2017年电力系统及其自动化考试试题及答案

2017年电力系统及其自动化考试试题及答案

1. 同步发电机并列时脉动电压周期为20s，则滑差角频率允许值ωsy为（ A ）。

A、0.1% B、0.2% C、0.26% D、0.52%

2. 同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（ D ）。

A、三角波 B、正弦波 C、方波 D、正弦脉动波

3. 下图四个脉动电压波形，最适合并列条件的是（ A ）。

4. 同步发电机励磁系统由（ A ）组成。

A、励磁调节器、励磁功率单元 B、同步发电机、励磁调节器 C、同步发电机、励磁功率单元

D、同步发电机、励磁调节器、励磁系统

5. 同步发电机并列方式包括两种，即（ B ）。

A、半自动准同期并列和手动准同期并列 B、准同期并列和自同期并列

C、全自动准同期并列和手动准同期并列 D、全自动准同期并列和半自动准同期并列

6. 在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU，RTU接到询问后回答的方式属于（ D ）。

A、主动式通信规约 B、被动式通信规约 C、循环式通信规约 D、问答式通信规约

7. 下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（ A ）。

A、交流励磁系统 B、直流励磁系统 C、静止励磁系统 D、自并励系统

8. 某同步发电机的额定有功出力为100MW，系统频率下降0.5Hz时，其有功功率增量为20MW，那么该机组调差系数的标么值R*为（ C ）。

A、20 B、-20 C、0.05 D、-0.05

9. 下列关于AGC和EDC的频率调整功能描述正确的是（ D ）。

A、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率二次调整。 B、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率三次调整。 C、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率一次调整。 D、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率三次调整。

t

A

B

t C

t D

t

us us

us

us 10. 在互联电力系统中进行频率和有功功率控制时一般均采用（ D ）。

A、有差调频法 B、主导发电机法 C、积差调频法 D、分区调频法

11. 电力系统的稳定性问题分为两类，即（ B ）。

A、静态稳定与动态稳定 B、静态稳定与暂态稳定 C、暂态稳定与动态稳定 D、电磁稳定与暂态稳定

12. 电力系统状态估计的正确表述是（ A ）。

A、对SCADA数据库的精加工 B、运行状态估计 C、事故预测 D、负荷预测

13. 发电机并列操作最终的执行机构是（ A ）。

A、断路器 B、分段器 C、隔离开关 14. 同步发电机励磁控制系统由（ C ）组成。

A、励磁调节器、励磁功率单元 B、同步发电机、励磁调节器

C、同步发电机、励磁调节器、励磁功率单元 D、同步发电机、励磁调节器、励磁系统

15. 电机励磁系统在下列哪种情况下需要进行强行励磁（ D ）。

A、发电机内部故障时 B、升压变压器故障时 C、正常停机时 D、故障快速恢复时

16. 同步发电机的励磁调节器由（ A ）三个单元组成。

A、测量比较、综合放大、移相触发 B、测量比较、整定电路、移相触发 C、整形电路、相敏电路、滤波电路 D、整形电路、相敏电路、积分电路

17. 直流励磁机励磁系统的优点是（ A ）。

A、控制方便 B、是静止的 C、无接触磨损 D、电压响应速度快

18. 当同步发电机进相运行时，其有功功率和无功功率的特点是（ D ）。D、重合器

A、从系统吸收有功功率，同时输出无功功率 B、从系统吸收有功功率，同时吸收无功功率 C、向系统输出有功功率，同时输出无功功率 D、向系统输出有功功率，同时吸收无功功率

19. 进行预想事故分析时，应采用快速潮流法仿真计算，主要包括（ C ）。

A、直流潮流法、牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法 B、交流潮流法、牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法 C、直流潮流法、等值网络法、P-Q分解法 D、交流潮流法、等值网络法、P-Q分解法

