七级数学第十章-数据的收集整理与描述-复习练习题(完整版)

[七级数学]第十章数据的收集整理与描述复习练习题（完整版）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载）

第十章数据的收集、整理与描述复习练习题（二）[七级数学]第十章数据的收集整理与描述复习练习题（完整版）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载）1．下列调查中，调查方式选择正确的是（）A．为了了解100个灯泡的使用寿命，选择全面调查；B．为了了解某公园全年的游客流量，选择全面调查；C．为了了解生产的50枚炮弹的杀伤半径，选择全面调查；D．为了了解一批袋装食品是否有防腐剂，选择全面调查．2.为了解某初中学校学生的视力情况，需要抽取部分学生进行调查，下列抽取学生的方最合适的是（）A．随机抽取该校一个班级的学生B．随机抽取该校一个年级的学生 C．随机抽取该校一部分男生 D．分别从该校初一、初二、初三年级中各班随机抽取10%的学生 3.某地区有8所高中和22所初中,要了解该地区中学生的视力情况,下列抽样方式获得的数据最能反映该地区中学生视力情况的是()A.从该地区随机选取一所中学里的学生B.从该地区30所中学生里随机选取800名学生C.从该地区的一所高中和一所初中各选取一个年级的学生D.从该地区的22所初中里随机选取400名学生4.4为了了解某市八年级学生的肺活量，从中抽样调查了500名学生的肺活量，这项调查中的样本是（）A、某市八年级学生的肺活量 B、从中抽取的500名学生的肺活量 C、从中抽取的500名学生 D、5005.为了解某市参加中考的32000名学生的体质情况，抽查了其中1600名学生的体重进行统计分析．下面叙述正确的是（）A、32000名学生是总体B、1600名学生的体重是总体的一个样本C、每名学生是总体的一个个体D、以上调査是普查6．为了了解一批电视机的寿命，从中抽取100台电视机进行试验，这个问题的样本是（）A．这批电视机；B．这批电视机的寿命；C．抽取的100台电视机的寿命；D．100．7．滨州市教育局为了了解实行课改后七年级学生在家的学习时间，应采用的最佳调查方式是（）A．对所有学校进行全面调查B．抽取农村和城区部分学校进行调查C．只对一所学校进行调查D．只对城区学校进行调查8．为了了解某校七年级500名学生的身高情况，从中抽取了100名学生进行测量，这100名学生的身高是（）A．总体的一个样本B．个体C．总体D．样本容量9．今年我市有9万名初中毕业生参加升学考试，为了了解9万名考生的数学成绩，从中抽取2000名考生数学成绩进行统计分析．在这个问题中总体是（）A．9万名考生B．2000名考生C．9万名考生的数学成绩D．2000名考生的数学成绩10.期末统考中，甲校优秀人数占30％，乙校优秀人数占35％，则两校优生人数（）11．某校公布了该校反映各年级学生体育达标情况的两张统计图，该校七、八、九三个年级共有学生800人。甲、乙、丙三个同学看了这两张统计图后，甲说：“七年级的体育达标率最高。”乙说：“八年级共有学生264人。”丙说：“九年级的体育达标率最高。”甲、乙、丙三个同学中，说法正确的是（）A．甲和乙B．乙和丙C．甲和丙D．甲和乙及丙12.某校对学生上学方式进行了一次抽样调查，图是根据此次调查结果所绘制的扇形同就，已知该学校2560人，被调查的学生中汽车的有21人，则下列四种说法中，不正确的是（）A.被调查的学生有60人B.被调查的学生中，步行的有27人C.估计全校骑车上学的学生有1152人D.扇形图中，乘车部分所对应的圆心角为54°13．如图的两个统计图，女生人数多的学校是（）．Ａ．甲校Ｂ．乙校Ｃ．甲、乙两校女生人数一样多 Ｄ．无法确定14.如图是两户居民家庭全年各项支出的统计图.根据统计图，下列对两户教育支出占全年总支出的百分比作出的判断中，正确的是（）A.甲户比乙户大B.乙户比甲户大C.甲、乙两户一样大D.无法确定哪一户大15.某校九（1）班的全体同学最喜欢的球类运动用图所示的统计图来表示，下面说法正确的是（）A．从图中可以直接看出全班同学初中三年来喜欢各种球类的变化情况；B．从图中可以直接看出喜欢各种球类的具体人数；C．从图中可以直接看出全班的总人数；D．从图中可以直接看出全班同学现在最喜欢各种球类的人数的大小关系。16．为了了解某校九年级学生的体能情况，随机抽查了其中50名学生，测试1分钟仰卧起坐的成绩（次数），进行整理后绘制成如图所示的频数分布直方图（注：15~20包括15，不包括20，以下同），请根据统计图计算成绩在20~30次的频率是（）A、0.4B、0.5C、0.6D、0.717．某学生某月有零花钱元，其支出情况如图所示，那么下列说法不正确的是A．该学生捐赠款为0.6a元B.捐赠款所对应的圆心角为240°C.捐赠款是购书款的倍D.其他支出占％18.如图，下列说法正确的是（）A.步行人数最少只为90人B.步行人数为50人C.坐公共汽车的人数占总数的50％D.步行与骑自行车的人数和比坐公共汽车的人数要少19．一个班有40名学生，在期末体育考试中，优秀的有18人，在扇形统计图中，代表体育优秀扇形的圆心角是()A.144°B.162°C.216°D.250°20.统计得到的一组数据有80个，其中最大值为141，最小值为50，取组距为10，可以分成（）A.10组B.9组C.8组D.7组21.在频数分布直方图中，各小长方形的高等于相应组的（）A.组距B.组数C.频数D.频率22.某单位有职工100名，按他们的年龄分成8组，在40～42（岁）组内有职工32名，那么这个小组的频率是（）A.0.12B.0.38C.0.32D.23.一个扇形统计图中，扇形A、B、C、D的面积之比为2∶3∶3∶4，则最大扇形的圆心角为（）A.80°B.100°C.120°D.150°24.在绘制频数分布直方图中，已知某个小组的一个端点是70，组距是4，则另一个端点是（）A.74B.66C.74或66D.7625.株洲市关心下一代工作委员会为了了解全市初三学生的视力状况，从全市30000名初三学生中随机抽取了500人进行视力测试，发现其中视力不良的学生有100人，则可估计全市30000名初三学生中视力不良的约有（） A、100人 B、500人C、6000人 D、15000人26.某校为举办“庆祝建党90周年”的活动，从全校1400名学生中随机调查了280名学生，其中有80人希望举办文艺演出，据此估计该学校希望举办文艺演出的学生人数为（）A．1120 B．40027.能清楚地看出各部分与总数之间的百分比关系的是（）.A．条形统计图B．扇形统计图C．折线统计图D．以上均可以28.（2021年桂林3分）下面调查中，适合采用全面调查的事件是()A、对全国中学生心理健康现状的调查 B、对我市食品合格情况的调查C、对桂林电视台《桂林板路》收视率的调查 D、对你所在的班级同学的身高情况的调查二、解答题根据统计表提供的信息，回答下列问题：（1）a=根据统计表提供的信息，回答下列问题：（1）a=，b=，c=；（2）如果用扇形统计图表示这次抽样成绩，那么成绩在89.5～100.5范围内的扇形的圆心角为度；（3）若竞赛成绩80分（含80分）以上的为优秀，请你估计该校本次竞赛成绩优秀的学生有人．分组频数频率59.5～69.530.0569.5～79.512a79.5～89.5b0.4089.5～100.5210.35合计c12.（2021山东日照，19，8分）卫生部修订的《公共场所卫生管理条例实施细则》从今年5月1日开始正式实施，这意味着“室内公共场所禁止吸烟”新规正式生效．为配合该项新规的落实，某校组织了部分同学在“城阳社区”开展了“你最支持哪种戒烟方式”的问卷调查，并将调查结果整理后分别制成了如图所示的扇形统计图和条形统计图，但均不完整．请你根据统计图解答下列问题：（1）这次调查中同学们一共调查了多少人？（2）请你把两种统计图补充完整；3.（2021福建莆田，20，8分）“国际无烟日”来临之际,小敏同学就一批公众在餐厅吸烟所持的态度(彻底禁烟、建立吸烟室、其他)进行了调查,并把调查结果绘制成如图1、2的统计图,请根据下面图中的信息回答下列问题:图1图2(1)被调查者中,不吸烟者中赞成彻底禁烟的人数有___________;(2)本次抽样调查的样本容量为_______;(3)被调查者是,希望建立吸烟室的人数有_____人;(4)某市现有人口约300万人,根据图中的信息估计造成在餐厅彻底禁烟的人数约有________万人.4.