電力系統(tǒng)自動裝置原理附錄思考題答案匯編

1、電力系統(tǒng)自動裝置原理附錄思考題答案第一部分自動裝置及其數(shù)據(jù)的采集處理1采用式1-13對電流進(jìn)行分解，a。、an、bn的物理意義分別是什么?【答案提示】a。：直流分量；an:n次諧波分量的實(shí)部；g:n次諧波分量的虛部。2采樣的前期處理討論：【答案提示】如果正態(tài)分布均勻，那么采用4只電阻串聯(lián)采樣的方式要比采用一只電阻采樣的精確度高；是用算術(shù)平均法進(jìn)行濾波有兩種方式，a1=a1=a-ia2,a2a1a3a2a4a8a10苴一：丿、aa?；：；：aa二10第二種方法只占有3個內(nèi)存變量，每一次計算結(jié)果覆蓋了前一次的采樣數(shù)據(jù)，節(jié)省內(nèi)存,另外，第二種方法濾波后的權(quán)重比例合理，a10占權(quán)重為50%，更加接近采

2、樣的后期，因此計算機(jī)采樣中經(jīng)常采用。第一種方法的權(quán)重完全一樣，10個采樣數(shù)據(jù)各占10%，另外它需要11個內(nèi)存變量?？偟膩砜?，第二種方法的誤差和實(shí)際意義都大于第一種。第二部分自動并列1.略2.略2-3.已知：兩個區(qū)域電網(wǎng)的等值機(jī)系統(tǒng)如附圖1-1所示，其電壓幅值相等，頻率分別為:f500.1costHz,f2=500.1sin2tHz，現(xiàn)準(zhǔn)備進(jìn)行恒定越前時間準(zhǔn)同期互聯(lián)操作，設(shè)遠(yuǎn)程通訊和繼電器動作時間之和為0.14秒，求調(diào)度中心發(fā)出合閘信號的時刻。第二部分自動并列2-3已知：兩個區(qū)域電網(wǎng)的等值機(jī)系統(tǒng)如附圖1-1所示，其電壓幅值相等，頻率分別為:f,=50O.lcostHz,f2=50-O.lsin2

3、tHz，現(xiàn)準(zhǔn)備進(jìn)行恒定越前時間準(zhǔn)同期互聯(lián)操作，設(shè)遠(yuǎn)程通訊和繼電器動作時間之和為0.14秒，求調(diào)度中心發(fā)出合閘信號的時刻。【答案提示】合閘相角差表達(dá)式為：瓦=2時s=2兀(f,一f2)=0.2兀cost0.2兀sin2t:0e0=毎10-20先不考慮提前量，則有：1-52、e二0.2二cost-0.2二sin2tdt、e0=0.2二sint0.1二cos2t0.1二02sintcos2t12sintcos2t122=2sint12sint1二sint-sint1=0二sintt=2k：3.8078或t=2k：-0.66621=3.8078,t2=5.6169,3.6678秒，5.4769秒,考慮

4、時間提前量0.14秒，則調(diào)度中心發(fā)出合閘信號的時刻可為:2-4.旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中發(fā)電機(jī)的模型方程（-XdidXadiffqiq=XadidXfif磁鏈，i電流，Park方程）如下:磁鏈方程*即dVq屮f電壓方程=Ud-ridUq一-rid-(1s)-q；q(1S)d式中符號含義：e組，.。dt電壓，d直軸，q交軸，f勵磁繞已知:If1x，ad*r=0,Xd=1,Xq=0.5,ud=Ucos=0.6222M=UsiM=0.8，丸S。假定恒同步轉(zhuǎn)速、恒勵磁，求發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)后的電流暫態(tài)過程?！敬鸢柑崾尽垮鴇d+175iqud=_屮q=_三_iq=0.6dt21.1diqUqq-did仁0.8.qq2d

5、td2可得：工1id-0.4=0dt2有特征方程：s21二0=s-_j=id=gcostc2sintc3則有i2c1sint-2c2cost-1.2代入初始條件id0=iq0=0，則有：g=-0.4,c2=-0.6,c3=0.4所以有：id=-0.4cost-0.6sint+0.4iq=-0.8sint+1.2cost-1.2/2222,id+iq=(0.4cost0.6sint+0.4)+(0.8sint+1.2cost1.2)時間響應(yīng)曲線如下所示：第三部分勵磁控制1某電廠有兩臺發(fā)電機(jī)在公共母線上并聯(lián)運(yùn)行，1號機(jī)的額定功率為25MW,2號機(jī)的額定功率為50MW。兩臺機(jī)組的額定功率因數(shù)都是0.