20. 电力系统发生有功功率缺额时，系统频率将（ C ）。

A、上升 B、不变 C、下降 D、不一定

21. 在互联电力系统区内的频率和有功功率控制用的最普遍的调频方法是（ C ）。

A、有差调频法 B、主导发电机法 C、积差调频法 D、分区调频法

22. 自动励磁调节器的强励倍数一般取（ D ）。

A、2～2.5 B、2.5～3 C、1.2～1.6 D、1.6～2.0

23. 分区调频法负荷变动判断（ B ）。

A、本区域负荷：Δf与ΔPtie同号;外区域负荷：Δf与ΔPtie同号 B、本区域负荷：Δf与ΔPtie同号;外区域负荷：Δf与ΔPtie异号 C、本区域负荷：Δf与ΔPtie异号;外区域负荷：Δf与ΔPtie同号 D、本区域负荷：Δf与ΔPtie异号;外区域负荷：Δf与ΔPtie异号

24. 下列关于主导发电机调频描述错误的是（ A ）。

A、属于有差调频

B、主导发电机安装无差调频器 C、其余发电机安装功率分配器 D、稳定运行点满足方程Δf=0

25. 下列不属于值班主机的任务是（ A ）。

A、监听次要通道的信息

B、与系统服务器及SCADA工作站通信 C、与各RTU通信，通信规约处理 D、切换装置的动作,设置终端服务器的参数

26. EMS发电计划的功能包括（ B ）。

A、火电计划：水电计划；交换计划；扩建计划 B、火电计划；水电计划；交换计划；检修计划 C、火电计划；核电计划；交换计划；检修计划 D、火电计划；水电计划；调度计划；检修计划

27. 电力系统中期负荷预测的时间范围是（ C ）。

A、1小时以内 B、1日到1周 C、1月到1年 D、数年到数十年

28. 馈线远方终端FTU 的设备包括（ D ）。

A、路灯、环网柜、短路器 B、柱上、变电所、开闭所 C、路灯、环网柜、开闭所 D、柱上、环网柜、开闭所

29. 重合器的特点是（ D ）。

A、比普通断路器价格便宜

B、能开断短路电流，不能单独作为主保护开关 C、不能开断短路电流，不能单独作为主保护开关 D、性能与普通断路器相似，但具有多次重合功能

30. 主站与子站间通常采用的通信方案是（ A ）。

A、单模光纤 B、多模光纤 C、自愈式单环 D、自愈式双环

1、解：

''1）允许合闸相角差ey=2arcsinih.max( Xq+Xx)/2x1.82E\"q

''=2 arcsin2x1x(0.128+0.22)/ 2x1.8x2x1.05

=2 arcsin0.09206=10.56（°）=0.184(rad)

2）ΔtQF=0.4x0.2=0.08s

Δtc=0.05s

允许滑差sy=ey/(ΔtQF+Δtc)= 0.184/(0.08+0.05)=1.42 rad/s 3) Ts=2π/sy=2π/1.42=4.42s

2、解：同步发电机矢量图

EqGUGjIGxdjIPxdIPIGIQjIQxdUjIXEqGGdIGxd

3、解： 4、解：

ffh*PJHf20.04fN50PqeKL*Pfheffh*1KL*ffh*(2分)

