变量分为（结构变量）、（运行变量），状态估计的主要方法是（最小二乘法）、（加权最小二乘法）。

7、电力系统运行状态一般分为（正常状态）、（紧急状态）、（系统崩溃状态）、（事故后的恢复状态）。

8、安全分析方法主要有（直流潮流法）、（P—Q分解法）、（等值网络法）。

9、调速器主要是对（有功功率）、（频率）进行调节和控制。

10、调频的主要方法有（有差调频法）、（积差调频法）、（分区调频法）。

11、安全调度的主要功能是（安全监视）、（安全分析）、（安全控制（安全操作））。

12、负荷分类：

与频率无关如（电热设备）、（照明负荷）、（整流装置）。

与频率成正比的负荷如（卷扬机）、（磨煤机）、（切削机床）；与频率的多次方成正比的负荷如（给水泵）、（风泵电动机）等。

P239

二、简答题

1.远方终端（RTU）

（答题要点）远方终端（RTU）：

指在微机远动装置构成的远动系统中，装在变电站内的远方数终端装置。

在变电站综合自动化系统中指：

由主站监控的子站，按规约完成远动数据采集、处理、发送、接收以及输出执行等功能的设备。

2.远方控制端

（答题要点）远方控制端：

指设置在与无人值班变电站相关的调度机构或某中心变电站一个独立的集中控制中心的远方控制装置。

3.电磁兼容（EMC）

（答题要点）电磁兼容（EMC）：

设备或系统在其所处的电磁环境中正常工作，并要求不对该环境中其他设备造成不可承受的电磁骚扰的能力。

4.遥信信息

（答题要点）遥信信息：

指发电厂、变电站中主要的断路器和隔离开关的位置状态信号，重要继电保护与自动装置的动作信号，以及一些运行状态信号等。

1.电力系统调度自动化的基本任务是什么?

答题要点：

①控制整个电力系统的运行方式，使电力系统在正常状态下能满足安全、优质和经济地向用户供电的要求；②在缺电状态下做好负荷管理；③在事故状态下迅速消除故障的影响和恢复正常供电。

2.说明设置模拟量阈值的意义。

答题要点：

①在RTU采集的一些模拟量（如厂站母线电压），通常情况下变化不大，如果向调度中心传送，会增加装置处理数据的负担。

②为了提高装置效率和信道利用率，在处理这种量时，采用设置阀值的方法，只有变化量超过阀值才传送，小于或等于阈值不传送。

3.计算机网络通信方式的高层协议包含哪些?

答题要点：

①传送层、②对话层、③表示层、④应用层。

4.配电管理系统（DMS）主要有哪些功能?

答题要点：

①SCADA功能、②LM功能、③高级应用软件功能、④AM/FM/GIS功能。

5.电力系统经济调度包括哪些内容?

答题要点：

①EDC、②发电机组组合优化、③降低网损。

6.配电网的潮流有什么特点?

