电力系统与自动化控制技术考试题

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.电力系统自动化控制技术的基本原理包括：

a)稳态分析

b)动态分析

c)频率特性分析

d)以上都是

2.电力系统中的保护装置主要用于：

a)提高电力系统可靠性

b)降低电力系统故障率

c)防止设备过载

d)以上都是

3.电力系统中的继电保护分为：

a)过电流保护

b)电流差动保护

c)地震保护

d)以上都是

4.电力系统中的自动装置主要包括：

a)自动调节

b)自动控制

c)自动切换

d)以上都是

5.电力系统中的自动化设备主要包括：

a)保护装置

b)监测装置

c)控制装置

d)以上都是

答案及解题思路：

1.答案：d)以上都是

解题思路：电力系统自动化控制技术涉及稳态分析以了解系统在正常工作状态下的功能；动态分析以研究系统在发生故障或负荷变化时的响应；频率特性分析以评估系统稳定性和谐波控制。因此，所有选项都是其基本原理的一部分。

2.答案：d)以上都是

解题思路：保护装置的目的在于保证电力系统在发生故障或异常情况时，能够迅速准确地识别并隔离故障点，从而提高电力系统的可靠性，降低故障率，并防止设备过载导致损坏。

3.答案：d)以上都是

解题思路：继电保护是电力系统安全运行的重要保障，包括过电流保护、电流差动保护以及地震保护等多种类型，以应对不同类型的故障。

4.答案：d)以上都是

解题思路：自动装置在电力系统中起着关键作用，包括自动调节电压和频率、自动控制开关设备以及自动切换故障线路，以维持电力系统的稳定运行。

5.答案：d)以上都是

解题思路：电力系统中的自动化设备是构成自动化控制系统的基本组成部分，包括保护装置、监测装置和控制装置，共同实现电力系统的自动化控制。二、填空题1.电力系统自动化控制技术的研究领域包括电力系统调度自动化、继电保护自动化、电力系统运行状态监测与评估等。

2.电力系统中的保护装置按工作原理可分为电磁型保护、电子式保护、微机型保护等。

3.电力系统中的继电保护按保护对象可分为线路保护、变压器保护、发电机保护等。

4.电力系统中的自动化设备按功能可分为测量设备、控制设备、执行设备等。

5.电力系统中的自动化控制系统主要由控制对象、传感器、控制器等组成。

答案及解题思路：

1.答案：电力系统调度自动化、继电保护自动化、电力系统运行状态监测与评估

解题思路：根据电力系统自动化控制技术的研究方向，调度自动化涉及电网的运行管理，继电保护自动化关注于故障处理，运行状态监测与评估则是对电力系统运行状况进行实时监控。

2.答案：电磁型保护、电子式保护、微机型保护

解题思路：保护装置的工作原理决定其技术特性和应用场景，电磁型保护历史悠久，电子式保护基于电子元件，微机型保护则是采用微处理器技术。

3.答案：线路保护、变压器保护、发电机保护

解题思路：继电保护的对象决定了保护装置的类型和配置，不同的保护对象需要针对性的保护措施。

4.答案：测量设备、控制设备、执行设备

解题思路：自动化设备的功能决定了其在电力系统中的具体作用，测量设备用于数据采集，控制设备负责指令传递，执行设备则执行控制指令。

5.答案：控制对象、传感器、控制器

解题思路：自动化控制系统的基本组成反映了其工作原理，控制对象是被控制的设备或系统，传感器用于感知状态变化，控制器则是决策和指令下达的核心。三、判断题1.电力系统自动化控制技术可以提高电力系统的运行效率。（√）

解题思路：电力系统自动化控制技术通过自动调节电力系统的运行参数，优化运行状态，从而提高电力系统的运行效率。例如自动调节发电机组的发电出力，使电力系统供需平衡，减少损耗。