（2021福建龙岩，21，10分）为庆祝建党90周年，某校团委计划在“七•一”前夕举行“唱响红歌”班级歌咏比赛，要确定一首喜欢人数最多的歌曲为每班必唱歌曲．为此提供代号为A、B、C、D四首备选曲目让学生选择，经过抽样调查，并将采集的数据绘制如下两幅不完整的统计图．请根据图①，图②所提供的信息，解答下列问题：（1）本次抽样调查的学生有名，其中选择曲目代号为A的学生占抽样总数的百分比是%；（2）请将图②补充完整；（3）若该校共有1200名学生，根据抽样调查的结果估计全校共有多少名学生选择此必唱歌曲？（要有解答过程）5.（2021福建省漳州市，21,8分）漳州市某中学对全校学生进行文明礼仪知识测试，为了解测试结果，随机抽取部分学生的成绩进行分析，将成绩分为三个等级：不合格、一般、优秀，并绘制成如下两幅统计图（不完整）．请你根据图中所给的信息解答下列问题：（1）请将以上两幅统计图补充完整；（2）若“一般”和“优秀”均被视为达标成绩，则该校被抽取的学生中有人达标；（3）若该校学生有1200人，请你估计此次测试中，全校达标的学生有多少人？6.（2021福建泉州，22，9分）心理健康是一个人健康的重要标志之一．为了解学生对心理健康知识的掌握程度，某校从800名在校学生中，随机抽取200名进行问卷调查，并按“优秀”、“良好”、“一般”、“较差”四个等级统计，绘制成如下的频数分布表和频数分布直方图．程度频数频率优秀600.3良好100a一般b0.15较差c0.05请根据图表提供的信息，解答下列问题：（1）求频数分布表中a、b、c的值．并补全频数分布直方图；（2）请你估计该校学生对心理健康知识掌握程度达到“优秀”的总人数．7.（2021梧州）在今年法国网球公开赛中，我国选手李娜在决赛中成功击败对手夺冠，称为获得法国网球公开赛冠军的亚洲第一人．某班体育委员就本班同学对该届法国网球公开赛的了解程度进行全面调查统计，收集数据后绘制了两幅不完整的统计图，如图（1）和图（2）．根据图中的信息，解答下列问题：（1）该班共有________名学生；（2）在图（1）中，“很了解”所对应的圆心角的度数为_________；（3）把图（2）中的条形图形补充完整．8．玉树大地震发生后，小超把本年级同学的捐款情况统计并制成图表，如下金额（元）人数频率10≤x＜20400.120≤x＜30800.230≤x＜40m0.440≤x＜50100n50≤x＜60200.05请根据图表提供的信息解答下列问题：（1）表中m和n所表示的数分别是多少？（2）补全频数分布直方图。9．为了解某地区20万读者对工具书、小说、诗歌、漫画四类图书的喜爱情况，根据老年人、成年人、青少年各年龄段的实际人口比例3:5:2，随机抽取一定数量的读者进行调查（每人只选一类图书），统计结果如下（所绘统计图不完整）：（1）本次调查了名读者，其中青少年有名.（2）补全两幅统计图.（3）请估计该地区成年人中喜爱小说的读者大约有多少人？10.（2021北海）小华是某校八年级一班的学生，他班上最高的男生大伟的身高是174cm，请你根据上面不完整的频率分布表，解答下列问题：(1)表中和所表示的数分别为＝，＝请你根据上面不完整的频率分布表，解答下列问题：(1)表中和所表示的数分别为＝，＝；(2)小华班上男生身高的极差是cm；(3)若身高不低于165cm的男生可以参加选拔，则符合条件的男生占全班男生的百分之几？频率分布表分组频数频率150≤＜15510.03155≤＜160120.40160≤＜16580.27165≤＜1700.20170≤＜175311.低碳生活备受关注.小明为了了解人们到某超市购物时使用购物袋的情况，利用星期日到该超币对部分购物者进行调查，并把调查结果绘制成两幅不完整的统计图.假设当天每人每次购物时都只用一个环保购物袋（可降解）或塑料购物袋（不可降解）.A一自备环保购物袋B一自备塑料购物袋C一购买环保购物袋D一购买塑料购物袋根据以上信息，回答下列问题：（1）小明这次调查到的购物人数是人次；（2）补全两幅统计图；（3）若当天到该超市购物者共有2000人次，请你估计该天使用环保购物袋有人次，使用塑料购物袋有人次；（4）在大力倡导低碳生活的今天，你认为在购物时应尽量使用购物袋.（填“环保”或“塑料”）12.某校为了了解400名学生体育加试成绩，从中抽取了部分学生的成绩（满分为40分，成绩均未整数），绘制了频数分布表和频数分布直方图（如图），请结合图表信息解答下列问题：（1）补全频数分布表和频数分布直方图；（2）如果分数在31分以上（含31分）的同学属于优良，请你估计全校约有多少人达到优良水平？13.（广西贵港）“校园”现象越来越受到社会的关注．为了了解学生和家长对中学生带的态度，某记者随机调查了城区若干名学生和家长的看法，调查结果分为：赞成、无所谓、反对，并将调查结果绘制成如下不完整的统计表和统计图：根据以上图表信息，解答下列问题：（1）统计表中的A＝_；（2）统计图中表示家长“赞成”的圆心角的度数为_度；14.哈市某中学为了解学生的课余生活情况，学校决定围绕“在欣赏音乐、读课外书、体育运动、其他活动中，你最喜欢的课余生活种类是什么？（只写一类）”的问题，在全校范围内随机抽取部分学生进行问卷调查，并将调查问卷适当整理后绘制成如图所示的不完整的条形统计图，其中最喜欢欣赏音乐的学生占被抽取人数的12％，请你根据以上信息解答下列问题：（1）在这次调查中，一共抽取了多少名学生？（2）最喜欢读课外书的学生占被抽取人数的百分数是多少？（3）如果全校有1000名学生，请你估计全校最喜欢体育运动的学生约有多少名？15.红星中学开展了“绿化家乡，植树造林”活动，并对该校的甲、乙、丙、丁四个班级种树情况进行了考察，并将收集的数据绘制了图①和图②两幅尚不完整的统计图.请根据图中提供的信息，完成下列问题：甲乙丙丁甲乙丙丁（１）这四个班共种_______________棵树.（２）请你补全两幅统计图.（３）若四个班种树的平均成活率是90%，全校共种树2000棵，请你估计这些树中，成活的树约有多少棵？16.光明中学七年级举行了一次“我最喜爱的学科”主题班会，对全年级学生喜爱“语文、数学、英语、地理”四个学科情况，进行问卷调查(每人只能选1个学科)，并将调查结果分别用图（1）和图（2）（不完整）表示.图(1) 图(2)（1）根据图中信息，求这次调查的学生总数;（2）补全条形统计图，并求图（1）中圆心角∠的度数.第十章共价键与分子结构（4学时）教学重点：1.共价键的形成、特点；2.了解物质的性质与分子结构和键参数的关系；教学难点：1.价层电子对互斥理论;2.杂化轨道理论。分子结构研究的内容包括：分子或晶体中直接相邻的原子或离子之间的化学键的类型及性质；分子或晶体中原子或离子的排布（空间构型）；分子与分子之间存在的相互作用力（范德华力）；分子的结构与物质的物理、化学性质的关系等。第一节现代价键理论离子键理论虽能很好地说明离子型化合物的生成和性质，但对于由相同原子结合形成的单质分子，例：H2、Cl2、N2等的形成，或由性质相近的非金属原子形成的化合物分子，例HCl、H2O等。其原子间的结合力和性质却不能以离子键理论说明。因为在这类分子的形成过程中原子间并无明显的电子得失，不可能由静电引力把组成分子的原子结合在一起。共价键理论就是说明这类化学键的形成、特点及结合力的本质的理论。1916年美国化学家路易斯为了说明分子的形成，提出了经典的价键理论。他认为分子中每个原子应具有稳定的稀有气体原子的电子层结构，但该结构不是靠电子转移，而是通过原子间共用一对或若干对电子来实现的。这种分子中原子间通过共用电子对结合形成的化学键称为共价键。例：该理论优点：解释了相同原子或性质相近的不同原子组成的分子。例Cl2HCl，.但也存在一些问题：如1、由经典静电理论，同性电荷应该相斥，而二个电子皆带负电荷，为何不相斥，反而互相配对。2、不能说明共价键的方向性。3、有些化合物分子，中心原子最外层电子数虽少于8（如BF3）或多于8（PCl5）也能稳定存在。为解决以上问题，最终由鲍林在前人基础上，提出了现代价键理论，简称VB法（电子配对法）。一、H2共价键的形成和本质从量子力学的观点来看，H2分子中两个原子核的共用电子对之所以能形成，是因为两个电子的自旋相反。这是保里不相容原理在分子结构上的应用。根据这一原理，只有自旋相反的电子才能占据同样的空间轨道；而分子中两个电子要取同样的空间运动状态，必须自旋相反。1．H2共价键的形成当两个H原子从远处彼此接近，它们之间的相互作用渐渐增大，如图，表明了H2分子形成过程能量随核间距的变化。在距离较近时，原子间的相互作用和电子的自旋方向有密切的关系。