电力系统自动化试卷.docx

一 填空题：1 .发电机励磁系统主要由（励磁功率单元）与（励磁调节器）组成，前者按来源可分为（自励）、（他励）、（自并励）三种形式，后者正常运行时能够自动跟踪（发电机电压）的变化自动改变（励磁电流）。2.发电机通过升压变同无穷大系统相连，发电机的励磁方式为恒IL时，增大发电机无功出力，机端电压（减小）。发电机的励磁方式为恒Q时，增大发电机励磁电流，机端电压（增大）。发电机的励磁方式为恒Uf时，增大发电机无功出力，励磁电流（增大）。4.发电机调差特性一共分为3种，分别是（正调差特性），（负调差特性），（无差特性）。多台发电机并列运行时，发电机一般采用（正调差特性）。5.电网监控与调度自动化系统的基本功能包括（变电站自动化），（配电网管理系统），（能量管理系统）。6.励磁系统中全控型整流的计算公式为（ ）。7.强励过程中一个重要的指标是（电压响应比），反应了（励磁机磁场建立速度的快慢）。8.pss的作用是使系统具有（正阻尼电力系统稳定器）。二选择题：（我只写了正确的选项）1.pss的作用是：使系统具有正阻尼。2.无刷励磁系统是如何实现消除电刷的：主励磁机采用磁极静止、电枢旋转的结构。3.关于电网频率，下列说法正确的：（A） A.调节频率等同于调节发电机的转速 B.电网在稳态运行时各部分的频率之间有一定的差异 C.电网频率的变化原因主要是汽轮机出力在变化 D.增加发电机励磁电流可以改变系统频率4. 电力系统调度采用的安全分析方法是：预想事故分析。7. 同步发电机准同期并列的理想条件是：待并发电机端电压的频率、幅值与相位等于同 期点处系统电压。8. 自动准同期装置中当频率差值非常接近于零时：此时应当保持当前状态不变，等待合闸时机。9. 直流励磁机系统不能用于100MW以上发电机组，为什么：直流励磁机系统容量不够。10. 自励式与他励式励磁机励磁系统的区别是：他励式有副励磁机。11. 两台合并运行的机组之间无功功率的增量按下列哪种规律分配：与机组的无功特性的调差系数成反比。12. 具有自并励励磁系统的同步发电机灭磁方法是：利用可控硅整流桥的逆变工作方式来灭磁。13. 当发电机额定电压|Ug|Us|，此时并网，发电机受到的冲击：无功冲击。14. 自动准同期装置中，与线性整步电压相关描述正确的是：（B） A.线性整步电压幅值与频率差成正比 B.线性整步电压周期与频率差成反比 C.线性整步电压与频率差无关16.发电机快速灭磁的作用：避免发电机内部过电压。17.同步发电机励磁系统不包括：保持电网频率稳定。三 问答题：1.准同期并列的理想条件与过程？ 答：理想条件：并列断路器两侧电源电压的三个状态量相等即频率相等、电压幅值相等、相角差为零。操作过程：用原动机降未加励磁电流的发电机升速到接近同步转速，将励磁电流加到转子中，频率差控制单元与电压差控制单元式频率差与电压差小于规定值，满足并列条件，利用恒定越前时间原理在相角差等于零之间发合闸信号，把发电机投入系统，同步运行。 2.强励系统对暂态稳定的影响：（还未标注） ：故障前 ：故障后（未调励磁） ：故障后（调） 励磁系统的作用表达在它使得发电机内电势上升而增加电功 率的输出，提高了功率极限，从而减小了加速面积，增加了减 速面积，提高了暂态稳定性，是发电机受扰动后运行点移到功 角曲线减小了加速面积，增大减速面积，使发电机第一次摇 摆功角幅值下降，改善了发电机的暂态稳定性。 3.励磁系统的分类： 答：发电机励磁系统分为励磁调节器与励磁功率单元。其中励磁功率单元又分为直流励磁机励磁系统、交流励磁机励磁系统与静止励磁机励磁系统。 4发电机励磁控制的任务：1、电压控制2、控制无功功率的分配3、提高同步发电机并联运行的稳定性4、改善电力系统运行条件5、水轮发电机组要求实行强行励磁 5.自动发电控制AGC系统的任务：答：维持系统频率为额定值，正常稳态情况下，其频率偏差为0.050.2Hz范围内 控制地区电网间联络线交换功率与计划值相等，实现各地区有功功率的就地平衡 安全运行前提下，所管辖系统范围内，机组间负荷实现经济分配。6. 电力系统的运行状态有哪些？相互之间的转换关系如何？（未标注完） 答：运行状态有：正常运行状态、警戒状态、紧急状态、系统崩溃、恢复状态正常运行状态（满足负荷要求，有一定的安全储备） 转换关系： 系统崩溃（切机切负荷，断开线路）紧急状态（紧急控制）警戒状态（预防性控制）恢复状态（重新并列）恢复供电 7.简述发电机转子回路的灭磁问题及快速灭磁原理：（未画图） 答：灭磁问题：如何在很短的时间没事发电机转子磁场内部储存的大量能量讯速消失，而不至于在发电机内部产生危险的过电压，这就是转子灭磁问题。 