8001.825000.04668.1MW11.80.04ΔP* (4分)2500MW 800MW Δf* 48Hz 50Hz

5、解：

⑴ 两系统都参加一次调频时

△f=0.09434 Hz △Pab=-19.8 MW

⑵ A系统参加一次调频，B系统不参加一次调频时

△f=0.16854 Hz △Pab=43.26 MW

⑶ 两系统都不参加一次调频时

△f=1.6667 Hz △Pab=-16.6667 MW

6、解：

⑴ 两系统都参加一次、二次调频，两系统都增发50MW时

△f=0.03145 Hz △Pab=-23.27 MW

⑵ 两系统都参加一次调频，A系统参加二次调频并增发60MW时

△f=0.0566 Hz △Pab=8.1132 MW

⑶ 两系统都参加一次调频，B系统参加二次调频并增发60MW时

△f=0.0566 Hz △Pab=-51.887 MW

7、解：

n1由fPL得：ak1k1nbk2PLak1k 由fPk得：2akPkbk2ak 8、解：

UtmaxUtminU1tmaxU1tminU1tPmaxRtQmaxXT302.515406.136kV(3分)U1max110PminRtQminXT122.57402.719kVU1min114U1maxUtmax1106.136U2N6.3109.06kV(3分)U2max6U1minUtmin1142.719U2N6.3106.22kVU2min6.6

11(U1tmaxU1tmin)(109.06106.22)107.(2分)22取U1t107.25的分接头6.3(1106.036)6.106.0(2分)107.256.3(1142.719)6.536.6107.25U2maxU2min9、解：

'U2maxU1P1maxRQ1maxX153012150120101.25kV(2分)U1120P1minRQ1minX10308150120107.5kV(2分)U1120

'U2minU1'U2107.5UtminU2N11112.62kV(2分)U2min10.5取U1t107.25的分接头，那么kUQC2cmaxX10、解：

'U2maxU2cmaxk107.2510.25(2分)11210.5101.252k10.510.254.57(2分)15010.25由系统结构可以得到：ˆPˆPˆP123ˆˆPˆP2P45PˆPˆPˆ346(3分)ˆPˆ90Pˆ66Pˆ26Pˆ22PˆPˆ42PˆPˆ50Pˆ902Pˆ662Pˆ262Pˆ222Pˆ422Pˆ502JP123456222222323424342(2分)ˆ、Pˆ、Pˆ求偏导，得：上式分别对P234JˆPˆ902Pˆ662PˆPˆ2202P23224ˆP2JˆPˆ902Pˆ262PˆPˆ5002P23334ˆP3Jˆ222PˆPˆ222PˆPˆ5002P42434ˆP4ˆ65，Pˆ26，Pˆ23解以上三式得：P234

(1分)(1分)(1分)ˆ91ˆ42，Pˆ49代入数学模型得：P，P156(2分)

1. 自同期并列

将未加励磁电流的发电机升速至接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值时进行并网操作属于自同期并列。 2. 准同期并列

将发电机组加上励磁电流，在并列条件符合时进行并网操作为准同期并列。 3. 强行励磁

在某些故障情况下，使发电机转子磁场能够迅速增强，达到尽可能高的数值，以补充系统无功功率确额。 4. 等微增准则

运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷称为等微增准则。 5. 负荷的调节效应

负荷的有功功率随着频率而改变的特性叫作负荷的功率—频率特性，也称负荷的调节效应。

6. 频率调差系数

单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数。 7. 电压调整

电力系统中使供各用户的电压与额定电压的偏移不超过规定的数值。 8. 励磁电压响应比

励磁电压在最初0.5s内上升的平均速率为励磁电压响应比。 9. 二次调频

频率的二次调整是通过调频器反应系统频率变化，调节原动力阀门开度调节转速，使调

整结束时频率与额定值偏差很小或趋于零。 10. RTU

远方终端（RTU）是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，检测并传输各终端（发电厂或变电站）的信息，并执行调度中心发给厂、所的命令。 11. 码元：每个信号脉冲为一个码元。 12. 数码率：每秒传送的码元数。 13. 信息速率：系统每秒传送的信息量。

14. 误码率：数据传输中错误码元数与总码元数之比。 15. 循环式通信规约

由RTU循环不断地向主站传送信息的方式为循环式通信规约。 16. 问答式通信规约

由主站询问各RTU，RTU接到主站询问后回答的方式为问答式通信规约。 17. 超短期负荷预测

1小时以内的负荷预测为超短期负荷预测，适用于质量控制、安全监视、预防控制。 18. 短期负荷预测

1日到1周的负荷预测为短期负荷预测，适用于火电分配及水火协调。 19. 中期负荷预测

1月到1年的负荷预测为中期负荷预测，适用于机组检修。 20. 长期负荷预测

数年到数十年的负荷预测为长期负荷预测，适用于电源发展及网络规划。

1． 同步发电机并列的理想条件表达式为：fG=fX、UG=UX、δe=0。

2． 若同步发电机并列的滑差角频率允许值为ωsy =1.5%，则脉动电压周期为 1.33s 。 3． 某台装有调速器的同步发电机，额定有功出力为100MW，当其有功功率增量为10MW