如果自旋方向相反，在到达平衡距离R0以前，随着R的减小，电子运动的空间轨道发生重叠，电子在两核间出现机会较多，即电子密度较大，体系的能量随着R的减小，不断降低。直到R=R0，出现能量最低值D，原子间的相互作用主要表现为吸引。这种吸引作用使生成H2分子时放出能量，达到稳定状态。在达到平衡距离以后，R进一步缩小时，原子核之间存在的斥力使体系的能量迅速升高；这种排斥作用，又将H原子核推回平衡位置。因此，稳定状态的H2分子中的两个原子，是在平衡距离R0附近振动。故R0为H2分子的核间距离，等于H2分子共价键的键长。R0=74pm如果电子的自旋是平行的，那么原子间的相互作用总是推斥的。因此，氢的推斥态不可能形成稳固的分子。总的来说，这两种结果是：两原子自旋相反↑↓，电子云分布在核间比较密集，能量降低，形成H2；两原子自旋方向相同↑↑，电子云分布在核间比较稀疏，能量升高，不能形成分子。2．共价键的本质：当自旋相反的两个单电子，相互接近时，由于原子轨道的正正重叠（或负负重叠），核间产生电子云密度较大的区域，从而把两个带正电的核吸引在一起，体系能量下降，可形成稳定的分子，这种结合力就是共价键。二、现代价键理论的基本要点对于H2的讨论推广到双原子和多原子分子，其基本要点如下：1．自旋相反的成单电子相互接近时，核间电子密度较大，可形成稳定的化学键。2．共价键有饱和性：一个原子有几个未成对电子，就可与几个自旋相反的电子配对成键，这便是共价键的“饱和性”。例如：Cl：1s22s22p63s23p5两个Cl原子各有一个未成对的p电子，可组成p-p单键的双原子分子Cl2，当第三个Cl原子接近Cl2分子时，就没有条件再结合成“Cl3”分子。Cl原子中未成对电子数=共价数Be：1s22s2没有未成对电子，则不能形成Be2分子。3．共价键有方向性：这是因为，共价键尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向形成，叫做最大重叠原理。也就是说，轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越大，而形成的共价键也就越稳定。三、共价键的类型——σ键和π键1．重叠方式：对于具有未成对s和p电子的成键原子来说，可形成s-s，p-s，px-px，py-py，pz-pz的重叠成键。这些原子轨道之间可以有两种成键方式：一种是沿着键轴的方向以“头碰头”的方式发生轨道重叠。课件10页如，s-s（H2分子中的键）px-s（HCl分子中的键）px-px（Cl2分子中的键）轨道重叠部分是沿着键轴呈圆柱型而分布的，这种键称为σ键。另一种原子轨道以“肩并肩”的方式发生轨道重叠，课件11页如px-px成σ键后py-py，pz-pz的轨道重叠部分通过键轴有一个镜面，镜面上下（或前后）两部分符号相反，所以具有镜面反对称性，这种键称为π键。2．N2分子的结构N:1s22s22p3，两个氮原子可形成一个共价叁键而构成N2分子。由于成键方式不同，N2分子中一个是“头碰头”成键，两个是“肩并肩”成键，所以N2分子中叁键包含一个σ键，两个π键，且两个π键的成键方向互相垂直。3．σ键与π键的对比：重叠方式对称情况重叠程度键能化学活泼性σ键头碰头沿键轴方向呈圆柱型对称大大不活泼π键肩并肩镜面反对称小小活泼（易反应）4．与重键的关系：从成键原子间的成键情况看共价键有单键和重键。按价键理论，单键是σ键，重键中总是包含π键。单键σ键F2双键σ键+π键O2叁键σ键+2π键N2四、配位共价键按共用电子对提供方式的不同，共价键又可分为正常共价键和配位共价键。前面所讨论的共价键的共用电子对都是由成键的两个原子各提供一个电子组成的，称为正常共价键。此外，还有一类共价键，其共用电子对完全是由一个成键原子单独提供的。这种由一个原子单独提供共用电子对而形成的共价键称为配位共价键，简称配位键。形成配位键时，提供电子对的原子称为电子对给予体，接受电子对的原子称为电子对接受体。配位键用“→”表示，箭头方向由电子对给予体指向电子对接受体，以区别于正常共价键。例如：应该指出的是，正常共价键与配位键的差别仅仅表现在形成过程中，虽然共用电子对的提供方式不同，但在形成化学键后，两者是没有差别的。例如，在H3O+中，三个O-H键是完全等同的。形成配位键的条件是：（1）电子对给予体最外层有孤对电子；（2）电子对接受体有可接受孤对电子的空轨道。五、共价键参数：表征化学键性质的物理量，如：电负性、键能、键长、键角和键的极性等叫键参数。（一）键能：表征原子间相互作用强弱。1．定义：在101.3kPa，298K条件下，拆开1molAB(理想气体，标态)为A、B(理想气体，标态)时过程的焓变，称为AB键的键能，严格地叫标准键离解能。AB（g）→A（g）+B（g）△H0298（AB）例如：H2的键能为：H2（g）→2H(g)D(H-H)=△H0298(H2)=436kJ/mol双原子分子，键能就等于键的离解能D。多原子分子：键能和离解能有区别，例如，NH3分子中有三个等价的N-H键，但每个键的离解能是不一样的。这是因为在多原子分子中，两原子之间的键能虽然主要由两原子本身性质所决定，但也和分子中存在的其它原子略有关系。NH3(g)=NH2(g)+H(g)D1=435.1kJ/molNH2(g)=NH(g)+H(g)D2=397.5kJ/molNH(g)=N(g)+H(g)D3=338.9kJ/molNH3(g)=N(g)+3H(g)D总=D1+D2+D3=1171.5kJ/mol在NH3分子中N-H键的键能就是三个等价单键的总离解能平均值：△H0298(N-H)=1/3D总=390.5kJ/mol显然，N-H键的离解能在不同的多原子分子中数值是有差别的，但是一般差别并不算太大。不同的多原子分子中一种键的离解能很接近，我们取不同分子中相同键的离解能的平均值，作为平均键能。平均键能只是一个近似值。有的书上把平均键能统称为键能。2．键能的变化规律：a.键能与键数有关C-CC=CC≡C346610835kJ/molb.键能和原子半径有关：键能∝1/rc.键能和原子轨道的重叠有关重叠程度大，则键能大。一般，键能越大，键越牢固，由该键构成的分子也就越稳定。（二）键长1．定义：分子中两个原子核间的平衡距离叫做键长（或核间距）。2．键长的变化规律：同一主族元素的单质或同类化合物的双原子分子，键长随原子序数的增大而增加。F-FCl-ClBr-BrI-I键长(pm)141.8198.8228.4266.6同一原子间形成的单键、双键、叁键的键长各不一样，键数越多，则键长越短。C-C154pmC=C134pmC≡C120pm一般，两个原子间形成的键越短，表示化学键越强，越牢固。3．键能和键长的关系：键能越大，则键长越短。（三）键角：分子中键和键之间的夹角。是反映分子空间结构的重要因素之一。例如：H2O分子中两个H-O键之间的夹角是104.5°，∴H2O是角形结构；CO2分子中O-C-O键角等于180°，∴CO2分子是一个直线型分子。键角可通过光谱或衍射等结构实验来测定。（四）键的极性：同原子间的共价键不同原子间共价键电负性:相同不同电荷分布:对称不对称正负电荷重心:重合不重合键的性质:非极性共价键极性共价键一般，电负性差值越大，键的极性也越大。第二节价层电子对互斥理论-重点难点一、理论的基本要点1．价层电子对：在一个共价分子中，中心原子周围电子对排布的几何形状，主要决定于中心原子的价电子层中的电子对数（包括成键电子对和未成键的孤电子对）。这些电子对的位置倾向于分离得尽可能远些，使彼此间的排斥力最小。例：BeF2分子中Be（1s22s2）原子周围价电子层中共有4个电子（Be原子2个，两个F原子各1个），即两对，这两对电子只有彼此处于Be原子的两侧，才能使排斥力最小，因此BeF2分子的构型应为直线型F—Be—F。BF3中（B:2s22p1，3个价电子，三个F原子个1个，共6个价电子，3对），所以，BF3的结构是CH4中，C原子的价电子层中共有8个价电子（C:1s22s22p2，4个价电子，四个H原子各1个），这四对电子若按四面体方式排布彼此间排斥作用最小，因此，CH4分子应是四面体结构。2．价层电子对间斥力的大小：取决于电子对间的相距角度和电子对的成键情况。a.夹角越小，斥力越大；30°>60°>90°>120°>150°b.斥力：孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子对-成键电子对因为孤电子对只受到一个原子核的吸引，成键电子对受到两个原子核的吸引，故孤电子对间的排斥力最大。3．如果分子中有双键、叁键等多重键时，上述理论亦可适用，即将双键的两对电子和叁键的三对电子作为一个单键来处理。