合肥工業(yè)大學 電力系統(tǒng)自動裝置原理 考試試題(有答案)

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1、《電力系統(tǒng)自動裝置原理》考試試題 合肥工業(yè)大學 一、單項選擇題（每題1分，共5分） 1. 可以根據(jù)線性整步電壓周期的大小判別（ A ） 　A.頻率差 B.電壓差 　C.相角差 D.導(dǎo)前時間 2.強勵時間不允許超過規(guī)定值的原因是 （ C ） A 發(fā)電機定子繞組發(fā)熱限制 B發(fā)電機定子繞組長時間欠勵磁 C 發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱限制 D發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組長時間欠勵磁 3.對勵磁系統(tǒng)進行分析，首先要求寫出控制系統(tǒng)各個單元的（ B ） A 飽和函數(shù) B傳遞函數(shù) C 換算關(guān)系 D電壓方程 4.勵磁電壓響應(yīng)

2、比表征的勵磁電壓上升的平均速率的時間范圍是（ C ） A 最初0.2s內(nèi) B最初0.3s內(nèi) C最初0.5s內(nèi) D最初1s內(nèi) 5.發(fā)電機并列操作中，當電壓幅值不等時，沖擊電流主要為（ B ） A 有功電流分量 B無功電流分量 C 空載電流分量 D短路電流分量 二、多項選擇題。（每題2分，共10分） 6. 在正弦交流電壓信號中含有的信息包括 （ ACD ） A 電壓幅值 B脈沖值 C 相角 D 頻率 E帶寬 7. 與無限大母線并聯(lián)運行的機組，調(diào)節(jié)它的勵磁電流，數(shù)值改變的是（ B

3、D ） A發(fā)電機有功功率的數(shù)值 B發(fā)電機無功功率的數(shù)值 C 功率因數(shù)角φ D功率角δ E 發(fā)電機端電壓 8. 自動低頻減載裝置的組成包括： （ CDE ） A自動重合閘 B低電壓啟動回路 C低頻繼電器 D延時元件 E 跳閘執(zhí)行回路 9.衡量電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的指標包括 （ ADE ） A電壓B電感C 電容 D頻率 E 波形 10.電力系統(tǒng)的電壓和無功功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要的組成環(huán)節(jié)包括（ ABCD ） A電容器 B電

4、抗器C 發(fā)電機組 D變壓器 E 調(diào)速器 三、填空題（每空1分，共10分） 11.發(fā)電機轉(zhuǎn)子及其勵磁回路都隨軸轉(zhuǎn)動，因此不能在轉(zhuǎn)子回路中接入 滅磁設(shè)備。 12. 為使無功負荷得到合理分配，兩直接并聯(lián)的同步發(fā)電機的外特性 都應(yīng)向右下傾，且完全重合。 13.勵磁頂值電壓是勵磁功率單元在強行勵磁時可能提供的 最高輸出電壓值。 14.當同步發(fā)電機在空載額定電壓情況下，發(fā)電機電壓超調(diào)量應(yīng)不大于階躍量的50%。 15.在實行解列操作時，解列點的選擇應(yīng)盡量滿足本系統(tǒng)負荷需要同時不能造成 功率過剩。 16.電力系統(tǒng)有電壓崩潰危險時一般系統(tǒng)頻率低

5、于 45HZ。 17.多臺發(fā)電機并聯(lián)運行，其中無差調(diào)節(jié)特性的機組數(shù)不能大于 1。 18.發(fā)電機的轉(zhuǎn)速按照比例調(diào)節(jié)原則，要求與頻率差值成比例的是輸出的調(diào)節(jié)脈沖時間。 19.電力系統(tǒng)實際運行時，計劃負荷與實際負荷不可能完全一致，承擔這部分計劃外負荷的發(fā)電廠是 調(diào)頻電廠。 20.電力系統(tǒng)解列成幾個子系統(tǒng)運行時，必須考慮各子系統(tǒng)的 最大功率缺額。 四、名詞解釋（每題3分，共15分） 21.準同期并列 先給待并發(fā)電機加勵磁，使發(fā)電機建立起電壓，調(diào)整發(fā)電機的電壓和頻率，在與系統(tǒng)電壓和頻率接近相等時，選擇合適的時機，使發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓在相角差接近0o時合上并列斷路器，將發(fā)電機并入電網(wǎng)。

6、 22.整步電壓 自動并列裝置,檢測并列條件的電壓稱為整步電壓。 23.強勵倍數(shù) 通常將勵磁頂值電壓與額定勵磁電壓的比值稱為強勵倍數(shù)。（3分） 24.交流勵磁機勵磁系統(tǒng) 同步發(fā)電機的勵磁機也是一臺交流同步發(fā)電機，其輸出電壓經(jīng)大功率整流器整流后供給發(fā)電機轉(zhuǎn)子，100MW以上同步發(fā)電機組普遍采用交流勵磁機勵磁系統(tǒng)。（3分） 25.自動發(fā)電控制AGC 在聯(lián)合電力系統(tǒng)的調(diào)頻方式中調(diào)度 中心配置了AGC軟件，按照預(yù)定數(shù)學模型和調(diào)節(jié)準則確定各調(diào)頻電廠的調(diào)節(jié)量，通過遠動下行通道把指令下到各廠站機組，形成各調(diào)節(jié)機組的調(diào)節(jié)指令。（2分） 五、簡答題（每題5分，共25分） 26. 簡述同步