2.电力系统中的保护装置可以减少电力系统故障的发生。（√）

解题思路：电力系统保护装置能够在电力系统发生故障时迅速切断故障部分，防止故障扩大，从而减少电力系统故障的发生。例如过电流保护、过电压保护等。

3.电力系统中的继电保护可以提高电力系统的可靠性。（√）

解题思路：继电保护是电力系统中一种重要的保护方式，能够在电力系统发生故障时迅速切除故障，防止扩大，提高电力系统的可靠性。

4.电力系统中的自动化设备可以减少电力系统的运行成本。（√）

解题思路：自动化设备能够提高电力系统的运行效率，降低能源消耗，从而减少电力系统的运行成本。例如自动调节电力系统运行参数，实现节能降耗。

5.电力系统中的自动化控制系统可以实时监测电力系统的运行状态。（√）

解题思路：自动化控制系统通过采集电力系统的实时数据，对电力系统的运行状态进行实时监测，及时发觉异常情况，提高电力系统的运行稳定性。四、简答题1.简述电力系统自动化控制技术的基本原理。

答案：

电力系统自动化控制技术的基本原理是利用电子技术、计算机技术、通信技术和控制理论，实现对电力系统运行状态的实时监测、控制和管理。其核心原理包括：

闭环控制：通过设定控制目标，将实际状态与目标状态进行对比，根据差值进行调节，使系统趋向于预定状态。

反馈控制：系统通过将输出信号部分或全部返回输入端，与输入信号比较，调整系统输出，达到预定的功能指标。

分散控制：通过分布在系统不同部分的多个控制单元协同工作，实现系统的集中监控和分散控制。

数字化控制：利用数字计算机处理和执行控制指令，提高控制的精确度和可靠性。

解题思路：

解答时应从自动化控制的定义入手，阐述其基本原理，并重点解释闭环控制、反馈控制、分散控制和数字化控制等核心概念及其在电力系统中的应用。

2.简述电力系统中的保护装置的作用。

答案：

电力系统中的保护装置的主要作用是：

迅速切断故障电路：当系统发生故障时，保护装置能迅速切断故障部分，防止故障扩大。

保障人身安全：在系统故障时，保护装置能够迅速隔离故障区域，避免电击的发生。

减少设备损坏：通过及时切断故障，减少因故障引起的设备损坏和资源浪费。

维护系统稳定运行：保护装置的快速响应能够防止系统出现连锁反应，保障电力系统的稳定运行。

解题思路：

简述保护装置的作用时，应结合其安全、稳定、经济和高效等关键点展开。

3.简述电力系统中的继电保护按工作原理的分类。

答案：

电力系统中的继电保护按工作原理主要分为以下几类：

过电流保护：利用故障电流增大来触发保护。

过电压保护：根据故障产生的过电压进行触发。

差动保护：通过比较两侧电流或电压的差值来实现保护。

接地保护：检测系统中的接地电流来启动保护。

频率保护：根据系统频率变化来进行保护。

距离保护：根据故障距离来判断故障位置。

解题思路：

解答时需分别列举每种继电保护的工作原理和特点。

4.简述电力系统中的自动化设备按功能的分类。

答案：

电力系统中的自动化设备按功能可分为以下几类：

监控设备：如遥测、遥信设备，用于收集电力系统的运行数据。

控制设备：如继电器、执行器，用于根据监测数据进行控制操作。

保护设备：如保护继电器，用于在故障发生时迅速切断电路。

通信设备：如数据通信设备，用于系统内部和系统之间的信息交换。

辅助设备：如电源设备、散热设备，用于保证自动化系统的稳定运行。

解题思路：

根据设备的功能，分类阐述其在电力系统中的作用。

5.简述电力系统中的自动化控制系统的工作原理。

答案：

电力系统中的自动化控制系统的工作原理通常包括以下几个步骤：

1.信息采集：通过监测设备采集电力系统的运行状态。

2.数据处理：将采集到的信息进行处理，形成可以用于决策的数据。

3.控制决策：根据处理后的数据，系统控制策略。

4.执行操作：通过执行器对电力系统进行实际控制。

5.状态监测：实时监测系统的运行状态，反馈给控制中心。

解题思路：

描述自动化控制系统的工作流程，从信息采集到状态监测，解释每个环节的作用。五、计算题1.已知电力系统中的某一负荷，其功率因数为0.8，试求该负荷的无功功率。

解题步骤：

设该负荷的额定功率为P（单位：kW）。

功率因数cosφ=0.8。

无功功率Q=P×tanφ。

其中，tanφ=√(1cos²φ)。

公式：

Q=P×√(1cos²φ)