例如CO2分子中，O=C=O，C原子和两个O原子间各有一个双键，此双键仍作为一个单键处理，因为这两对电子分布在C原子相对的两侧斥力最小，所以CO2分子的构型应是直线型。二、理想的几何构型--记住课件40页价层电价层电子对的子对数键角几何构型2180°直线型3120°平面三角形4109.5°正四面体590°、120°三角双锥690°、180°正八面体三、判断分子几何构型的规则---重点1．确定中心原子价层电子对数：=（中心原子原有的价电子数+配体原子提供的电子数）×1/2例：NH3中，N:1s22s22p3，电子对数=(5+3)×1/2=4注a.卤族和氧族元素提供电子的情况：卤族元素氧族元素作为配体10作为中心原子76例：CO2价电子对数=(4+0)×1/2=2H2O价电子对数=(6+2)×1/2=4ClF3价电子对数=(7+1×3)/2=5b.讨论对象是离子：中心原子总的价电子数加上或减去离子电荷相应的电子数例：NO2-价电子对数=(5+0+1)×1/2=3NH4+价电子对数=(5+4-1)×1/2=42．根据中心原子周围的电子对数，选定价电子对的理想几何构型，出现奇数电子把单电子看作电子对。NO2价电子对数=(5+0)×1/2=5/2可看作3对电子3．确定分子的可能有的构型：一对电子连接一个配位原子成键电子对数=配位体数目剩余的就是孤电子对数4．如果一个分子可能有几种构型（要考虑全），根据角度最小的成键电子对、孤电子对之间相互排斥作用的大小，确定排斥力最小的最稳定构型。---重点难点（1）首先选角度最小孤电子对之间排斥作用数目最少的结构为稳定结构；（2）若孤电子对之间排斥作用数目相等，再选角度最小孤电子对与成键电子对之间排斥作用数目最少的结构为稳定结构；（3）若孤电子对与成键电子对之间排斥作用数目相等，则最后选角度最小成键电子对之间排斥作用数目最少的结构为稳定结构。例：ClF3价电子对数=(7+3)×1/2=5，价层电子对构型为三角双锥。成键电子对数=3，孤电子对数=2(a)(b)(c)首先分析键角（以中心原子为中心）找出角度最小的键角，上面三种排布中电子对间最小角度为90°，可将90°的各种排斥作用分析对比。构型(a)(b)(c)90°孤-孤电子对01(舍)090°孤-成电子对6(舍)4（最稳定）所以，ClF3有三种可能的分子构型，c是最稳定的分子构型（T型）。四、判断分子几何构型的实例1．中心原子价电子层有2对电子的分子构型BeCl2Cl-Be-ClNO2+BeF2BeH2CO2配位数与价电子数相等，都是直线型。2．中心原子价电子层有3对电子的分子构型BCl3SO2NO2NO2-3．中心原子价电子层有4对电子的分子构型CH4NH3H2O四面体三角锥形角型4．中心原子价电子层有5对电子的分子构型PCl5：三角双锥（配位体数与价电子数相等，电子对的构型与分子构型一致）ClF3可能有的构型（三种）最稳定的构型T型XeF2：在Xe的价电子层中共有10个价电子（Xe有8个，两个F原子各提供1个）即5对电子，5对价电子呈三角双锥结构，而XeF2有三对孤电子对。（a）(b)(c)首先找出最小的键角是90°(a)(b)(c)孤-孤0（最稳定）22所以，(a)构型即3对孤电子对位于等边三角形的顶角时排斥力最小，因此，XeF2最稳定的结构为直线型。5．中心原子价电子层有6对电子的分子构型SF6八面体XeF4(a)(b)首先找出最小的键角是90°(a)(b)孤-孤01所以，(a)构型稳定。孤-成86成-成45第三节轨道杂化理论—重点难点一、“杂化”和“杂化轨道”原子轨道在成键的过程中并不是一成不变的。同一原子中能量相近的某些原子轨道，在成键过程中重新组合成一系列能量相等的新轨道而改变了原有轨道的状态。这一过程称为“杂化”。所形成新轨道叫做“杂化轨道”。二、杂化理论的要点：例CH4中C：1s22s22p21．杂化是在分子形成过程中进行的；2．杂化的原子轨道必须是能量相近的；3．电子激发→轨道杂化→成键是同时进行的；4．杂化轨道的能量低于原来较高的原子轨道的能量,杂化轨道的成键能力比原来的原子轨道更强。三、杂化轨道的类型：s-p型杂化：课件20页1．sp杂化：BeCl2Be：2s22p0每条杂化轨道的成分：1/2s，1/2p；轨道夹角180°，呈直线型。2．sp2杂化：BF3B：2s22p1每条杂化轨道的成分：1/3s，2/3p；轨道夹角120°，呈平面三角形。3．sp3杂化：CH4C：2s22p2每条杂化轨道的成分：1/4s，3/4p；轨道夹角109.5°，呈四面体构型。四、NH3和H2O的结构：实验测定NH3分子的键角为107.3°，H2O分子的键角为104.5°。对于这样的事实如何来说明呢？对于NH3分子，成键的N原子电子层结构：1s22s22p3，有三个未成对的2p电子，若与H原子成键时，N原子不杂化，由于三个2p轨道互成90°，那所成的三个N-H键也应互成90°；若成键时N原子发生sp2杂化，由于三个sp2杂化轨道互成120°，那所成三个N-H键也应互成120°，即键角应为120°。可这些设想都不符合上述事实。同样，H2O分子也是，O原子电子层结构：1s22s22p4，有两个未成对的2p电子，若与H原子成键时，O原子不杂化，由于两个2p轨道互成90°，那所成的两个H-O键，也应互成90°，即键角为90°；若成键时O原子发生sp杂化，由于两个sp杂化轨道互成180°，那所成两个H-O键也应互成180°，即键角应为180°。那么这是怎么回事呢？为了解释上面的实验事实，在上述杂化理论的基础上提出了不等性杂化。不等性杂化对于NH3分子，成键过程中N原子还是杂化的，它发生的是sp3杂化，形成四个sp3杂化轨道，可是四个sp3杂化轨道中，有一个轨道被N原子已成对的一对2s电子（也称孤电子对）所占据，另外三个sp3杂化轨道与三个H原子的1s轨道重叠，形成三个N-H键。由于有一个sp3杂化轨道为孤电子对所占据，孤电子对就相当于一个成键电子对，但又有所不同，它更靠近N原子核，占的地方比一个单键更大些，对周围的其它成键电子对就有个排挤作用，这样所形成的三个N-H键之间就不是109.5°，而要小些，因此是107.3°。N：1s22s22p3对于H2O分子，成键时O原子发生sp3杂化，形成四个sp3杂化轨道，其中两个轨道分别为O原子本身的2s和2p上的两对孤电子对所占据，另外两个sp3杂化轨道与两个H原子的1s轨道重叠，形成两个O-H键。由于有两对孤电子对，它们对成键电子对的排挤作用更大，所以，两个O-H键之间夹角为104.5°，即键角为104.5°。O：1s22s22p4由于有的杂化轨道被孤电子对占据，因而所形成的杂化轨道中含的s成分就不完全一样，如NH3中，三个成键的sp3杂化轨道中s成分一样，但被孤电子的占据的sp3杂化轨道s成分就大。这种由于有孤电子对的占据而形成不完全等同的杂化轨道的过程就称作不等性杂化。第四节：分子间作用力和氢键上面讨论的化学键(离子键、共价键还有金属键)，都是分子内部原子间较强的结合力，是决定分子化学性质的主要因素。在分子与分子之间，还存在着较弱的作用力，它是决定物质的沸点、熔点、溶解度等物理性质的重要因素。为了更好地说明分子间作用力，我们先来看分子极化的问题。一、分子的极性1．什么是分子的极性？分子就整体而言，通常是电中性的，但其内部也是由带正电的核和核外电子组成的。与键一样，分子内部也有电荷分布是否均匀的问题，因此分子也有极性与否的问题。非极性分子：相同原子形成单质分子，并且分子正负电荷重心重合。H2、O2极性分子：不同原子形成单质分子，并且分子中正负电荷重心不重合。HCl分子电负性差键型分子类型Cl20非极性共价键非极性分子HCl>0极性共价键极性分子CO2>0极性共价键非极性分子NH3>0极性共价键极性分子SO2>0极性共价键极性分子BF3>0极性共价键非极性分子CCl4>0极性共价键非极性分子所以，键有极性，分子不一定有极性。2．分子极性与键极性的关系：分子的极性和键的极性都是反映体系内部电荷分布状况的物理量。不同的只是分子的极性是指整个分子而言，而键的极性是指分子中某个键来说的。在双原子分子中，键的极性反映着整个分子的极性。键无极性，其分子就无极性。多于两个原子的分子，分子的极性既取决于各个化学键，又取决于所有键的整体效果，也就是取决于分子的空间结构。例如：O—C—O中，电负性O>C，共用电子对偏向O，C—O键是极性键，但由于CO2的空间结构是线型对称的，两个C—O键的极性相互抵消，其正负电荷重心是重合的，CO2是非极性分子。BF3电负性F>B，但它的结构为正三角形，键的极性也能相互抵消，BF3是非极性分子。