电力系统自动装置原理附录思考题答案

1、电力系统自动装置原理附录思考题答案第一部分 自动装置及其数据的采集处理1-1采用式1-13对电流进行分解，、的物理意义分别是什么？【答案提示】：直流分量；：n次谐波分量的实部；：n次谐波分量的虚部。1-2采样的前期处理讨论：【答案提示】如果正态分布均匀，那么采用4只电阻串联采样的方式要比采用一只电阻采样的精确度高；是用算术平均法进行滤波有两种方式，其一：；其二：，。第二种方法只占有3个内存变量，每一次计算结果覆盖了前一次的采样数据，节省内存，另外，第二种方法滤波后的权重比例合理，占权重为50%，更加接近采样的后期，因此计算机采样中经常采用。第一种方法的权重完全一样，10个采样数据各占10%，另

2、外它需要11个内存变量。总的来看，第二种方法的误差和实际意义都大于第一种。第二部分 自动并列2-1略2-2略2-3已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为：Hz，Hz，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。第二部分 自动并列2-3已知：两个区域电网的等值机系统如附图1-1所示，其电压幅值相等，频率分别为：Hz，Hz，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。【答案提示】合闸相角差表达式为：先不考虑提前量，则有：或，考虑

3、时间提前量0.14秒，则调度中心发出合闸信号的时刻可为：3.6678秒，5.4769秒，等等。2-4旋转坐标系中发电机的模型方程（Park方程）如下： 磁链方程 电压方程式中符号含义： 磁链，i 电流，u 电压，d 直轴，q 交轴，f 励磁绕组，。已知：，。假定恒同步转速、恒励磁，求发电机并入电网后的电流暂态过程。【答案提示】可得：有特征方程：则有代入初始条件，则有：所以有：时间响应曲线如下所示：第三部分 励磁控制3-1某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，1号机的额定功率为25MW，2号机的额定功率为50MW。两台机组的额定功率因数都是0.85。2号机励磁调节器调差系数为0.05，1号机为

4、无差调节特性。若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的20，问各机组承担的无功负荷增量是多少？母线上的电压波动是多少？若电厂无功增量为它们总无功容量的60，情况又如何？【答案提示】1号机额定无功功率：（Mvar）1号机额定视在功率：（MVA）2号机额定无功功率：（Mvar）因为1号机为无差调节特性，所以1号机将尽其所能承担无功功率的增量，如果1号机能承担无功功率的全部增量（即其值小于额定视在功率），则母线电压保持不变。当电厂无功增量为总无功容量的20时： 1号机承担无功功率的全部增量9.3Mvar，母线电压保持不变，即。当电厂无功增量为总无功容量的60时： 1号机承担无功功率的全部增

5、量27.89Mvar，母线电压保持不变，即。3-2已知：励磁系统功率单元采用2片8253控制三相全控电路的移相触发，其中8253A中三个定时器0、1、2控制可控硅SCR1、3、5，8253B中三个定时器0、1、2控制可控硅SCR2、4、6，8253的同步采用方式5由外围硬件同步电路确定。试分析：采用16位二进制计数器时，8253A、B控制字的值；执行8253A片装入计数器1的任务时，8253A各口线如何置位？设三相对称运行，恒励磁电流运行方式，SCR1触发为GATA0门同步后，求8253A、B记数寄存器的值；若SCR1触发为GATA0门同步后，求绝对误差。8253定时器技术参数（8253计数脉

6、冲的频率f c = 4MHz）见附表。8253的时序图如附图所示。【答案提示】(整流桥图示3-24 P63)(1) 8253-定时器0： 0 0 1 1 1 0 1 08253-定时器1： 0 1 1 1 1 0 1 08253-定时器2： 1 0 1 1 1 0 1 0(2) CSBDWRA1A0 01001(3) 三相对称运行，恒励磁电流运行方式，三相触发脉冲按SCR1à SCR2à SCR3à SCR4à SCR5à SCR6的顺序依次相隔600发出。，T=0.02秒， 8253A -定时器0 SCR1：， D =6666 dec 

7、24; 1A0A hex8253B -定时器0 SCR2：， D =20000 dec à 4E20 hex8253A -定时器1 SCR3：，D =33333 dec à 8235 hex8253B -定时器1 SCR4：，D =46666 dec à B64A hex8253A -定时器2 SCR5：，D =60000 dec à EA60 hex8253B -定时器2 SCR6：，D =73333 dec à 11E75 hex （溢出），则：D =6788 à ，3-3如附图系统，设发电机运行功率因数不得低于0.6，励磁系统设

8、定励磁电压和励磁电流与无功功率的关系分别为，且瞬时电流限制规定，最大励磁电流限制规定，画出功率圆，分析运行区域。【答案提示】(1) 静态稳定限制：稳定极限对应发电机功率圆方程：，其中，则：，(2) 励磁系统限制：(3) 功率因素限制：第四部分 调频与低频减载4-1已知：两机组并联在一条母线上，且调速系统保证了两台机完全同步，若1号机组额定功率为60Mw，两机均以额定功率运行，求：当系统要求增加20Mw的输出时，母线的频率是多少？4-2已知某电力系统，当Mw时，Hz，求符合增加120Mw时，系统调速后的运行点。4-3已知：某发电厂有3台发电机组在公共母线上并联运行，1号机组额定功率100MW，2

9、号机组额定功率300MW，3号机组额定功率600MW。三台机组的额定功率因数，假设。(1) 若1号机组励磁调节器的调差系数为0，2、3号机组励磁调节器的调差系数都为0.05，当系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总额定无功容量的20时，问各机组承担的无功负荷增量是多少？母线上的电压波动是多少？(2) 此时若1号机组燃料耗量特性为 t/h，2号机组燃料耗量特性为 t/h，3号机组燃料耗量特性为 t/h，系统总有功负荷为800MW，试分析3台机组之间负荷的经济分配，计算3台机组的燃料耗量。4-4已知系统的运动方程如下：式中，若系统突然发生30%的功率缺额，当系统频率下降到48.8Hz时切除15%负

10、荷，系统频率下降到48.65Hz时再切除10%负荷，以步长0.2s计算，求系统动态变化曲线。讨论若在48 .8Hz时一次性切除25%的负荷，情况有何不同？ 4-5讨论推导具有三个区域的电力系统区域控制误差ACE的方程。 4-6讨论CPS标准较A标准明显的优势。附录：电网运行性能评价标准1、 A标准。A1标准要求控制区域的AEC在任意10分钟内必须至少过零一次；A2标准要求控制区域的ACE在10分钟内的平均值必须控制在规定的范围内。2、 CPS标准。CPS1标准要求：，其中是1分钟ACE的平均值，是1分钟频率偏差的平均值，B为控制区域设定的频率偏差系数，单位是MW/0.1Hz，且有负号，是互联电网全年1分钟频率平均偏差的均