电力系统自动化考试最全复习题.docx
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电力系统自动化考试最全复习题
电力系统自动化考试复习题
、填空题
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3值的大小。
交流主励磁机的频率机，其频率都大于50Hz,—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B—般取为40°，即a取140°,并有使B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）。
仃，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*=1-3o20.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（YQ,遥信（YX）遥控（丫口，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=-Af/△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
二、简答题：
1.并列操作：
一台发电机组在未并入系统运行之前，他的电压uG与并列母线电压ux的状态量往往不等，需对待并发电机组进行适当的操作，使之符合并列条件后才允许断路器QF合闸并作并网运行。
2.同步发电机组并列时遵循如下的原则：
1）、并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不宜超过1~2倍的额定电流。
2）、发电机组并入电网后，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。
3.准同期并列：
设待并发电机组G已加上了励磁电流，其端电压为
UG,调节待并发电机组UG的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作。
一个条件为：
电压差Us不能超过额定电压的5%~10%。
准同期并列优点并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低；不足是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。
4．自同期并列:
将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网速度，在滑差角频率wS不超过允许值，且机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器QF接着立刻合上励磁开关KE给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。
自同期并列优点：
并列过程中不存在调整发电机电压的问题，操作简单投入迅速；当系统发生故障时,能及时投入备用机组，缺点：
并列时产生很大的冲击电流,对发电机不利;并列发电机未经励磁，并列时会从系统中吸收无功而造成系统电压下降.
5准同期并列理想条件为并列断路器两侧电源电压的电压幅值相等，频率相等，相角差为0.6准同期并列的实际条件1电压幅值差不超过额定电压的5%-10%。
2合闸相角差小于10度。
3频率不相等，频率差为0.1-0.25HZ。
7.频差：
fS=fG—fX范围：
0.1~0.25HZ滑差：
两电压向量同方向旋转，一快一慢，两者间的电角频率之差称之为滑差角频率之差，称之为滑差角频率，简称滑差。
滑差周期为Ts=2n/丨3s|=1/|fs
频差fs、滑差3S与滑差周期Ts是可以相互转换的
8,脉动电压：
断路器QF两侧的电压差uS为正弦脉动波，所以us又称脉动电压。
其最大幅值为2UG。
9,越前时间：
考虑到短路器操董昂机构和合闸回路控制电器的固有动作时间,必须在两电压向量重合之前发出合闸信号,即取一提前两。
这段时间一般称为“越前时间”。
恒定越前时间：
由于越前时间只需按断路器的合闸时间进行整定,整定值和滑差及压差无关,故称“恒定越前时间”。
10,不能利用脉动电压检测并列条件的原因之一：
它幅值与发电机电压及系统电压有关,使得检测并列条件的越前时间信号和频率检测引入了受电压影响的因素,造成越前时间信号时间误差不准,如使用会引起合闸误差。
11,励磁电流：
励磁功率单元向同步发电机的转子提供直流电流。
12,同步发电机励磁控制系统的任务：
（一）电压控制；
（二）控制无功功率的分配；（三）提高同步发电机并联运行的稳定性；（四）改善电力系统的运行条件；（五）水轮发电机组要求实现强行减磁。
13,防止过电压：
由于水轮发电机组的调速系统具有较大的惯性,不能迅速关闭导水叶,因而会是转速急剧上升。
如果不采取措施迅速降低发电机的励磁电流,则大电机电压有可能升高到危机定子绝缘的程度,所以在这种情况下,要求励磁自动控制系统能实现强行减磁。
14,大容量的机组担负的无功增量应相应地大,小容量机组的增量应该相应地小。
只要并联机组的“UGIQ*”特性完全一致时，就能使得无功负荷在并联机组间进行均匀的分配。
自动调压器不但能持个发