CCl4是正四面体构型，键的极性也能相互抵消，C原子在四面体的中心，分子无极性。3．偶极矩不同的极性分子，极性是不同的，那么如何表示分子极性的大小呢？分子电偶极矩是衡量分子极性大小的物理量。物理学中，把大小相等符号相反彼此相距为d的两个电荷（+q和-q）组成的体系称为偶极子，其电量与距离之积，就是分子电偶极矩（μ）。μ=q·d（d为正负电荷中心之间的距离）分子电偶极矩是一个矢量，既有数量，又有方向，方向从正极到负极。单位：C·m（电子的电荷q=1.6×10-19）4．偶极矩μ的应用：（1）判断分子有无极性：偶极矩μ=0的分子，非极性分子；偶极矩μ≠0的分子，就是极性分子。（2）判断分子极性的大小：对于相同类型的分子，偶极矩μ的数值越大，其分子的极性也越大。如：H2O的μ=6.17；H2S的μ=3.67∴H2O分子的极性比H2S分子的大。（3）判断分子的空间构型：常用于多于两个原子的分子，如实验测得NH3的μ≠0，所以NH3分子是极性分子。由此可推断NH3分子的空间构型不会是平面三角形，结合NH3分子中N的杂化类型，得出NH3分子是三角锥形的结构。分子极化任何分子都有正负电荷重心，任何分子又都有变形的性能。因而在外电场的作用下，分子的电荷重心可发生相对的位移，即分子发生变形，这个过程就叫分子的极化。1．非极性分子的极化：非极性分子正负电荷重心是重合的，但在外电场作用下，正负电荷重心可被拉开，发生变形并产生偶极，这叫诱导偶极（外电场除去，偶极也消除）。2．极性分子的极化：极性分子本身具有的偶极叫固有偶极，在没有外电场作用时，极性分子的固有偶极由于热运动，而杂乱排列。但在外电场作用下，杂乱无章的极性分子可按电场方向定向排列起来，同时由于电场的作用而使偶极加大（固有偶极+诱导偶极）产生一定的变形。二、分子间作用力如果将外电场换成极性分子本身所产生的电场，这就与上述情况相似，分子间彼此有相互作用，也就产生了分子间力，下面就分别来分析这方面的情况。取向力：极性分子相互接近时，固有偶极定向排列(异级相吸)产生的静电作用力的作用力。课件52页说明：a.取向力只存在于极性分子之间；b.分子的极性越强，取向力越大。2．诱导力：极性分子的固有偶极与极性分子或非极性分子的诱导偶极之间定向排列(异级相吸)产生的静电作用力叫诱导力。说明：a.诱导力的产生：极性分子与非极性分子间，极性分子与极性分子间，甚至极性分子和离子，离子和离子之间也有。b.极性分子的极性越大，诱导力越大；c.被诱导分子的变形性越大，相互之间的诱导力也越大。（半径较大的分子容易变形）3．色散力：每一分子内电子绕原子核高速运动,产生瞬时偶极,相邻分子之间瞬时偶极定向排列(异级相吸)产生的作用力。说明：a.色散力普遍存在于所有分子之间。b.与分子变形性有关：分子的变形性越大，色散力越大。由色散力的产生不难预知，在不同的分子间均应有色散力。实验表明，在绝大多数分子之间存在的分子间力（范德华力）都是以色散力为主的。只有极少数极性特别强的共价分子间才可能以取向力为主。H2O、NH3等少数分子间的取向力超过色散力，其它象HCl、HBr、HI、CO等分子间的作用力都是以色散力为主。可粗略地根据分子量的大小来比较不同物质分子间色散力的强弱。分子量越大，分子结构越复杂，分子间的色散力越强。无论哪种分子之间，诱导力总是占据次要地位。一般地，分子间的作用力越强，相应物质的熔沸点越高，故在比较非极性分子共价化合物的熔沸点相对高低时，可定性地由色散力的大小来判断（离子晶体用晶格能比较）。当然，分子间有氢键存在时，不能只考虑色散力，此时，氢键的作用力会越升至第一位。分子极性色散力诱导力取向力非-非√非-极√√极-极√√√4．分子间力的特点：（1）分子间力包括：取向力、诱导力、色散力，统称为范德华力；（2）分子间力无方向性、饱和性；（3）分子间作用力与分子距离有关，f∝1/r6，因此，在液态或固态的情况下，分子间力比较显著，而在气态时，分子间力很小；（4）分子间力的大小约几个或几十个kJ/mol5．分子间作用力对物质性质的影响：对熔沸点的影响：F2Cl2Br2I2聚集态气气液固非极性分子,只存在色散力分子量→增大,变形性→增大色散力→增大分子间力→增大随着分子间作用力的增大，熔沸点升高。三、氢键卤化氢的熔沸点随着分子量的加大而依次增加，HF分子量最小，按说其沸点应最小，但实际上却高于同族其它的氢化物，H2O也是这样。HFHFHClHIH2OH2SH2Te进一步研究发现，HF和H2O等熔沸点反常地升高是因为它们分子间除了分子间力外，还存在一种作用力，这就是氢键。1．定义：由半径很小，又带正电性的氢原子与另一个有孤电子对且电负性较大、半径较小的原子充分靠近时所产生的吸引力就叫氢键。用X-H···Y(X)表示。2．形成条件：（1）含有氢原子的分子；（2）与氢成键的原子的电负性要很大，通常是F、O、N等元素的原子；（3）与氢成键的原子还必须有孤电子对而且原子体积（半径）要小。3．本质：属于静电引力。4．特点：（1）键能在41.84KJ/mol以下，比化学键的键能小得多；（2）有方向性、饱和性。在H2O分子中，氧原子的电负性较大、半径较小、吸引电子的能力很强，因而电子云强烈地偏向氧原子，使氢原子好象“裸露”出来一样。由于它带正电荷，半径又特别小，就可以允许另一个水分子中的带负电荷的氧原子的电子云充分接近它，从而产生静电吸引作用，形成氢键。或者说，水分子中的氢原子可以同时和两个吸引电子能力很大、原子半径又小的氧原子相结合，其中，氢原子与一个氧原子以共价键相结合，同时又与另一个氧原子以氢键相结合，从而使水分子发生缔合现象。冰的结构中许多水分子都以氢键联系起来，形成巨大的缔合分子，其中每个水分子位于四面体中心，它与周围的四个水分子分别以氢键相连结，这样的结构不紧密，密度小。方向性：O-H···O在同一直线上，才能使另一水分子中的O原子充分接近H原子，形成稳定的氢键。饱和性:个氢原子一般只能和一个Y(X)原子成键。“裸露”的氢原子非常小，实际是镶嵌在Y的孤电子对的电子云中，如再与另一个Y(X)结合就要受到电子云的排斥，不能再成氢键。5．氢键的类型：（1）分子间氢键：两个分子之间H2O分子之间，NH3-H2O，HF分子之间对物质性质的影响：.可使物质的熔点、沸点升高。（2）分子内氢键：HNO3苯酚的邻位上有-CHO、-COOH、-OH、-NO2等时可形成氢键的螯合环。对物质性质的影响：a.使化合物的熔沸点下降，汽化热、升华热下降；b.使分子极性减弱，易溶于非极性溶剂。第五节原子晶体和分子晶体一、原子晶体在原子晶体中，占据在晶格结点上的质点是原子，原子之间是通过共价键相互结合在一起的。典型的原子晶体是金刚石，在金刚石中，每个C原子形成四个sp3杂化轨道，C原子间以共价键相连，形成正四面体，由于与一个C原子相邻的有4个C原子，所以C原子的配位数是4。属于原子晶体的单质还有可做半导体元件的单晶Si、Ge；化合物有：SiC、GaAs、SiO2、BN、AlN。SiC、GaAs等晶体的结构和金刚石类似，只是两种不同的原子相间排列而已。原子晶体中由于在各个方向上这种共价键是相同的，因此不存在独立的小分子，整个分子看成是一个大分子，晶体有多大，分子就有多大。SiO2的结构是每个Si原子位于四面体的中心，O原子位于四面体的顶点，每个O原子和2个Si原子相连，无限延伸。Si和O的配位数分别是4和2。在原子晶体中由于晶格结点间的作用力是共价键，比较牢固，键的强度较高，要拆开这种原子晶体中的共价键需要消耗较大的能量。所以，原子晶体的特点是：1．一般具有较高的熔点、沸点和硬度。在工业上常被选为磨料或耐火材料。金刚石的熔点高达4024K，硬度极大。2．延展性很小，性脆。3．一般是电的绝缘体，由于晶体中没有离子，所以固态、熔融态都不导电，但是某些原子晶体如硅、锗、砷化镓可作为优良的半导体材料。4．在一般溶剂中均不溶解。二、分子晶体在分子晶体中，分子占据着晶格结点的位置，分子可以是极性分子或非极性分子，晶格结点间是分子间作用力，某些分子晶体中还存在氢键（例如冰）。二氧化碳（俗称干冰）为分子晶体。干冰分子晶体中，质点间作用力是分子间力，但每个CO2分子内，C原子与O原子之间仍是共价键结合的。由于分子晶体中存在独立的小分子，如干冰存在着CO2小分子，从而化学式“CO2”确实能代表一个分子的组成。由于分子间力比化学键（共价键、离子键、金属键）弱的多，所以分子晶体的特点是：1．一般硬度较小，具有较低的熔点（一般低于580K左右）。2．有较大的挥发性，例如碘片、萘晶体等。3．是电的绝缘体，熔融状态也不导电。大多数共价型的非金属单质和化合物分子如卤素、氢、氢化物、水、氨、甲烷等均可形成分子晶体。电厂分散控制系统故障分析与处理单位：