时，系统频率上升0.25Hz，那么该机组调差系数的标么值为R*= 0.05。

4． 同步发电机并网方式有两种：将未加励磁电流的发电机升速至接近于电网频率，在滑差

角频率不超过允许值时进行并网操作属于自同期并列；将发电机组加上励磁电流，在并列条件符合时进行并网操作属于准同期并列。

5． 采用串联补偿电容器可以补偿输电线路末端电压，设电容器额定电压为UNC=0.6kV，容

量为QNC=20kVar的单相油浸纸制电容器，线路通过的最大电流为IM=120A，线路需补偿的容抗为XC=8.2Ω，则需要并联电容器组数为m=4，串联电容器组数为n=2。 6． 系统通信信道包括电力载波通信、光纤通信、微波中继通信和卫星通信三种。

7． 系统通信规约可分为两类。由主站询问各RTU，RTU接到主站询问后回答的方式属于

问答式规约；由RTU循环不断地向主站传送信息的方式属于循环式规约。 8． 能量管理系统中RTU的测量数据有四类，即模拟量、开关量、数字量、脉冲量。 9． 常用的无功电源包括同步发电机、同步调相机、并联电容器、静止无功补偿器。 10. 馈线自动化的实现方式有两类，即就地控制、远方控制。

11. 同步发电机常见的励磁系统有直流励磁机、交流励磁机、静止励磁系统，现代大型机组采用的是静止励磁系统。

12. 励磁系统向同步发电机提供励磁电流形式是直流。 13. 电力系统的稳定性问题分为两类，即静态稳定、暂态稳定。 14. 电力系统发生有功功率缺额时，必然造成系统频率小于额定值。 15. 电力系统负荷增加时，按等微增率原则分配负荷是最经济的。

16. 就地控制馈线自动化依靠馈线上安装的重合器和分段器来消除瞬时性故障隔离永久性故障，不需要和控制中心通信。

17. 同步发电机励磁系统由励磁调节器和励磁功率单元两部分组成。 18. AGC属于频率的二次调整，EDC属于频率的三次调整。 19. 发电机自并励系统无旋转元件，也称静止励磁系统。

20. 直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统通常有滑环、电刷，其可靠性不高。 21. 采用积差调频法的优点是能够实现负荷在调频机组间按一定比例分配，且可以实现无差调频，其缺点是动态特性不够理想、各调频机组调频不同步，不利于利用调频容量。 22. 频率调整通过有功功率控制来实现，属于集中控制；电压调整通过无功功率控制来实现，属于分散控制。

23. 远方终端的任务是数据采集、数据通信、执行命令、打印显示等。 24. 差错控制对错误信号进行纠正，可分奇校验和偶校验两种校验方式。 25. EMS发电计划的功能包括火电计划、水电计划、交换计划、检修计划。 26. 馈线远方终端FTU的设备包括柱上开关、变电所、开闭所。

27. 分区调频法负荷变动判断依据是：对本区域负荷Δf与ΔPtie同号；对外区域负荷Δf与ΔPtie异号。

28. 当同步发电机进相运行时，其有功功率和无功功率的特点是向系统输出有功功率、同时吸收无功功率。

29. 自动励磁调节器的强励倍数一般取1.6～2.0。

30. 重合器与普通断路器的区别是普通断路器只能开断电路，重合器还具有多次重合功能。

1..... 电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节？

电力系统频率二次调整的无差调节：①主导发电机法；②积差调频法（或增加：改进积差调频法）；③分区调频法。 2..... 自动发电控制系统的基本任务？

自动发电控制系统的基本任务：①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹配；②保持系统频率为额定值；③控制区域联络线的交换功率与计划值相等；④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。

