电力系统自动装置原理-复习题库

总复习题库前言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（）。A.45HzB.48HzC.50HzD.60Hz2、在正弦交流电压信号中含有的信息包括（）。A.频率和相角B.相角和电压幅值C.电压幅值和频率D.电压幅值、频率和相角3、电力系统自动化有以下四大任务，其首要任务是（）。A.保证电能质量B.提高系统运行经济性C.提高系统运行安全性D.提高事故处理能力4、衡量电能质量的重要指标是（）。A.有功电度和无功电度B.功率因数C.电压、频率和波形D.有功功率、无功功率二、填空题1、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等。2、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。3、电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。4、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。5、在电力系统中，电压和频率是电能质量的两个主要指标。6、电力系统自动装置的结构形式：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。7、采样过程：对连续的模拟信号x（t），按一定的时间间隔Ts，抽取相应的瞬时值。Ts的大小决定了采样信号的质量和数量，Ts称为采样周期。8、采样周期Ts决定了采样信号的质量和数量。9、香农采样定理指出采样频率必须大于原模拟信号频谱中最高频率的两倍，则模拟信号可由采样信号来唯一表示。10、模拟量信号采集到计算机系统中，需要对数据进行前置处理，其流程是：标度变换、有效性检验、线性化处理、数字滤波、数据保存。第二部分同步发电机的自动并列一、选择题1、同步发电机自动并列装置是一种（）。A.自动操作装置B.安全自动装置C.自动调节装置D.继电保护装置2、电力系统运行中的主要并列方式为（）。A.自同期B.准同期C.同周期D.非同期3、准同期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％C.10％~15％D.15％~20％4、准同期并列的实际条件中，对频率差的要求是不大于（）。A.0.1～0.25HzB.0.25～0.4HzC.0.4～1.0HzD.1.0～2.0Hz5、不属于自动准同期并列装置检测和控制条件的是（）。A.相角差B.频率C.相序D.电压幅值6、同步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。（）A.异步运行，短B.同步运行，长C.异步运行，长D.同步运行，短7、准同步并列时产生的合闸冲击电流的大小，取决于断路器两侧电压的（）。A.矢量差的模B.矢量差C.幅值与额定电压的差D.幅值差8、与正弦整步电压最小值所对应的相角差一定等于（）。A.0度B.90度C.180度D.270度9、按提前量的不同，准同期并列装置可分为恒定越前相角和（）。A.恒定越前时间B.恒定越前频率C.恒定越前功率D.恒定越前电压二、填空题1、电力系统运行中，任一母线电压瞬时值可以表示为：)sin(tUum。2、电力系统中，各发电机是并联在一起运行的。并列运行的同步发电机，其转子以相同的电角速度旋转，称之为同步运行。3、同步发电机的并列方法分为准同期并列和自同期并列两种。4、在电力系统正常运行情况下，一般采用准同期并列方法将发电机组投入运行。5、准同期并列的理想条件：XG或X=Gff（即频率相等）、XU=UG（即电压幅值相等）、e=0（即相角差为零）。6、脉动电压波形中载有准同期并列所需监测的信息——电压幅值差、频率差以及相角差随时间变化的规律。7、准同期并列装置的控制单元主要包括：频率差控制单元、电压差控制单元和合闸信号控制单元。8、在准同期并列操作中，按提前量的不同，准同期并列装置可分为恒定越前相角和恒定越前时间两种原理。9、线性整步电压只反映机端电压和网侧电压间的相角差特性，而与它们的电压幅值无关。10、频率差调整的任务是将待并发电机的频率调整到接近于电网频率，使频率差趋向并列条件允许的范围，以促成并列的实现。11、电压差调整的任务是在并列操作过程中自动调节待并发电机的电压值，使电压差条件符合并列的要求。12、同步发电机的准同期装置按自动化程度可以分为半自动准同期并列装置、自动准同期并列装置。三、简答题1、并列操作的意义答：⑴随着负荷的波动，系统中发电机运行的台数在不同的改变；⑵当系统发生某些事故的时候，常要求将备用发电机组迅速投入电网运行；⑶由于某些原因，解列运行的电网需要联合运行，这就需要两个电网之间实行并列操作。可见，在电力系统运行中，并列操作时较为频繁的。2、同步发电机组并列时遵循什么原则？答：⑴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；⑵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，以减小对电力系统的扰动。四、计算题1、教材P29例2-12、已知待并发电机组电压)315sin(104tuG伏，系统电压)2314sin(105tus伏。试求：⑴试画出t=0时电压矢量图；⑵计算相角差首次等于零时的t；⑶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；⑷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。解：⑴已知104GUV，105sUV，t=0时，Gu的相角为0，su的相角等于2，据此画出电压矢量图如下：⑵相角差=0，即315t-（314t+2）=0，则t=2（秒）⑶合闸命令发出时刻t导前同相点0.2秒，即t=2-0.2（秒）导前角=滑差角频率×导前时间=（315-314）×0.2=0.2（弧度）⑷合闸误差角=合闸误差时间×滑差角频率=0.03×（315-314）=0.03弧度3、P187课后作业题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ffdadfqqqfaddddixixixixix电压方程dqdqqdddsriusriu)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，dtd。