摘要：归纳、分析了电厂DCS系统出现的故障原因，对故障处理的过程及注意事项进行了说明。为提高分散控制系统可靠性，从管理角度提出了一些预防措施建议，供参考。

关键词：DCS故障统计分析预防措施

随着机组增多、容量增加和老机组自动化化改造的完成，分散控制系统以其系统和网络结构的先进性、控制软件功能的灵活性、人机接口系统的直观性、工程设计和维护的方便性以及通讯系统的开放性等特点，在电力生产过程中得到了广泛应用，其功能在DAS、MCS、BMS、SCS、DEH系统成功应用的基础上，正逐步向MEH、BPC、ETS和ECS方向扩展。但与此同时，分散控制系统对机组安全经济运行的影响也在逐渐增加；因此如何提高分散控制系统的可靠性和故障后迅速判断原因的能力，对机组的安全经济运行至关重要。本文通过对浙江电网机组分散控制系统运行中发生的几个比较典型故障案例的分析处理，归纳出提高分散系统的可靠性的几点建议，供同行参考。

1考核故障统计

浙江省电力行业所属机组，目前在线运行的分散控制系统，有TELEPERM-ME、MOD300，INFI-90，NETWORK-6000，MACSⅠ和MACS-Ⅱ，XDPS-400，A/I。DEH有TOSAMAP-GS/C800，DEH-IIIA等系统。笔者根据各电厂安全简报记载，将近几年因分散控制系统异常而引起的机组故障次数及定性统计于表1

表1热工考核故障定性统计

2热工考核故障原因分析与处理

根据表1统计，结合笔者参加现场事故原因分析查找过程了解到的情况，下面将分散控制系统异常（浙江省电力行业范围内）而引起上述机组设备二类及以上故障中的典型案例分类浅析如下：

2.1测量模件故障典型案例分析

测量模件“异常”引起的机组跳炉、跳机故障占故障比例较高，但相对来讲故障原因的分析查找和处理比较容易，根据故障现象、故障首出信号和SOE记录，通过分析判断和试验，通常能较快的查出“异常”模件。这种“异常”模件有硬性故障和软性故障二种，硬性故障只能通过更换有问题模件，才能恢复该系统正常运行；而软性故障通过对模件复位或初始化，系统一般能恢复正常。比较典型的案例有三种：

（1）未冗余配置的输入/输出信号模件异常引起机组故障。如有台130MW机组正常运行中突然跳机，故障首出信号为“轴向位移大Ⅱ”，经现场检查，跳机前后有关参数均无异常，轴向位移实际运行中未达到报警值保护动作值，本特利装置也未发讯，但LPC模件却有报警且发出了跳机指令。因此分析判断跳机原因为DEH主保护中的LPC模件故障引起，更换LPC模件后没有再发生类似故障。另一台600MW机组，运行中汽机备用盘上“汽机轴承振动高”、“汽机跳闸”报警，同时汽机高、中压主汽门和调门关闭，发电机逆功率保护动作跳闸；随即高低压旁路快开，磨煤机B跳闸，锅炉因“汽包水位低低”MFT。经查原因系＃1高压调门因阀位变送器和控制模件异常，使调门出现大幅度晃动直至故障全关，过程中引起＃1轴承振动高高保护动作跳机。更换＃1高压调门阀位控制卡和阀位变送器后，机组启动并网，恢复正常运行。