3..... 电力系统常用的无功功率电源有哪些？

电力系统常用的无功功率电源：①同步发电机；②同步调相机；③并联电容器；④静止无功补偿器。

4..... 电力系统调度的主要任务。

电力系统调度的主要任务：①保证供电质量的优良；②保证系统运行的经济性；③保证较高的安全水平；④保证提供强有力的事故处理措施。 5..... 远程自动抄表系统的组成部分。

远程自动抄表系统的组成部分：①具有自动抄表功能的电能表；②抄表集中器；③抄表交换机；④信息处理机。

6..... 变电所综合自动化系统的基本功能有哪些？

变电所综合自动化系统的基本功能：①监控；②微机保护；③电压无功综合控制；④低频减负荷及备用电源自投控制；⑤通信。 7..... 同步发电机励磁控制系统的基本任务。

同步发电机励磁控制系统的基本任务：①稳定电压；②合理分配无功功率；③提高同发电机并联运行稳定性；改善电力系统运行条件。 8..... 能量管理系统中RTU的测量数据有几类？

能量管理系统中RTU的测量数据：①模拟量；②开关量；③数字量；④脉冲量。 9..... 远程自动抄表系统的典型方案。

远程自动抄表系统的典型方案：①总线式抄表系统；②三级网络的远程自动抄表系统；③采用无线电台的远程自动抄表系统；④防止窃电的远程自动抄表系统。 10. .. 变电所综合自动化系统的结构形式有哪些？

变电所综合自动化系统的结构形式：①集中式；②分布集中式；③分散与集中式相结合；④分散式。

11. .. 同步发电机并列的理想条件是什么？

同步发电机并列的理想条件：fG=fX、UG=UX、δe=0。 12. .. 常用的无功电源包括哪些？

常用的无功电源：①同步发电机；②同步调相机；③并联电容器；④静止无功补偿器。

13. .. 同步发电机的励磁系统有哪几类？

同步发电机的励磁系统：①直流励磁机；②交流励磁机；③静止励磁系统。 14. .. 电力系统远方终端的任务是什么？

远方终端的任务是：①数据采集；②数据通信；③执行命令；④打印显示等。 15. .. 简述直流励磁机励磁系统的优缺点。

直流励磁机励磁系统的优缺点：优点是结构简单；缺点是靠机械整流子换向，有炭刷和整流子等转动接触部件；维护量大，造价高；励磁系统的容量受。 16. .. 简述交流励磁机励磁系统的优缺点。

交流励磁机励磁系统的优缺点：优点有励磁系统的容量不受；不受电网干扰，可靠性高；无炭粉和铜末引起电机线圈污染，绝缘的寿命较长；缺点有无法对励磁回路进行直接测量；对整流元件等的可靠性要求高。 17. .. 简述静止励磁机励磁系统的优缺点。

静止励磁机励磁系统：优点有结构简单、可靠性高、造价低、维护量小；无励磁机，缩短机组长度，可减少电厂土建造价；直接用可控硅控制转子电压，可获很快的励磁电压响应速度；缺点有保护配合较复杂。 18. .. 简述电力系统的分区分级调度。

电力系统的分区分级调度：①国家调度机构；②跨省、自治区、直辖市调度机构；③省、自治区、直辖市级调度机构；④省辖市级调度机构；⑤县级调度机构。 19. .. 值班前置主机的主要任务是什么？

值班前置主机的主要任务：①与系统服务器及SCADA工作站通信；②与各RTU通信，通信规约处理；③切换装置的动作；④设置终端服务器的参数 20. .. 强行励磁的基本作用是什么？