7、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的任務(wù)。 電壓控制，控制無功功率分配.提高同步發(fā)電機并聯(lián)運行穩(wěn)定性，改善電力系統(tǒng)運行條件，水輪機組實行強行減磁。（1分） 27.簡述電力系統(tǒng)靜態(tài)頻率特性的物理概念。 當頻率降低時，負荷按照自身的頻率特性，自動地減少了從系統(tǒng)中所取用的功率，（3分）使之與發(fā)電機所發(fā)出的功率保持平衡。（2分） 28.簡述電力系統(tǒng)中限制頻率下降的方法。 1）啟動旋轉(zhuǎn)備用容量；（1分） 2）啟動備用機組；（2分） 3）啟動低頻減載裝置。（2分） 29.簡述電力系統(tǒng)頻率崩潰現(xiàn)象。 當頻率下降到47～48HZ時，火電廠的廠用機械的出力將顯著降低，（2分）使鍋爐出力減少，導(dǎo)致發(fā)電廠輸出功率進一

8、步減少，致使有功功率缺額更為嚴重。于是系統(tǒng)頻率進一步下降，這樣的惡性循環(huán)將使發(fā)電廠運行受到破壞，從而造成頻率崩潰現(xiàn)象。（3分） 30.簡述自動并列裝置中頻率差調(diào)整的任務(wù)。 將待并發(fā)電機的頻率調(diào)整到接近于電網(wǎng)頻率時，頻率差趨向并列條件允許的范圍，以促成并列的實現(xiàn)。如果待并發(fā)電機的頻率低于電網(wǎng)頻率，則要求發(fā)電機升速，發(fā)升速脈沖。反之，應(yīng)發(fā)減速脈沖。（3分） 發(fā)電機的轉(zhuǎn)速按照比例調(diào)節(jié)準則，當頻率差值較大時，發(fā)出的調(diào)節(jié)量相應(yīng)大些。當頻率差值較小時，發(fā)出的調(diào)節(jié)量也就小些，以配合并列操作的工作。（2分） 六、分析題（共15分） 3分析恒定越前時間準同期并列裝置的原理。 恒定越前時間式準同步并列

9、裝置是在之前提前一個時間發(fā)出合閘命令，顯然這一提前的時間，應(yīng)為從發(fā)合閘脈沖起到斷路器主觸頭閉合止，中間所有元件的動作時間之和，其中主要為斷路器的合閘時間。（3分）為保證斷路器主觸頭閉合瞬間，越前時間應(yīng)不隨頻差、壓差而變化，是一個固定的數(shù)值，所以有恒定越前時間之稱。（2分）若之前恒定越前時間發(fā)出合閘命令時對應(yīng)的越前相角為，，的值是隨而變化的，其變化規(guī)律如圖。（2分） 32.分析正弦型整步電壓造成合閘誤差的原因。（5分） 當發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓不等時，正弦整步電壓不僅是相角差的函數(shù)，而且還與電壓差值有關(guān)。（2分）這就使得利用正弦整步電壓檢測并列調(diào)節(jié)的越前時間信號和頻差檢測信號引入了受電壓影

10、響的因素，尤其是造成越前時間信號的時間誤差，成為合閘誤差的主要原因。（3分） 七、計算題(每題10分，共20分) 33. 某電力系統(tǒng)中，與頻率無關(guān)的負荷占20％，與頻率一次方成正比的負荷占40％，與頻率二次方成正比的負荷占25％，與頻率三次方成正比的負荷占15％。求系統(tǒng)頻率由50HZ下降到46.5HZ時，負荷功率變化的百分數(shù)及負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KL* 解 頻率降為46.5Hz時，f*＝46.5／50＝0.93， PL* ＝ 0.2+0.4×0.93+0.25×0.932+0.15×0.933 ＝ 0.08+0.372+0.216+0.12=0.788 （ 4分）

11、 則 △PL* ＝ （1-0.788）×100%＝0.212 (2分) （4分） 34. 某電廠有兩臺發(fā)電機在公共母線上并聯(lián)運行。額定功率一號機為300MW，二號機為600MW額定功率因數(shù)都是0.85，勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)為：δ1=δ2=0.05。若系統(tǒng)無功負荷波動，使電廠無功增量為兩機組總無功容量的10%，問各機組承擔的無功負荷增量是多少？母線電壓變化量是多少？ 解〕 一號機的額定無功功率為 QN1=PN1tanφ1=300tan(cos-10.85)= 185.94（Mvar） 二號機的額定無功功率為 QN2=PN2tanφ2=600tan(cos-10.85)= 371.85（Mvar） (4分) 等值機的調(diào)差系數(shù) (2分) 母線電壓變化值 △U＊=-δ∑△Q∑＊=-0.05×0.1=-0.005 各機組無功增量 △Q1=△Q1＊·QN1=0.1×185.94=18.594（Mvar） (4分) △Q2=△Q2＊·QN2=0.1×371.85=37.185（Mvar）