电机的端电压基本不变，而且能对其“UG-IQ*”外特性曲线的斜度人以进行调整，以达到及组件无功负荷合理分配的目的。
15，改善电力系统的运行条件：
1）改善异步电动机的自启动条件；
2）为发电机异步运行创造条件；3）提高继电保护装置工作的正确性。
16，直流励磁机励磁系统：
同步发电机的容量不大，励磁电流由于与发电机组同轴的直流发电机共给。
17交流励磁机励磁系统：
大量机组的励磁功率单元就采用了交流发电机和搬到离蒸馏元件组成的交流励磁机励磁系统。
18．静止励磁系统：
用发电机自身作为励磁电源的方法，即以接于发电机出口的变压器作为励磁电源，经硅整流后供给发电机励磁，这种励磁方式称为发电机自并励系统。
19，静止励磁系统的主要优点：
1）励磁系统接线和设备比较简单，无转动部分，维护费用较少，可靠性高。
2）不需要同轴励磁机，可缩短主轴长度，这样可以减小基建投资。
3）直接用晶闸管控制转子电压，可获得很快的励磁电压响应速度，可近似认为具有阶跃函数那样的响应速度。
4）由发电机机端取得励磁能量。
20，为什么要进行灭磁？
答：
当转子磁场已经建立起来后，如果由于某种原因需强迫发电机立即退出工作时，在断开发电机断路器的同时，必须使转子磁场尽快消失，否则，发电机会因过励磁而产生过电压，或者会使钉子绕组内部
的故障继续扩大。
21，灭磁：
就是将发电机转子励磁绕组的磁场尽快地减弱到最小程度。
当然，最快的方式是将励磁回路断开，灭磁时，献给发电机转子绕组GEV并联一灭磁电阻Rm然后再断开励磁回路。
灭磁过程中，转子绕组GEV的端电压始终与Rn两端的电压em相等。
理想灭磁：
在灭磁过程中，始终保持载子绕组的端电压为最大允许值不变，转子贿赂的电流应始终以邓速度减小，直至为零。
（即U不变，I等速减小）
22，移相触发单元：
是励磁调节器的输出单元，它根据综合放大单元送来的综合控制信号USM的变化，产生触发脉冲，用以触发功率整流单元的晶闸管，从而改变可控整流框的输出，达到调节发电机励磁的目的。
23，调差系数：
发电机带自动励磁调节器后，无功电流IQ变动时电压UC基本维持不变。
调节特性稍有下倾，下倾程度是表征发电机励磁控制系统运行特性的重要参数。
它表示了无功电流从零增加到额定值时发电机电压的相对变化，调差系数越小，无功电流变化时发电机电压变化越小。
所以调差系数表征励磁控制系统维持发电机电压的能力。
24.当调差系数大0时为正调差系数；小于0时，为负调差系数；等于0时为无差调节，在实际运行中，发电机一般采用正调差系数。
而负调差系数一般只能用于大型发电机—变压器组单元接线时采用25，自动励磁调节器的辅助控制:
1）最小励磁限制。
（发电机欠励磁运行时，发电机吸收系统的无功功率，这种运行状态称为进相运行。
发电机进相运行时受静态稳定极限的限制。
2）瞬时电流限制（励磁调节器内设置的瞬时电流限制器检测励磁机的励磁电流，一旦该值超过发电机允许的强励顶值，限制器输出即由正变负。
3）最大励磁限制。
是（为了防止发电机转子绕组长时间过励磁而采取的安全措施。
按规程要求，当发电机端电压下降至80%--85%额定电压时，发电机励磁应迅速强励到顶值电流，一般为1.6-2倍额定励磁电流
4）伏/赫限制器。
（用于防止发电机的端电压与频率的比值过高，避免发电机及与其相连的主变压器铁心饱和而引起的过热。
）27，励磁系统稳定器：
在励磁控制系统中通常用电压速率反馈环节来提高系统的稳定性，即将励磁系统输出的励磁电压微分后，再反馈到到综合放大器的输入端。
这种并联校正的微分负反馈网络称为励磁系统稳定器
28，电力系统稳定期的作用：
去产生正阻尼以抵消励磁控制系统引起的富阻尼转矩，有效抑制低频振荡。
29负荷的调节效应：
当系统频率变化时，整个系统的有功功率随着改变，即PL=F（f）这种有功负荷随频率而改变的特性叫做负荷功率—频率特性，是负荷的静态频率特性。
30.电力系统频率及用功功率的自动调节：
一次原动机调速器。
二次原动机调频器。
三次经济分配。
调速器对频率的调节作用称为一次调节；移动调速系统系统特性曲线使频率恢复到额定值的调节为二次调节，即调频装置的调节是二次调节。
频率三次调整：
第三次负荷变化可以用负荷预测的方法预先估计到，将这部分负荷按照经济分配原则在各方电厂进行分配。
31、分区调频法特点：
主要由该区内的调频厂来负担，其他区的调频厂只是支援性质，因此区间联络线上的功率基本应该维持为计划的数值。
32、EDC称为三次经济调整。
最经济的分配是按等位增率分配负荷。
微增率是指输入耗量微增量与输出功率微增量的比值。
等微增率法则：
运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷，这样就可使系统总的燃料消耗为最小，从而是最经济的。
耗量微增率随输出功率的增加而增大。
33按频率自动减负荷:
采取切除相应用户的办法减少系统的有功缺额，使系统频率保持在事故允许的限额内。
34.电力系统电压控制措施：
（1）发电机控制调压；
（2）控制变压器变比调压；
（3）利用无功功率补偿设备的调压，补偿设备为电容，同步调相机。
（4）利用串联电容器控制电压；
35.电力系统调度的主要任务：
1）.保护供电的质量优良
2）保证系统运行的经济性
3）保证较高的安全水平—选用具有足够的承受事故冲击能力的运行方式保
4）证提供强有力的事故处理措施
36.在电力系统调度自动化的控制系统中，调度中心计算机必须具有两个功能:
其一是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的，高可靠性的双向交换，简称为电力系统监控系统，即SCADA另一是本身应具有的协调功能。
具有这两种的电力系统调度自动化系统称为能量管理系统EMS这种协调功能包括安全监控及其他调度管理与计划等功能。
37.在正常系统运行状态下，自动发电控制（AGC的基本功能是：
1）使发电自动跟踪电力系统负荷变化；
2）响应负荷和发电的随机变化，维持电力系统频率为额定值（50HZ；
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）监事和调整备用容量满足电力系统安全要求。
38.网络拓扑分析的基本功能：
根据开关的开合状态（遥信信息）和电网一次接线图来确定网络的拓扑关系，即节点一支路的连通关系，为其他做好准备。
39.电力系统状态估计是电力系统高级应用软件的一个模块。
SCAD数据库的缺点：
1）数据不全2）数据不精确3）受干扰时会出现不良数据。
状态估计：
能够把不全的数据填平补齐，不精确的数据去粗取精，同时找出错误的数据去伪除真，是整个数据系统和谐严密，质量和可靠性得到提高。
40.电力系统的运行状态可划分为
1）正常运行状态（正常运行状态时系统满足所有的约束条件，即有功功率和无功功率保持平衡）
2）警戒状态
3）紧急状态
4）恢复状态。
41.能量管理系统（EMS是以计算机为基础的现代电力系统的综合自动化系统，主要针对发电和输电系统。
根据能量管理系统技术发展的配电管理系统（DMS主要针对配电和用电系统。
所面对的对象是电力系统的主干网络，针对的是高电压系统，而供电和配电是处在电力系统的末端，它管理的业务是电力系统的‘细支末节，针对的是低压网络。
配电管理系统（DM$:
配电网数据采集和监控，地理信息系统，各种高级应用软件和需方管理等，连同配电自动化一起组成。
42调节器的静态工作特性:
测量单元工作特性、放大单元特性（采用余弦波触发器的三相桥式全控整流电路）、输入输出特性（将大与测量比较单元、综合放大单元特性相配合就可方便的求出励磁调节器的静态工作特性）。
在励磁调节器工作范围内UG升高，UAVF急剧减小，UG降低，UAVF急剧增加。
发电机励磁调节特性是发电机转子电流IEF与无功负荷电流IQ的关系。
往年考试真题
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1.5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
C.电压、频率和波形
度
B.功率因数
D.有功电度和无q功电
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
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
A.三相短路
C.单相接地短路
B.两相短路
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
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，
A.不变
机端电压
B.增大
C.以上两条都有可能
7.励磁绕组上的瞬时过电压，会（C
A.烧坏转子铁芯
D.减小
C.危害励磁绕组绝缘
8.自动励磁调节器的强励倍数一般取
A.2—2.5
C.1.2—1.6
9.在励磁调节器中，若电压测量采用
（D）Hz
A.50
C.600
10.机端并联运行的各发电机组的调差特性
A.可以为负
C.必须为零
B.危害系统运行的稳定性
D.以上三项都有
B.2.5—3
D.1.6—2.0
12相桥式整流电路，则选频滤波电路的滤波频率应选为
B.可以为零
D.必须为正
B.300
D.1200
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Ue.n的比值，称为强励倍数©se，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a为控制角，B为逆变角，B与a的关系是B=。
24.在励磁调节器中，综合放大单元的输出电压Uc就是元的控制电压。
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=0.2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0.03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49.5Hz，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
23.180°-a
24.移相触发25.无功负荷26.低27.发电厂和变电所28.49.1H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0.2〜0.5%;
（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
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