（2）冗余输入信号未分模件配置，当模件故障时引起机组跳闸：如有一台600MW机组运行中汽机跳闸，随即高低压旁路快开，磨煤机B和D相继跳闸，锅炉因“炉膛压力低低”MFT。当时因系统负荷紧张，根据SOE及DEH内部故障记录，初步判断的跳闸原因而强制汽机应力保护后恢复机组运行。二日后机组再次跳闸，全面查找分析后，确认2次机组跳闸原因均系DEH系统三路“安全油压力低”信号共用一模件，当该模件异常时导致汽轮机跳闸，更换故障模件后机组并网恢复运行。另一台200MW机组运行中，汽包水位高Ⅰ值，Ⅱ值相继报警后MFT保护动作停炉。查看CRT上汽包水位，2点显示300MM，另1点与电接点水位计显示都正常。进一步检查显示300MM的2点汽包水位信号共用的模件故障，更换模件后系统恢复正常。针对此类故障，事后热工所采取的主要反事故措施，是在检修中有针对性地对冗余的输入信号的布置进行检查，尽可能地进行分模件处理。

（3）一块I/O模件损坏，引起其它I/O模件及对应的主模件故障：如有台机组“CCS控制模件故障"及“一次风压高低”报警的同时，CRT上所有磨煤机出口温度、电流、给煤机煤量反馈显示和总煤量百分比、氧量反馈，燃料主控BTU输出消失，F磨跳闸（首出信号为“一次风量低”）。4分钟后CRT上磨煤机其它相关参数也失去且状态变白色，运行人员手动MFT（当时负荷410MW）。经检查电子室制粉系统过程控制站（PCU01柜MOD4）的电源电压及处理模件底板正常，二块MFP模件死机且相关的一块CSI模件（（模位1-5-3，有关F磨CCS参数）故障报警，拔出检查发现其5VDC逻辑电源输入回路、第4输出通道、连接MFP的I/O扩展总线电路有元件烧坏（由于输出通道至BCS（24VDC），因此不存在外电串入损坏元件的可能）。经复位二块死机的MFP模件，更换故障的CSI模件后系统恢复正常。根据软报警记录和检查分析，故障原因是CSI模件先故障，在该模件故障过程中引起电压波动或I/O扩展总线故障，导致其它I/O模件无法与主模件MFP03通讯而故障，信号保持原值，最终导致主模件MFP03故障（所带A-F磨煤机CCS参数），CRT上相关的监视参数全部失去且呈白色。

2.2主控制器故障案例分析

由于重要系统的主控制器冗余配置，大大减少了主控制器“异常”引发机组跳闸的次数。主控制器“异常”多数为软故障，通过复位或初始化能恢复其正常工作，但也有少数引起机组跳闸，多发生在双机切换不成功时，如：

（1）有台机组运行人员发现电接点水位计显示下降，调整给泵转速无效，而CRT上汽包水位保持不变。当电接点水位计分别下降至甲-300mm，乙-250mm，并继续下降且汽包水位低信号未发，MFT未动作情况下，值长令手动停炉停机，此时CRT上调节给水调整门无效，就地关闭调整门；停运给泵无效，汽包水位急剧上升，开启事故放水门，甲、丙给泵开关室就地分闸，油泵不能投运。故障原因是给水操作站运行DPU死机，备用DPU不能自启动引起。事后热工对给泵、引风、送风进行了分站控制，并增设故障软手操。

（2）有台机组运行中空预器甲、乙挡板突然关闭，炉膛压力高MFT动作停炉；经查原因是风烟系统I/O站DPU发生异常，工作机向备份机自动切换不成功引起。事后电厂人员将空预器烟气挡板甲1、乙1和甲2、乙2两组控制指令分离，分别接至不同的控制站进行控制，防止类似故障再次发生。

2.3DAS系统异常案例分析

DAS系统是构成自动和保护系统的基础，但由于受到自身及接地系统的可靠性、现场磁场干扰和安装调试质量的影响，DAS信号值瞬间较大幅度变化而导致保护系统误动，甚至机组误跳闸故障在我省也有多次发生，比较典型的这类故障有：

（1）模拟量信号漂移：为了消除DCS系统抗无线电干扰能力差的缺陷，有的DCS厂家对所有的模拟量输入通道加装了隔离器，但由此带来部分热电偶和热电阻通道易电荷积累，引起信号无规律的漂移，当漂移越限时则导致保护系统误动作。我省曾有三台机组发生此类情况（二次引起送风机一侧马达线圈温度信号向上漂移跳闸送风机，联跳引风机对应侧），但往往只要松一下端子板接线（或拆下接线与地碰一下）再重新接上，信号就恢复了正常。开始热工人员认为是端子柜接地不好或者I/O屏蔽接线不好引起，但处理后问题依旧。厂家多次派专家到现场处理也未能解决问题。后在机组检修期间对系统的接地进行了彻底改造，拆除原来连接到电缆桥架的AC、DC接地电缆；柜内的所有备用电缆全部通过导线接地；UPS至DCS电源间增加1台20kVA的隔离变压器，专门用于系统供电，且隔离变压器的输出端N线与接地线相连，接地线直接连接机柜作为系统的接地。同时紧固每个端子的接线；更换部份模件并将模件的软件版本升级等。使漂移现象基本消除。

（2）DCS故障诊断功能设置不全或未设置。信号线接触不良、断线、受干扰，使信号值瞬间变化超过设定值或超量程的情况，现场难以避免，通过DCS模拟量信号变化速率保护功能的正确设置，可以避免或减少这类故障引起的保护系统误动。但实际应用中往往由于此功能未设置或设置不全，使此类故障屡次发生。如一次风机B跳闸引起机组RB动作，首出信号为轴承温度高。经查原因是由于测温热电阻引线是细的多股线，而信号电缆是较粗的单股线，两线采用绞接方式，在震动或外力影响下连接处松动引起轴承温度中有点信号从正常值突变至无穷大引起（事后对连接处进行锡焊处理）。类似的故障有：民工打扫现场时造成送风机轴承温度热电阻接线松动引起送风机跳闸；轴承温度热电阻本身损坏引起一次风机跳闸；因现场干扰造成推力瓦温瞬间从99℃突升至117℃，1秒钟左右回到99℃，由于相邻第八点已达85℃，满足推力瓦温度任一点105℃同时相邻点达85℃跳机条件而导致机组跳闸等等。预防此类故障的办法，除机组检修时紧固电缆和电缆接线，并采用手松拉接线方式确认无接线松动外，是完善DCS的故障诊断功能，对参与保护连锁的模拟量信号，增加信号变化速率保护功能尤显重要（一当信号变化速率超过设定值，自动将该信号退出相应保护并报警。当信号低于设定值时，自动或手动恢复该信号的保护连锁功能）。

（3）DCS故障诊断功能设置错误：我省有台机组因为电气直流接地，保安1A段工作进线开关因跳闸，引起挂在该段上的汽泵A的工作油泵A连跳，油泵B连锁启动过程中由于油压下降而跳汽泵A，汽泵B升速的同时电泵连锁启动成功。但由于运行操作速度过度，电泵出口流量超过量程，超量程保护连锁开再循环门，使得电泵实际出水小，B泵转速上升到5760转时突然下降1000转左右（事后查明是抽汽逆止阀问题），最终导致汽包水位低低保护动作停炉。此次故障是信号超量程保护设置不合理引起。一般来说，DAS的模拟量信号超量程、变化速率大等保护动作后，应自动撤出相应保护，待信号正常后再自动或手动恢复保护投运。

2.4软件故障案例分析

分散控制系统软件原因引起的故障，多数发生在投运不久的新软件上，运行的老系统发生的概率相对较少，但一当发生，此类故障原因的查找比较困难，需要对控制系统软件有较全面的了解和掌握，才能通过分析、试验，判断可能的故障原因，因此通常都需要厂家人员到现场一起进行。这类故障的典型案例有三种：