强励的基本作用：①有利于电力系统的稳定运行；②有助于继电保护的正确动作；③有助于缩短短路故障切除后母线电压的恢复时间；④有助于电动机的自启动过程。

1、某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列，系统的参数为已归算到以发电机额定容量为基准的标么值。一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗Xq''为0.128；系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路之和为0.22；断路器合闸时间为tQF0.4s，它的最大可能误差时间为tQF的20%；自动并列装置最大误差时间为0.05s；待并发电机允许的冲击电流值为ih''.max2IGE。求允许合闸相角差ey、允许滑差sy与相应的脉动电压周期。

2、同步发电机等值电路如下，试绘制其矢量图。

Xd Eq IG UG

3、在某电力系统中，与频率无关的负荷占25%，与频率一次方成比例的负荷占40%，与频率二次方成比例的负荷占15%，与频率三次方成比例的负荷占20%。当系统频率由50Hz下降到48Hz时，系统KL*值为多少？

4、某电力系统用户总功率为Pfhe=2500MW，系统最大功率缺额Pqe=800MW，负荷调节效应系数KL*=1.8。自动减负荷装置接入后，期望恢复频率为ffh=48 Hz。试计算：

ΔP(1) 残留的频率偏差标幺值Δffh* (2) 接入减负荷装置的总功率PJH (3) 在图中标出Pfhe及Pqe位置和大小

Δf* 48H50H

5、AB两电力系统由联络线相连。已知A系统KGA800MW/Hz，KLA50MW/Hz，

PLA100MW；B系统KGB700MW/Hz,KLB40MW/HzPLB50MW。求在下列情

况下系统频率的变化量△f 和联络线功率的变化量△Pab。 （1）两系统所有机组都参加一次调频；

（2）A系统机组参加一次调频，而B系统机组不参加一次调频； （3）两系统所有机组都不参加一次调频；

6、仍按第5题中已知条件，计算下列情况下的频率变化量△f 和联络线上流过的功率△Pab。

（1）AB两系统所有机组都参加一次、二次调频，A、B两系统机组都增发50MW； （2）AB两系统机组均参加一次调频，A系统机组参加二次调频，增发60MW； （3）AB两系统机组均参加一次调频，B系统机组参加二次调频，增发60MW； 7、有n台发电机组共同承担负荷，它们的耗量特性分别为：

FkakPk2bkPkckk1,2,n

试推导耗量微增率λ与PL的关系式fPL以及λ与Pk的关系式fPk（忽略网

络损耗和各机组的功率限额）。

8、如下图所示，变压器参数及负荷功率均为已知数据。变压器高压侧最大负荷时的电压为110kV，最小负荷时的电压为114kV。相应负荷母线允许电压范围为6~6.6kV。试选择变压器分接头。

SN=31.5MVA 110±2×2.5% / 6.3 kV 2.5+j40 RT+jXT 110~114kV Smax=30+j15MVA Smin =12+j7 MVA 9、如下图所示，变压器变比为110±2×2.5% /11 kV，励磁支路和线路对地电容均被忽略。送端电压为120 kV且保持不变，受端电压要求保持为10.5 kV。采用电容器进行无功功率补偿，试确定其补偿容量。

U1=120kV Z=30+j150 U2 Smax=15+j12MVA Smin =10+j8 MVA 10、如下图所示的简单系统，各支路有功功率的测量值均已标在图中。忽略线路功率损耗，

求各支路有功功率的最佳估计值。

P5=42

P2=66

P1=90

P4=22

P3=26

P6=50

一、填空题

1、过渡过程结束时，被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值之差叫做 余差 。 2、对PID调节器而言，当积分时间TI，微分时间TD0时，调节器呈 比例 调