答题要点：

①辐射网或少环网潮流；②线路电阻与电抗之比可能大于1；③三相不平衡。

7．电网调度自动化应具有哪能些功能？

答：

SCADA功能、AGC功能、EDC功能、EMS功能。

8．简述通过交流电压信号测量力系统频率过程。

答：

用过零检测电路得过零脉冲，用计数器测过零点间隔，计数值与过零点间隔成比例，从而得交流信事情周期，则f=1/T，可得频率。

9．在数字测量中，什么是标度变换？

答：

为考虑精度，A/D结果不能表征被测量实际值，为此对不同遥测量乘一个各自适当的系数，这个乘系数的过程是标度变换。

10．非违归数字滤波器与违归数字滤器有什么不同？

答：

非递归数字滤波器只与输入量有关。

递归数字滤波器不仅与输出值有关。

11．在远距离数据传输过程中，为什么要进行调制？

答：

为频分多路传输，各路信号的信道为带通型，为使能量集中在低频端的数字基带信号通过信号的频谱搬到信道频段上频谱搬移过程就需调剂。

12．简述反馈校验法的数据传输过程。

答：

在接收端将收到的码元序列原封不动的回送给发送端，发送端将其与原来所发码字进行比较，如果发现有错，则重发原来的码字，无错则发下一个新的码组。

如此完成数据传输过程

1.电压幅值差和相角差产生的冲击电流各为什么分量？

有功还是无功？

危害？

幅值差：

冲击电流的无功分量，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，须注意对它的危害。

相角差：

冲击电流为无功分量，机组联轴受到突然冲击

2.什么是自同期并列？

操作过程与准同期有何区别？

自同期的优缺点？

自同期并列就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，在机组加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器，接着立刻合上励磁开关，给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增加的过程中，由电力系统将并列发电机拉入同步状态。

区别：

自同期：

先合断路器，而后给发电机组加励磁电流，由电力系统将并列发电机拉入同步。

准同期：

先合发电机组加励磁电流，再合并列断路器，以近于同步运行条件进行并列操作。

自同期优点：

操作简单，不需要选择合闸时刻，系统故障时，应用自同期并列可迅速把备用水轮机投入电网。

缺点：

不能用于两个系统；会出现较大的冲击电流；发电机母线电压瞬时下降，对其他用电设备的正常工作产生影响，自同期并列方法受限制。

3.采用怎样的方法获得恒定越前时间？

它采用的提前量与恒定时间信号，即在脉冲电压Us到达电压相量UG、UX重合之前tXJ发出合闸信号，一般取tXJ等于并列装置合闸出口继电器动作时间tC和断路器合闸时间tQF之和

4.什么是整步电压？

分几种？

什么是线性整步电压？

整步电压指自动并列装置检测并列条件的电压。

分为线性整步电压和正弦型。

线性整步电压只反映UG和UX之间的相角差特性，而与它们的电压幅值无关，从而使越前时间信号和频率差的检测不受电压幅值的影响，提高了控制性。

5.励磁电流是通过调节什么来维持电压给定的？

励磁电流

6.励磁静态稳定的影响？

从单机向无限大母线送电为例，发电机输出功率公式

a.无励磁调节时，Eq为定值，δ=90°处于稳定极限公式。

b.有励磁调节器UG=C，功角特性为外功角特性B，稳定极限δ’>90°。

提高了静态稳定能力。

c.按电压偏差比例调节的励磁系统，E’=常数，功角特性为曲线C，稳定极限δ’>90°。

提高静态稳定能力。

7.励磁对静态稳定的影响

设正常运行情况下，发电机的输出功率为PG0在a点运行，当突然受到某种扰动后，运行点变为b。

由于动力输入部分存在惯性，输入功率仍为PG0，转子加速。

运行点向F运动，过F点后转子减速。

仅当加速面积≤减速面积时，系统才能稳定，发电机加强励，受扰动后运行点移动至Ⅲ上，减小了加速面积，增大了减速面积，改善了暂态稳定性。

8.励磁稳定快速响应条件？

缩小励磁系统时间常数；尽可能提高强行励磁倍数

9.什么是发电机的强励作用？

当系统发生短路性故障时，发电机的端电压将下降，这时励磁系统应强行励磁，向发电机的转子回路输送较正常额定值多的励磁电流。

以利于系统安全运行，称为强励作用。

10.励磁系统如何改善运行条件？

a．改善异步电动机的自启动条件。

b。

为发电机异步运行创造条件。

c。

提高继电保护装置工作的正常性

11.对励磁功率的要求

1.要求励磁功率单元有足够的可靠性具有一定的调节容量2.具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。