快速灭磁原理：k闭合，L中的电流，通过R消耗，R不能太大或太小，如果过大，虽然L的磁场衰减很快，但加到R上的电压过大引起转子绕组磁场过大，R也不能太小，因为会导致衰减很慢。可以在左侧加一有源逆变系统，实现逆变灭磁：首先进行有源系统分流，但工作一段时间后电影太低，可控硅不能正常工作了，这时投入R继续灭磁。 8.什么是低频减载特殊级？为什么设置该级？频率如何设定？时间如何设定？（后备段）答：自动低频减载负荷装置分为：基本轮与特殊轮。基本轮为快速动作，用以抑制频率下降特殊级为在基本轮动作后，用以恢复系统频率到可以操作的较高数值。如第i轮动作后，系统频率稳定在低于恢复频率的底限，有不足以使计一轮减负荷装置动作，此时待时限的特殊轮动作切除负荷。 启动频率不低于前基本轮的启动频率，取恢复频率下限，下限为47Hz；动作时限为系统时间常数的2到3倍最小动作时间为1020秒。9.什么是发电机的强励作用？强力作用对电力系统有什么影响？对其有什么要求？ 答：电力系统发生故障时，系统母线电压极度降低，系统无功缺额很大，需在极短时间内补足无功缺额以使系统迅速恢复正常。作用：1）有助于继电保护的正确动作；2）有助于电动机的自启动；3）提高系统的稳定性。要求：发电机转子磁场迅速增强，达高数值。 10.EMS能量管理系统的功能：数据采集与监控；自动发电控制与经济调度控制；电力系统安全估计；安全分析；调度员模拟培训系统。 11.等值网络的作用：外网实时信息不可用；计算规模限制，减少内存；保证内网操作计算的精度与速度。四 案例分析题： 1.（PSS） 答：在远距离输电系统中，励磁控制系统会减弱系统的阻尼能力，引起低频振荡，其原因可以归结为两条：励磁调节器按电压偏差比例调节；励磁控制系统具有惯性。当输电线路负荷较重，转子相位角发生振荡是，由于励磁调节器是采用按电压偏差比例调节方式，所以提供的附加励磁电流的相位具有使振荡角加大的趋势。但是励磁调节器维持电压是发电机运行中对其最基本的要求，又不能取消其维持电压的功能。研究表明，采用电力系统稳定器去产生正阻尼转矩以抵消励磁控制系统引起的负阻尼转矩，是一个比较有效的方法。2. 低频对电力系统的危害？自动低频减载的原理？ 答：当电力系统因事故而发生严重有功功率缺额时，其频率将随之急剧下降，其下降值与功率缺额有关，频率降低较大时，对系统运行极为不利。甚至会造成系统崩溃的严重后果，依次为：1）对汽轮机的影响：使汽轮机叶片发生共振而引起断裂事故；2）发生频率崩溃现象；3）发生电压崩溃现象。 原理：自动低频减载装置是防止上述事故的重要对策之一，当频率下降时，采用迅速切除不重要负荷的办法使系统频率在不低于某一允许值的情况下，达到有功功率的平衡，以保障电力系统安全防止事故扩大。 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 B.功率因数 C.电压、频率与波形 D.有功电度与无功电度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. 22.5 B. 2.53 C. 1.21.6 D. 1.62.09.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. 50 B. 300 C. 600 D. 120010.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、频率与相位均接近相等时，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KHSE，即KHSE=Uemax/Uen16.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与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.备用电源与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_与_。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，定义为控制角，为逆变角，与的关系是=_。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。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。第 13 页