2.电力系统中的某一发电机组，其额定功率为100MW，额定电压为10kV，试求该发电机组在额定电压下的额定电流。

解题步骤：

设发电机组额定功率为P（单位：MW）。

额定电压为U（单位：kV）。

额定电流I=P×10^6/(U×√3)。

其中，√3为根号3，用于三相交流系统。

公式：

I=P×10^6/(U×√3)

3.已知电力系统中的某一线路，其额定电压为110kV，额定电流为1000A，试求该线路的额定功率。

解题步骤：

设线路额定电压为U（单位：kV）。

额定电流为I（单位：A）。

额定功率P=U×I。

注意，这里假设线路为三相四线制。

公式：

P=U×I

4.电力系统中的某一变压器，其额定电压比为10kV/110kV，额定容量为50MVA，试求该变压器的额定电流。

解题步骤：

设变压器额定电压比为k（单位：kV）。

额定容量为S（单位：MVA）。

额定电流I=S×10^6/(k×√3)。

其中，√3为根号3，用于三相交流系统。

公式：

I=S×10^6/(k×√3)

5.已知电力系统中的某一发电机，其额定功率为100MW，额定电压为10kV，试求该发电机在额定电压下的额定电流。

解题步骤：

设发电机额定功率为P（单位：MW）。

额定电压为U（单位：kV）。

额定电流I=P×10^6/(U×√3)。

其中，√3为根号3，用于三相交流系统。

公式：

I=P×10^6/(U×√3)

答案及解题思路：

1.答案：Q=P×√(1cos²φ)

解题思路：使用功率因数公式和三角函数关系计算无功功率。

2.答案：I=P×10^6/(U×√3)

解题思路：利用功率、电压和根号3的关系计算额定电流。

3.答案：P=U×I

解题思路：直接使用电压和电流的乘积计算功率。

4.答案：I=S×10^6/(k×√3)

解题思路：通过电压比和容量计算变压器的额定电流。

5.答案：I=P×10^6/(U×√3)