12.励磁系统分几种，各自特点，如何实现无刷励磁，无刷励磁系统的特点

励磁系统分为直流励磁系统、交流励磁系统和静止励磁系统、发电机自并励系统，直流励磁系统分为自励和他励，交流励磁系统又分为他励和无刷。

如何实现无刷：

首先它的副励磁机是永磁式发电机，磁极旋转电枢静止。

然后主励磁机的电枢硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一个轴上旋转，因此消除了电刷。

特点：

1.无碳刷和滑环，维护工作量可大为减少2.发电机励磁由励磁机独立供电，供电可靠性高，并且电子无刷，整个励磁系统可靠性更高3.发电机的励磁控制是通过调节交流励磁机的励磁实现的，因而励磁系统的响应速度较快4.发电机转子回路无法实现直接灭磁，也无法实现对励磁的常规检测5.要求旋转整流器和快速熔断器等有良好的机械性能，能承受高速旋转的离心力6.电机的绝缘寿命较长。

13.静止励磁系统如何工作？

它电机端励磁变压器供电给整流器电源经三相全控整流桥直接控制发电机的励磁

14.励磁系统整流电路主要任务？

将交流电压整流成直流电压供给发电机励磁绕组或励磁机的励磁绕组。

15.对全控励磁系统，导通角如何计算？

Ud=1.35Eabcosβ

16.三相全控桥触发角在什么范围内处于整理状态？

逆变状态？

在α﹤90时输出平均电压Ud为正，三相全控桥工作在整流状态。

在α＞90时输出平均电压Ud为负，三相全控桥工作在逆变状态。

17.对励磁调节器进行调整主要满足哪几方面的要求？

1.发电机投入和退出运行时能平稳的改变无功负荷，不致发电无功功率的冲击2.保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配。

18.励磁调节的三种类型？

特性曲线各自有什么特点？

1.无差调节：

特性曲线为一条水平的直线2.负调差：

特性曲线的斜率为正，调差系数为负3.正调差：

特性曲线的斜率为负，调差系数为正

19.调差公式中各变量的关系

δ=UG1-UG2/UGN=UG1*-UG2*=△UG*UG1:

空载条件下的电压UG2:

额定无功下的电压

调差系数表征了无功电流从零增加到额定值时发电机电压的相对变化，表征了励磁控制系统维持发电机电压的相对变压。

20.励磁系统稳定性分析方法。

根轨迹计算方法？

如何提高系统稳定性？

改善励磁系统的稳定性如何分析？

对任一线性自动控制系统，求得其传递函数后，可根据特征方程，按照稳定判据来确定其稳定性（根轨迹法）根轨迹是当开环系统某一参数从零变化到无穷大时，闭环特性方程的根在S平面上移动的轨迹。

系统的闭环特性方程：

1+G（S）H（S）=0幅值条件：

︱G（S）H（S）︱=1相角条件∠[G（S）H（S）]=（2K+1）∏

改善：

可在发电机转子电压UE处增加一条电压速率负反馈回路。

改善后将该反馈回路换算到Ede处由于新增了一对零点，把励磁系统的根轨迹引向左半平面，从而便控制系统的稳定性大为改善。

21.PSS的作用?

答：

PSS是电力系统稳定器，作用：

产生一个正阻尼用以抵消励磁控制系统的负阻尼。

22调频与哪些因素密切相关？

.答：

1）调频与有功功率的调节是不可分开的；2）负荷变动情况的几种不同分量：

频率较高的随机分量；脉动分量；变动很缓慢的持续分量。

23．什么是负荷调节特性和发电机调节特性？

电力系统频率特性？

答：

如果系统的频率升高，负荷功率将增大，也就是说，当系统内机组的输入功率和负荷功率之间失去平衡时，系统负荷也参与了调节作用，他的特性有利于系统中有功功率在另一频率值下重新平衡。

有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷的功率频率特性；由于频率变化而引起发电机组输出功率变化的关系称为发电机组的功率频率特性或调节特性。

发电机的调节特性：

当系统负荷增加而使频率下降到f1时，则发电机组由于调速器的作用，使输出功率增加，可见对应于频率下降△f，发电机组的输出功率增加△P，很显然这是一种有差调节，其特性称为有差调节特性。