6、85。號機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器調(diào)差系數(shù)為0.05,1號機(jī)為無差調(diào)節(jié)特性。若系統(tǒng)無功負(fù)荷波動使電廠無功增量為它們總無功容量的20%，問各機(jī)組承擔(dān)的無功負(fù)荷增量是多少？母線上的電壓波動是多少？若電廠無功增量為它們總無功容量的60%，情況又如何？【答案提示】1號機(jī)額定無功功率：QGie二PGietg1=25tgarccos0.85=15.49(Mvar)號機(jī)額定視在功率：SG1e=PG1e/cos=25/0.85=29.41(MVA)號機(jī)額定無功功率：QG2e=PG2etgI=50tgarccos0.85=30.99(Mvar)因為1號機(jī)為無差調(diào)節(jié)特性，所以1號機(jī)將盡其所能承擔(dān)無功功率的增量，如果1號機(jī)能承擔(dān)

7、無功功率的全部增量(即其值小于額定視在功率)，則母線電壓保持不變。當(dāng)電廠無功增量為總無功容量的20%時：QG=0.2*QG1eQG2e1=1=9.3：SG1e1號機(jī)承擔(dān)無功功率的全部增量9.3Mvar，母線電壓保持不變，即：.=0。當(dāng)電廠無功增量為總無功容量的60%時：Q=0.6*Q1eCU-0.6*15.4930.99=27.89:：:SG1e1號機(jī)承擔(dān)無功功率的全部增量27.89Mvar，母線電壓保持不變，即厶U.=0。2.已知：勵磁系統(tǒng)功率單元采用2片8253控制三相全控電路的移相觸發(fā)，其中8253A中三個定時器0、1、2控制可控硅SCR1、3、5,8253B中三個定時器0、1、2控制可

8、控硅SCR2、4、6,8253的同步采用方式5由外圍硬件同步電路確定。試分析：采用16位二進(jìn)制計數(shù)器時，8253A、B控制字的值；執(zhí)行8253A片裝入計數(shù)器1的任務(wù)時，8253A各口線如何置位？設(shè)三相對稱運(yùn)行，恒勵磁電流運(yùn)行方式，SCR1觸發(fā)為GATA0門同步后30,求8253A、B記數(shù)寄存器的值；若SCR1觸發(fā)為GATA0門同步后30.55，求絕對誤差。8253定時器技術(shù)參數(shù)(8253計數(shù)脈沖的頻率fc=4MHz)見附表。8253的時序圖如附圖所示。263的功儺Q1000棗扎計R300|001裝人計數(shù)址101010&1!&11耳方式字&010讀訃敢器00fl101迷i|撿需100110Q01

9、11無蜒作三更XXXX011XX無風(fēng)作:矗No.i方式控制字E計數(shù)搭仍11No.2方式控制孚（計散掘1）11Na.3方式捽制宇（計數(shù)器鮎11Nq,4LSB計數(shù)岳存器字書S+扯冷1）01Na.5MSBHft*#器孑節(jié)(tbftSD01Na,6LSfl計數(shù)寄存搭字節(jié)計Kcffii）10Na.7MSB計散寄打器宇節(jié)計ft210L開計數(shù)寄存爲(wèi)字*（if0）00No,9MSB計散躋T7器宇節(jié)計倉器00編程格式如DT%Dt叭DjD3D(SQ|RL|RL|也|%而TSl0011RLi001sciimi數(shù);bsc0QMil-數(shù)器0選擇計數(shù)棒：l0譴杼計數(shù)器21非法RU/轉(zhuǎn)入趾0計散器剛春提作（律見讀F嗎過鋅部

10、井的內(nèi)再）0只是麻/裝扎高字書I只是讀/裝扎低字書1光進(jìn)/轉(zhuǎn)人低字節(jié)，黨后讀/裝入離宇節(jié)血MlH方式000方式0001方式1X10方式2111方式3100方式401BCD方式50十六位二進(jìn)制計散豁1汁璉制計數(shù)器（4十進(jìn)也）方式缶薩件融發(fā)的建通信勺匪訂jtrurLrLrLrLrLrLrLrLrwT-w/pTr7*1jjj.10輸出(n-41*vI1GAT卜.一tttH1ft-4方式玉硼件觸發(fā)的選通信號在觸發(fā)輸入信號的1】升沿Z厲，計數(shù)器將開始計數(shù)；為計數(shù)結(jié)柬吋*計數(shù)器的輸出將變低一個時鐘周期d計數(shù)器叮重觸發(fā)。在任何觸發(fā)脈沖上升沿之后，經(jīng)過足夠數(shù)目的計數(shù)時鐘周期輸出才變?yōu)榈碗娖健?251的時序m5

11、%D5DjD,%sctSCaRL3I(?Ln旳叫BCD(|)8253-定時器0:001110108253-定時器1:011110108253-定時器2:10111010CSBDWRA1A001001【答案提示】（整流橋圖示3-24P63）（3）三相對稱運(yùn)行，恒勵磁電流運(yùn)行方式，三相觸發(fā)脈沖按SCR1SCR4SCR5SCR6的順序依次相隔60發(fā)出。6D=Tf,T=0.02秒，仁=410Hz360SCR2SCR38253A-定時器0SCR18253B-定時器0SCR28253A-定時器1SCR3a30,D=6666dec1A0Ahexa900,D=20000dec4E20hexa1500,D=33