（1）软件不成熟引起系统故障：此类故障多发生在新系统软件上，如有台机组80%额定负荷时，除DEH画面外所有DCS的CRT画面均死机（包括两台服务器），参数显示为零，无法操作，但投入的自动系统运行正常。当时采取的措施是：运行人员就地监视水位，保持负荷稳定运行，热工人员赶到现场进行系统重启等紧急处理，经过30分钟的处理系统恢复正常运行。故障原因经与厂家人员一起分析后，确认为DCS上层网络崩溃导致死机，其过程是服务器向操作员站发送数据时网络阻塞，引起服务器与各操作员站的连接中断，造成操作员站读不到数据而不停地超时等待，导致操作员站图形切换的速度十分缓慢（网络任务未死）。针对管理网络数据阻塞情况，厂家修改程序考机测试后进行了更换。另一台机组曾同时出现4台主控单元“白灯”现象，现场检查其中2台是因为A机备份网停止发送，1台是A机备份网不能接收，1台是A机备份网收、发数据变慢（比正常的站慢几倍）。这类故障的原因是主控工作机的网络发送出现中断丢失，导致工作机发往备份机的数据全部丢失，而双机的诊断是由工作机向备份机发诊断申请，由备份机响应诊断请求，工作机获得备份机的工作状态，上报给服务器。由于工作机的发送数据丢失，所以工作机发不出申请，也就收不到备份机的响应数据，认为备份机故障。临时的解决方法是当长时间没有正确发送数据后，重新初始化硬件和软件，使硬件和软件从一个初始的状态开始运行，最终通过更新现场控制站网络诊断程序予以解决。

（2）通信阻塞引发故障：使用TELEPERM-ME系统的有台机组，负荷300MW时,运行人员发现煤量突减，汽机调门速关且CRT上所有火检、油枪、燃油系统均无信号显示。热工人员检查发现机组EHF系统一柜内的I/OBUS接口模件ZT报警灯红闪，操作员站与EHF系统失去偶合，当试着从工作站耦合机进入OS250PC软件包调用EHF系统时，提示不能访问该系统。通过查阅DCS手册以及与SIEMENS专家间的分析讨论，判断故障原因最大的可能是在三层CPU切换时，系统处理信息过多造成中央CPU与近程总线之间的通信阻塞引起。根据商量的处理方案于当晚11点多在线处理，分别按三层中央柜的同步模件的SYNC键，对三层CPU进行软件复位：先按CPU1的SYNC键，相应的红灯亮后再按CPU2的SYNC键。第二层的同步红灯亮后再按CPU3的同步模件的SYNC键，按3秒后所有的SYNC的同步红灯都熄灭，系统恢复正常。

（3）软件安装或操作不当引起：有两台30万机组均使用ConductorNT5.0作为其操作员站，每套机组配置3个SERVER和3个CLIENT，三个CLIENT分别配置为大屏、值长站和操作员站,机组投运后大屏和操作员站多次死机。经对全部操作员站的SERVER和CLIENT进行全面诊断和多次分析后，发现死机的原因是：1)一台SERVER因趋势数据文件错误引起它和挂在它上的CLIENT在当调用趋势画面时画面响应特别缓慢（俗称死机）。在删除该趋势数据文件后恢复正常。2)一台SERVER因文件类型打印设备出错引起该SERVER的内存全部耗尽，引起它和挂在它上的CLIENT的任何操作均特别缓慢，这可通过任务管理器看到DEV.EXE进程消耗掉大量内存。该问题通过删除文件类型打印设备和重新组态后恢复正常。3)两台大屏和工程师室的CLIENT因声音程序没有正确安装，当有报警时会引起进程CHANGE.EXE调用后不能自动退出，大量的CHANGE.EXE堆积消耗直至耗尽内存，当内存耗尽后，其操作极其缓慢（俗称死机）。重新安装声音程序后恢复正常。此外操作员站在运行中出现的死机现象还有二种：一种是鼠标能正常工作，但控制指令发不出，全部或部分控制画面不会刷新或无法切换到另外的控制画面。这种现象往往是由于CRT上控制画面打开过多，操作过于频繁引起，处理方法为用鼠标打开VMS系统下拉式菜单，RESET应用程序，10分钟后系统一般就能恢复正常。另一种是全部控制画面都不会刷新，键盘和鼠标均不能正常工作。这种现象往往是由操作员站的VMS操作系统故障引起。此时关掉OIS电源，检查各部分连接情况后再重新上电。如果不能正常启动，则需要重装VMS操作系统；如果故障诊断为硬件故障，则需更换相应的硬件。

（4）总线通讯故障：有台机组的DEH系统在准备做安全通道试验时，发现通道选择按钮无法进入，且系统自动从“高级”切到“基本级”运行，热控人员检查发现GSE柜内的所有输入/输出卡(CSEA/CSEL)的故障灯亮,经复归GSE柜的REG卡后，CSEA/CSEL的故障灯灭，但系统在重启“高级”时，维护屏不能进入到正常的操作画面呈死机状态。根据报警信息分析，故障原因是系统存在总线通讯故障及节点故障引起。由于阿尔斯通DEH系统无冗余配置，当时无法处理，后在机组调停时，通过对基本级上的REG卡复位，系统恢复了正常。

（5）软件组态错误引起：有台机组进行#1中压调门试验时，强制关闭中间变量IV1RCO信号，引起#1-#4中压调门关闭，负荷从198MW降到34MW，再热器压力从2.04MP升到4.0Mpa,再热器安全门动作。故障原因是厂家的DEH组态，未按运行方式进行，流量变量本应分别赋给IV1RCO-IV4RCO，实际组态是先赋给IV1RCO，再通过IV1RCO分别赋给IV2RCO-IV4RCO。因此当强制IV1RCO=0时，所有调门都关闭，修改组态文件后故障消除。

2.5电源系统故障案例分析

DCS的电源系统，通常采用1:1冗余方式（一路由机组的大UPS供电，另一路由电厂的保安电源供电），任何一路电源的故障不会影响相应过程控制单元内模件及现场I/O模件的正常工作。但在实际运行中，子系统及过程控制单元柜内电源系统出现的故障仍为数不少，其典型主要有：

（1）电源模件故障：电源模件有电源监视模件、系统电源模件和现场电源模件3种。现场电源模件通常在端子板上配有熔丝作为保护，因此故障率较低。而前二种模件的故障情况相对较多：1）系统电源模件主要提供各不同等级的直流系统电压和I/O模件电压。该模件因现场信号瞬间接地导致电源过流而引起损坏的因素较大。因此故障主要检查和处理相应现场I/O信号的接地问题，更换损坏模件。如有台机组负荷520MW正常运行时MFT，首出原因“汽机跳闸"。CRT画面显示二台循泵跳闸，备用盘上循泵出口阀＜86°信号报警。5分钟后运行巡检人员就地告知循泵A、B实际在运行，开关室循泵电流指示大幅晃动且A大于B。进一步检查机组PLC诊断画面，发现控制循泵A、B的二路冗余通讯均显示“出错”。43分钟后巡检人员发现出口阀开度小就地紧急停运循泵A、B。事后查明A、B两路冗余通讯中断失去的原因，是为通讯卡提供电源支持的电源模件故障而使该系统失电，中断了与PLC主机的通讯，导致运行循泵A、B状态失去，凝汽器保护动作，机组MFT。更换电源模件后通讯恢复正常。事故后热工制定的主要反事故措施，是将两台循泵的电流信号由PLC改至DCS的CRT显示，消除通信失去时循泵运行状态无法判断的缺陷；增加运行泵跳闸关其出口阀硬逻辑（一台泵运行，一台泵跳闸且其出口阀开度＞30度，延时15秒跳运行泵硬逻辑；一台泵运行，一台泵跳闸且其出口阀开度＞0度，逆转速动作延时30秒跳运行泵硬逻辑）；修改凝汽器保护实现方式。2）电源监视模件故障引起：电源监视模件插在冗余电源的中间，用于监视整个控制站电源系统的各种状态，当系统供电电压低于规定值时，它具有切断电源的功能，以免损坏模件。另外它还提供