节特性。

3、串级调节系统中，主回路是一个 定值 调节系统。

4、由于系统中物料或者能量的传递需要克服一定的阻力而产生的滞后被称为___容量滞后

________。

5、在被控对象的输入中，__控制变量_____________应该比干扰变量对被控变量的影响更大。 6、积分时间愈__长___________，积分作用愈弱。

7、自动调节系统方块图中，给定值R，测量值Z和偏差e三者之间的关系是E=R-Z 。 8、确定调节阀气开气关型式主要应考虑__生产的安全性______________。

9、当一个调节器的输出信号同时送给两个调节阀，这两个调节阀工作在不同的信号区间，则构成的控制系统为_分程___________控制系统。

10、与反馈控制能够克服所有干扰不同，前馈控制能够克服___一______种干扰。 11、实际生产中，为了保持系统足够的稳定程度，一般取衰减率为 0.75 到 0.9 。 12、 过渡过程时间 是衡量系统控制快速性的指标。

13、串级调节系统中，副回路是一个 随动 控制系统。

14、按照控制算法分类可以将过程控制系统分为：简单 、 复杂 和 先进或

高级控制系统 。

15、过程控制系统两种基本的建模方法为 机理法建模 和 测试法建模 。

16、最大动态偏差占被控量稳态值的百分比称为 超调量 。

二、简答题

1、怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律？

2、调节器的比例度、积分时间、微分时间变化对系统过渡过程分别有何影响？ 三、分析题

1、如图示为锅炉汽包液位调节系统，试回答以下问题： 1) 试设计前馈-反馈控制系统实现控制，画出流程图； 2) 确定阀门的气开气关形式； 3) 确定控制器的正反作用。

给水蒸汽

1）采用双冲量控制系统，引入蒸汽流量的前馈控制，使蒸汽负荷变化时首先由前馈控制系统克服，从而减少液位的波动。流程图如下： 乙炔气 电石 冷水 乙炔

发TC 生器

TT

出料

2）在气源中断时，从安全角度，应该开大阀门，使给水进入防止锅炉烧干，因此选择气关阀；

3）由于阀门为气关阀，对象特性为“＋”，所以控制器为正作用控制器。

2、如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故，采用温度――液位串级控制。 1) 此串级控制系统的主副被控变量各是什么？ 2) 试设计一温度—－液位串级控制系统完成该控制方案 （即将图示的氨冷器控制系统示意图补充完整）； 3)试画出温度――液位串级控制系统的方块图； 4)确定气动调节阀的气开气关形式，并说明原因；

液氨TTTC气氨铜液LTLC5)确定主副调节器的正反作用。

1）主被控变量为铜液出口温度，副被控变量为液位。 2）串级控制系统的示意图如下所示：

气氨铜液LTTTTCLC液氨

3）方块图如下所示：

干扰E1R1－干扰TCR2E2－LCZ2P调节阀Q液位对象温度对象液位测量变送Z1温度测量变送

4）当气源中断时，为了确保氨冷器内有一定的汽化空间，应该选择气开调节阀； 5）液位控制器作用方向的确定：

当液位升高时，应该关小调节阀，调节阀为气开阀，故液位控制器为反作用；

温度控制器作用方向的确定：温度对象为“－”作用方向，依据使系统称为负反馈的原则，温度控制器应该为正作用

3、乙炔发生器是利用电石和水来产生乙炔气的装置，示意 图如图所示。为了降低电石消耗量，提高乙炔气的收率， 确保生产安全，工艺上要求发生器温度恒定，通常通过调 节冷水流量来控制温度的恒定。试设计温度控制系统，画 出工艺控制流程图，并画出该控制系统的方块图，指出控

制系统的被控对象、被控变量、调节变量以及可能存在的干扰量。工艺控制流程图如下图所示。

乙炔气 电石 冷水 乙炔 发生TC 器 TT

出料 控制系统方块图如下图所示。

T0 调节器 调节阀 乙炔发生器 T － 测量变送

蒸汽给水 被控对象：乙炔发生器； 被控变量：乙炔发生器的温度； 调节变量：冷水流量；

干扰量：冷水温度、压力，电石进料量、成分等。