合肥工业大学 电力系统自动装置原理 考试试题(有答案)

电力系统自动装置原理考试试题 合肥工业大学一、单项选择题（每题1分，共5分）1. 可以根据线性整步电压周期的大小判别（ A ）A.频率差 B.电压差C.相角差 D.导前时间2.强励时间不允许超过规定值的原因是 （ C ）A 发电机定子绕组发热限制 B发电机定子绕组长时间欠励磁C 发电机转子绕组发热限制 D发电机转子绕组长时间欠励磁3.对励磁系统进行分析，首先要求写出控制系统各个单元的（ B ）A 饱和函数 B传递函数C 换算关系 D电压方程4.励磁电压响应比表征的励磁电压上升的平均速率的时间范围是（ C ）A 最初0.2s内 B最初0.3s内C最初0.5s内 D最初1s内5.发电机并列操作中，当电压幅值不等时，冲击电流主要为（ B ）A 有功电流分量 B无功电流分量C 空载电流分量 D短路电流分量二、多项选择题。（每题2分，共10分）6. 在正弦交流电压信号中含有的信息包括 （ ACD ）A 电压幅值 B脉冲值C 相角 D 频率E带宽7. 与无限大母线并联运行的机组，调节它的励磁电流，数值改变的是（ BD ）A发电机有功功率的数值 B发电机无功功率的数值 C 功率因数角 D功率角 E 发电机端电压8. 自动低频减载装置的组成包括： （ CDE ）A自动重合闸 B低电压启动回路C低频继电器 D延时元件E 跳闸执行回路9.衡量电力系统电能质量的指标包括 （ ADE ）A电压B电感C 电容 D频率 E 波形10.电力系统的电压和无功功率调节系统，主要的组成环节包括（ ABCD ）A电容器 B电抗器C 发电机组 D变压器 E 调速器三、填空题（每空1分，共10分）11.发电机转子及其励磁回路都随轴转动，因此不能在转子回路中接入 灭磁设备。12. 为使无功负荷得到合理分配，两直接并联的同步发电机的外特性 都应向右下倾，且完全重合。13.励磁顶值电压是励磁功率单元在强行励磁时可能提供的 最高输出电压值。14.当同步发电机在空载额定电压情况下，发电机电压超调量应不大于阶跃量的50%。15.在实行解列操作时，解列点的选择应尽量满足本系统负荷需要同时不能造成 功率过剩。 16.电力系统有电压崩溃危险时一般系统频率低于 45HZ。17.多台发电机并联运行，其中无差调节特性的机组数不能大于 1。18.发电机的转速按照比例调节原则，要求与频率差值成比例的是输出的调节脉冲时间。19.电力系统实际运行时，计划负荷与实际负荷不可能完全一致，承担这部分计划外负荷的发电厂是 调频电厂。20.电力系统解列成几个子系统运行时，必须考虑各子系统的 最大功率缺额。四、名词解释（每题3分，共15分）21.准同期并列 先给待并发电机加励磁，使发电机建立起电压，调整发电机的电压和频率，在与系统电压和频率接近相等时，选择合适的时机，使发电机电压与系统电压在相角差接近0时合上并列断路器，将发电机并入电网。22.整步电压自动并列装置,检测并列条件的电压称为整步电压。23.强励倍数通常将励磁顶值电压与额定励磁电压的比值称为强励倍数。（3分）24.交流励磁机励磁系统同步发电机的励磁机也是一台交流同步发电机，其输出电压经大功率整流器整流后供给发电机转子，100MW以上同步发电机组普遍采用交流励磁机励磁系统。（3分） 25.自动发电控制AGC在联合电力系统的调频方式中调度中心配置了AGC软件，按照预定数学模型和调节准则确定各调频电厂的调节量，通过远动下行通道把指令下到各厂站机组，形成各调节机组的调节指令。（2分）五、简答题（每题5分，共25分）26. 简述同步发电机励磁系统的任务。电压控制，控制无功功率分配.提高同步发电机并联运行稳定性，改善电力系统运行条件，水轮机组实行强行减磁。（1分）27.简述电力系统静态频率特性的物理概念。当频率降低时，负荷按照自身的频率特性，自动地减少了从系统中所取用的功率，（3分）使之与发电机所发出的功率保持平衡。（2分）28.简述电力系统中限制频率下降的方法。1）启动旋转备用容量；（1分）2）启动备用机组；（2分）3）启动低频减载装置。（2分）29.简述电力系统频率崩溃现象。当频率下降到4748HZ时，火电厂的厂用机械的出力将显著降低，（2分）使锅炉出力减少，导致发电厂输出功率进一步减少，致使有功功率缺额更为严重。于是系统频率进一步下降，这样的恶性循环将使发电厂运行受到破坏，从而造成频率崩溃现象。（3分）30.简述自动并列装置中频率差调整的任务。将待并发电机的频率调整到接近于电网频率时，频率差趋向并列条件允许的范围，以促成并列的实现。如果待并发电机的频率低于电网频率，则要求发电机升速，发升速脉冲。反之，应发减速脉冲。（3分）发电机的转速按照比例调节准则，当频率差值较大时，发出的调节量相应大些。当频率差值较小时，发出的调节量也就小些，以配合并列操作的工作。（2分）六、分析题（共15分）3分析恒定越前时间准同期并列装置的原理。恒定越前时间式准同步并列装置是在之前提前一个时间发出合闸命令，显然这一提前的时间，应为从发合闸脉冲起到断路器主触头闭合止，中间所有元件的动作时间之和，其中主要为断路器的合闸时间。（3分）为保证断路器主触头闭合瞬间，越前时间应不随频差、压差而变化，是一个固定的数值，所以有恒定越前时间之称。（2分）若之前恒定越前时间发出合闸命令时对应的越前相角为，的值是随而变化的，其变化规律如图。（2分）32.分析正弦型整步电压造成合闸误差的原因。（5分）当发电机电压与系统电压不等时，正弦整步电压不仅是相角差的函数，而且还与电压差值有关。（2分）这就使得利用正弦整步电压检测并列调节的越前时间信号和频差检测信号引入了受电压影响的因素，尤其是造成越前时间信号的时间误差，成为合闸误差的主要原因。（3分）七、计算题(每题10分，共20分)33. 某电力系统中，与频率无关的负荷占20，与频率一次方成正比的负荷占40，与频率二次方成正比的负荷占25，与频率三次方成正比的负荷占15。求系统频率由50HZ下降到46.5HZ时，负荷功率变化的百分数及负荷调节效应系数KL* 解 频率降为46.5Hz时，f*46.5500.93，PL* 0.2+0.40.93+0.250.932+0.150.933 0.08+0.372+0.216+0.12=0.788 （ 4分）则 PL* （1-0.788）100%0.212 (2分) （4分）34. 某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行。额定功率一号机为300MW，二号机为600MW额定功率因数都是0.85，励磁调节器的调差系数为：1=2=0.05。若系统无功负荷波动，使电厂无功增量为两机组总无功容量的10%，问各机组承担的无功负荷增量是多少？母线电压变化量是多少？解 一号机的额定无功功率为 QN1=PN1tan1=300tan(cos-10.85)= 185.94（Mvar）二号机的额定无功功率为 QN2=PN2tan2=600tan(cos-10.85)= 371.85（Mvar） (4分)等值机的调差系数 (2分)母线电压变化值 U=-Q=-0.050.1=-0.005各机组无功增量 Q1=Q1QN1=0.1185.94=18.594（Mvar） (4分) Q2=Q2QN2=0.1371.85=37.185（Mvar）