24.什么是同步时间法？

优缺点？

答：

同步时间法就是按照频率偏差的积分值来进行调节，因为频率偏差的积分反映了在一定时间段内同步时间对标准时间的偏差，调节方程为

L=0

优点：

可以完全消除系统的频率偏差；适用于众多电厂参与调整。

缺点：

调节速度比较缓慢，不能保证频率的瞬时偏差在规定范围内。

25.什么是AGC调频？

可以完成什么任务？

答：

AGC是自动发电控制调频

可以完成的任务：

1）维持系统频率为额定值2）控制地区电网间联络线的交换功率与计划值相等，使有功功率就地平衡3）在安全运行的前提下，在所管辖的范围内，机组间负荷实现经济分配。

26.什么是频率联络线功率偏差控制？

答：

按照频率偏差又按照联络线交换功率进行调节，维持各地区电力系统负荷波动的就地平衡。

27.电力系统经济调度与哪些量密切相关？

答：

在保证频率质量和系统安全运行的前提下，如何使电力系统运行有良好的经济性，这就是电力系统经济调度控制。

它与每台机组承担的负荷及对应的燃料消耗有关。

28.自动低频减载的工作原理？

答：

当电力系统发生严重的功率缺额时，低频减载装置的任务就是迅速断开相应数量的用户负荷，使系统频率在不低于某一允许值的情况下，达到有功功率平衡，以确保电力系统安全运行，防止事故进一步扩大。

这是防止电力系统发生频率崩溃的系统性的保护装置。

29．自动低频减载的动作顺序？

各级如何选择？

答：

第一级启动频率：

在事故初期及早切除负荷功率，对于延缓频率下降过程是有利的。

第一级启动频率最高选择值在48.5～49Hz之间。

最末一级启动频率：

在电力系统中允许最低频率受到频率崩溃和电压崩溃的限制，一般取46～48.5Hz之间。

频率级差：

n=（f1-fn）／△f+1，n级数越大，每极开断的功率越少，适应性越好。

原则：

1）按照选择性确定频率级差，强调各级元件动作顺序，要求在前一级动作后还不能制止频率下降的情况下，后一级才能动作。

2）级差不强调选择性。

30．什么是特殊级？

为什么要设置？

该级动作频率（时间）如何考虑？

答：

特殊级用在基本轮动作后，用以恢复系统频率达到可以操作的较高数值。

启动频率不低于前面基本轮的启动频率，动作时间限位系统时间常数的2-3倍，最小动作时间为10～20s

31.什么是SCADA系统？

答：

与所属电厂及省级调度等进行测量读值、状态信息及控制信号的远距离、高可靠性的双向交换。

32.电力系统调度采用的安全分析方法是什么？

答：

安全性分析即确定系统对预期发生的扰动的鲁棒性1）静态安全分析：

系统在扰动发生后能够达到新的运行状态并且在该状态下满足所有必需的约束。

2）动态安全分析：

系统在向新的运行状态过度的过程中不发生任何失稳现象。

33.等值网络法的作用

答：

对不参与分析的网络部分在不影响分析精度的条件下进行有效化简，利用较小规模的网络代替较大规模的网络进行分析计算。

包括网络、机组和负荷三方面的等值。

34.直流潮流的计算特点是什么？

直流潮流的前提条件是什么？

答：

求直流潮流不需要迭代，只需求解n-1阶方程，计算速度快；直流潮流只能计算有功潮流的分布，不能计算电压幅值，有局限性。

直流潮流要满足条件：

1）Rij﹤﹤Xij2）相邻母线的相角差很接近。

3）各母线的电压在额定值附近。

4）支路对地电容很小。

35.EMS（能量管理系统）的功能？

答：

1）与所属电厂及省级调度等进行测量读值、状态信息及控制信号的远距离、高可靠性的双向交