已知：**1adfxI，5.0,1,0qdxxr，8.0sin6.0cosUuUuqd，222qdiii。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：qqddii5.018.01216.021dqdqqqdqddidtdiuidtdiu可得：04.022ddidtid有特征方程：212310cossindssjictctc则有2.1cos2sin221tctciq代入初始条件000dqii，则有：4.0,6.0,4.0321ccc所以有：2.1cos2.1sin8.04.0sin6.0cos4.0ttittiqd22222.1cos2.1sin8.04.0sin6.0cos4.0ttttiiiqd时间响应曲线如下所示：第三章同步发电机励磁自动控制系统一、选择题1、同步发电机励磁自动调节器是一种（）。A.自动调节装置B.继电保护装置C.自动操作装置D.安全自动装置2、同步发电机并网稳态运行时，调节励磁电流的大小将影响发电机输出的（）。A.电压和有功功率B.频率和有功功率C.电压和无功功率D.频率和无功功率3、对同步发电机励磁电流的基本要求是（）。A.直流电流且恒定B.交流电流且可调C.直流电流且可调D.交流电流且恒定4、同步发电机的励磁电流是（）。A.可调的直流电流B.恒定的交流电流C.恒定的直流电流D.可调的交流电流5、励磁功率单元向同步发电机转子提供（）。A.直流电流B.交流电流C.交流电压D.任何电压6、下列四种类型的励磁调节器：①半导体型，②机电型，③电磁型，④微机型，按时间发展顺序排列应为（）。A.①④③②B.①③④②C.②③①④D.④①③②7、同步发电机的励磁系统主要由以下两部分组成（）。A.同步发电机和励磁变压器B.励磁机和励磁变压器C.励磁功率单元和励磁调节器D.主励磁机和副励磁机8、无刷励磁取消了转子滑环，下面的励磁方式中，属于无刷励磁的是（）。A.自并励励磁方式B.直流励磁机供电的励磁方式C.交流励磁机经旋转二极管整流的励磁方式D.交流励磁机经静止二极管整流的励磁方式9、为提高励磁响应速度，交流主励磁机的频率一般为（）。A.50HzB.100HzC.400HzD.1000Hz10、用于大型发电机组的励磁系统主要是（）。A.直流励磁机B.交流励磁机C.静止励磁D.旋转励磁11、励磁调节器由基本控制和辅助控制两大部分组成，属于基本控制的是（）。A.电力系统稳定器B.综合放大单元C.励磁系统稳定器D.励磁限制单元12、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13、三相全控整流桥带大电感负载情况下，控制角为900时其直流输出电压波形及其与横坐标轴围成的面积，具有以下特点（）。A.波形瞬时值有正有负，正面积比负面积大B.波形瞬时值有正有负，正负面积相等C.波形瞬时值都为正D.波形瞬时值都为负14、能保证三相半控桥式整流电路输出电压波形连续的触发控制角的范围是（）。A.0°~30°B.0°~60°C.60°~120°D.90°~120°15、励磁顶值电压是励磁功率单元在强励时可能提供的最高电压，该值与额定励磁电压之比称为强励倍数，其值一般为（）。A.1~1.5B.1.6~2C.2~2.5D.2.6~3二、填空题1、电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配。2、同步发电机的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。3、整个励磁自动控制系统是由同步发电机、励磁功率单元及励磁调节器构成的一个反馈控制系统。4、同步发电机励磁控制系统的两个基本任务：电压控制、实现无功功率的合理分配5、励磁系统分为直流励磁机系统、交流励磁机系统和静止励磁（自并励）系统。6、励磁调节器静特性的调整包括调差系数调整和外特性的平移。7、具有负调差特性的机组不能在公共母线上并联运行，两台无差调节特性的机组不能并联运行。三、简答题1、同步发电机励磁控制系统的任务是什么？答：（1）电压控制：电力系统在正常运行时，负荷总是经常波动的，同步发电机的功率也就发生相应变化。随着负荷的波动，需要对励磁电流进行调节以维持机端或者系统中某一点的电压在给定的水平。（2）控制无功功率的分配：电厂输出无功电流与它的母线电压有关，改变其中一台发电机的励磁电流不但影响发电机电压和无功功率，而且也将影响与之并联运行机组的无功功率。因此，同步发电机的励磁自动控制系统还担负着并联运行机组间无功功率合理分配的任务。（3）提高同步发电机并联运行的稳定性。（4）改善电力系统的运行条件。四、计算分析题1、教材P74例题3-1某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，1号机额定功率为25MW，2号机的额定功率为50MW。两台机的功率因数都为0.85。励磁调节器的调差系数为0.05。若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们的总无功容量的20%，问各机组承担的无功负荷增量是多少，母线上的电压波动是多少？解：1号机额定无功功率11125(arccos0.85)15.49(var)GNGNQPtgtgM2号机额定无功功率22250(arccos0.85)30.99(var)GNGNQPtgtgM因为两台机的调差系数均为0.05，所以公用母线上等值机的调差系数也为0.05。母线电压波动**0.050.20.01UQ各机组无功负荷波动量*1*10.010.20.05GUQ11*10.215.493.10(var)GGGNQQQM*2*0.010.20.05GUQ