12、333dec8235hexD=46666decD=60000decD=73333dec8253B-定時器18253A-定時器28253B-定時器2SCR4:a2100SCR5:2700SCR6:a=330B64AhexEA60hex11E75hex(溢出)a=30.550，則：D=678800a。=30.546，.:0.0043-3如附圖系統(tǒng)，Ug=1.00,Xd=2,Xt=0.5,Xl=1，設(shè)發(fā)電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)不得低于0.6，勵磁系統(tǒng)設(shè)定勵磁電壓和勵磁電流與無功功率的關(guān)系分別為Q=1.2Uf-0.6，Q=1.51ef-0.8，且瞬時電流限制規(guī)定Uf0.3,1丨，最大勵磁電流限制規(guī)定|EF0.

13、2,1】，畫出功率圓，分析運(yùn)行區(qū)域。=12P_0【答案提示】(1)靜態(tài)穩(wěn)定限制：穩(wěn)定極限對應(yīng)發(fā)電機(jī)功率圓方程:其中Ug=1,Xd=2,Xe=XtXl/Xl=1，則：p2Q-4(2)勵磁系統(tǒng)限制:Q=1.2UfUf0.3,Q=1.51efiEF乏BN-0.6-,“:Q!-0.24,1,-0.8.:Q，-0.5,1,0.6功率因素限制：cosJp2+Q二Q-0.24,0.60.7P_0.6二P_32Q4第四部分調(diào)頻與低頻減載1已知：兩機(jī)組并聯(lián)在一條母線上，Ri*=4%,R2*=5%，且調(diào)速系統(tǒng)保證了兩臺機(jī)完全同步，若1號機(jī)組額定功率為60Mw，兩機(jī)均以額定功率運(yùn)行，求：當(dāng)系統(tǒng)要求增加20Mw的輸出

14、時，母線的頻率是多少？4-2已知某電力系統(tǒng)，K；=1.5，Kq=20，當(dāng)Pl=3000Mw時，fz=50Hz，求符合增加120Mw時，系統(tǒng)調(diào)速后的運(yùn)行點(diǎn)。3已知：某發(fā)電廠有3臺發(fā)電機(jī)組在公共母線上并聯(lián)運(yùn)行，1號機(jī)組額定功率100MW,2號機(jī)組額定功率300MW,3號機(jī)組額定功率600MW。三臺機(jī)組的額定功率因數(shù)cosN=0.85，假設(shè)cos、；Iq,0.851若1號機(jī)組勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)為0,2、3號機(jī)組勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)都為0.05,當(dāng)系統(tǒng)無功負(fù)荷波動使電廠無功增量為它們總額定無功容量的20%時，問各機(jī)組承擔(dān)的無功負(fù)荷增量是多少？母線上的電壓波動是多少？此時若1號機(jī)組燃料耗量特性為F1=

15、40.3PG10.0007Pq1t/h,2號機(jī)組燃料耗量特性為F2=3.5-0.3PG20.0004G25t/h,3號機(jī)組燃料耗量特性為F3=3-0.32Pg30.000FG23t/h，系統(tǒng)總有功負(fù)荷為800MW，試分析3臺機(jī)組之間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配，計算3臺機(jī)組的燃料耗量。4-4.已知系統(tǒng)的運(yùn)動方程如下:dM=Tm-Tedt打丁=旦1m1eoCO式中，M=10，Kl=2，若系統(tǒng)突然發(fā)生30%的功率缺額，當(dāng)系統(tǒng)頻率下降到48.8Hz時切除15%負(fù)荷，系統(tǒng)頻率下降到48.65Hz時再切除10%負(fù)荷，以步長0.2s計算，求系統(tǒng)動態(tài)變化曲線。討論若在48.8Hz時一次性切除25%的負(fù)荷，情況有何不同？4-5討論推導(dǎo)具有三個區(qū)域的電力系統(tǒng)區(qū)域控制誤差A(yù)CE的方程。4-6.討論CPS標(biāo)準(zhǔn)較A標(biāo)準(zhǔn)明顯的優(yōu)勢。附錄：電網(wǎng)運(yùn)行性能評價標(biāo)準(zhǔn)1、A標(biāo)準(zhǔn)。A1標(biāo)準(zhǔn)要求控制區(qū)域的AEC在任意10分鐘內(nèi)必須至少過零一次；A2標(biāo)準(zhǔn)要求控制區(qū)域的ACE在10分鐘內(nèi)的平均值必須控制在規(guī)定的范圍Ld內(nèi)。2、CPS標(biāo)準(zhǔn)。CPS1標(biāo)準(zhǔn)要求：ACEAVEin電皂四乞1，其中ACEave_min是1分鐘ACE的平-10B均值，F(xiàn)AVEqi