解题思路：类似于发电机组，使用功率、电压和根号3的关系计算额定电流。六、论述题1.论述电力系统自动化控制技术在提高电力系统运行效率方面的作用。

答案：

电力系统自动化控制技术能够显著提高电力系统的运行效率，具体体现在以下几个方面：

（1）实时监控：通过自动化控制系统，可以实现电力系统运行数据的实时采集、处理和分析，及时发觉问题并采取措施，从而提高运行效率。

（2）优化调度：自动化控制系统可以根据电力系统运行状态，进行实时优化调度，合理安排发电、输电、配电等环节，降低损耗，提高效率。

（3）节能减排：自动化控制系统可实时监测电力系统运行状态，对异常情况进行预警，避免浪费能源，降低能耗。

（4）提高设备利用率：通过自动化控制系统对设备进行实时监控和维护，可以延长设备使用寿命，提高设备利用率。

解题思路：

首先阐述电力系统自动化控制技术对提高电力系统运行效率的重要性，然后从实时监控、优化调度、节能减排、提高设备利用率等方面进行论述，结合实际案例进行说明。

2.论述电力系统中的保护装置在保障电力系统安全稳定运行中的重要性。

答案：

电力系统中的保护装置在保障电力系统安全稳定运行中具有极其重要的作用，主要体现在以下几个方面：

（1）快速切除故障：保护装置能够在发生故障时迅速切断故障电路，防止故障扩大，保障电力系统安全稳定运行。

（2）防止设备损坏：保护装置能够对设备过载、短路等故障进行及时切除，避免设备损坏，延长设备使用寿命。

（3）提高电力系统可靠性：保护装置能够及时发觉和排除故障，减少停电时间，提高电力系统可靠性。

（4）保障人员安全：保护装置能够对电力系统进行实时监控，及时发觉问题，保障人员安全。

解题思路：

首先阐述保护装置在保障电力系统安全稳定运行中的重要性，然后从快速切除故障、防止设备损坏、提高电力系统可靠性、保障人员安全等方面进行论述，结合实际案例进行说明。

3.论述电力系统中的继电保护在提高电力系统可靠性方面的作用。

答案：

继电保护是电力系统中一种重要的保护装置，其在提高电力系统可靠性方面具有以下作用：

（1）及时切除故障：继电保护能够在故障发生时迅速切断故障电路，防止故障蔓延，提高电力系统可靠性。

（2）减少停电时间：继电保护能够及时发觉并处理故障，缩短停电时间，提高电力系统可靠性。

（3）防止设备损坏：继电保护能够对设备过载、短路等故障进行及时切除，避免设备损坏，提高电力系统可靠性。

（4）提高电力系统抗干扰能力：继电保护能够抵御外部干扰，提高电力系统可靠性。

解题思路：

首先阐述继电保护在提高电力系统可靠性方面的作用，然后从及时切除故障、减少停电时间、防止设备损坏、提高电力系统抗干扰能力等方面进行论述，结合实际案例进行说明。

4.论述电力系统中的自动化设备在降低电力系统运行成本方面的作用。

答案：

电力系统中的自动化设备在降低电力系统运行成本方面具有显著的作用，具体表现在以下几个方面：

（1）提高设备利用率：自动化设备能够提高设备运行效率，降低设备损耗，从而降低运行成本。

（2）减少人工成本：自动化设备能够减少人工操作，降低人工成本。

（3）降低维护成本：自动化设备具有较好的自检、自修复功能，降低维护成本。

（4）减少能源消耗：自动化设备能够优化电力系统运行，降低能源消耗，从而降低运行成本。

解题思路：

首先阐述自动化设备在降低电力系统运行成本方面的作用，然后从提高设备利用率、减少人工成本、降低维护成本、减少能源消耗等方面进行论述，结合实际案例进行说明。

5.论述电力系统中的自动化控制系统在实时监测电力系统运行状态中的重要性。

答案：

电力系统中的自动化控制系统在实时监测电力系统运行状态中具有重要性，具体体现在以下几个方面：

（1）及时发觉故障：自动化控制系统能够实时监测电力系统运行状态，及时发觉故障，避免故障扩大。

（2）优化运行状态：自动化控制系统可以根据实时监测数据，对电力系统运行状态进行优化调整，提高运行效率。

（3）保障系统安全：自动化控制系统能够对电力系统进行实时监控，及时发觉安全隐患，保障系统安全。

（4）提高管理水平：自动化控制系统有助于提高电力系统管理水平，降低运行成本。

解题思路：

首先阐述自动化控制系统在实时监测电力系统运行状态中的重要性，然后从及时发觉故障、优化运行状态、保障系统安全、提高管理水平等方面进行论述，结合实际案例进行说明。七、综合题1.电力系统中的某一变电站，其进线电压为110kV，出线电压为10kV，试设计该变电站的继电保护配置。

答案：

主变压器保护：采用复合电压启动的过电流保护，配合低电压保护作为后备保护。

线路保护：采用相电流差动保护，配合零序电流保护。

母线保护：采用差动保护，并设置过电流保护和低电压保护作为后备。

断路器保护：采用短路电流保护的电流互感器，配合过电流保护。

非电量保护：包括温度保护、压力保护等。

解题思路：

分析变电站的电气主接线图，确定各电气设备的保护需求。

根据设备类型和电压等级选择合适的保护类型。

考虑保护之间的配合关系，保证保护动作的可靠性和选择性。

2.电力系统中的某一线路，其额定电压为110kV，额定电流为1000A，试设计该线路的自动装置配置。

答案：

重合闸装置：采用三相重合闸，配合过电流保护。

继电保护：采用相电流差动保护，配合零序电流保护。

自动调节装置：配备线路电流自动调节装置，以控制线路负载。

通信装置：配备线路状态监测通信装置，实现远程监控。

解题思路