电力系统自动装置原理课后答案

电力系统自动装置原理附录思考题答案

第一局部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，人、*、2的物理意义分别是什么？

【答案提示】

〃o：直流分量；*：〃次谐波分量的实部；，：〃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，

其二：4

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。

第二局部自动并列

2-3.：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：

,/；=50+0.1cos/Hz,人=50+0.1sin2fHz,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，那么有：

1=2&乃+3.8078或1一0.6662

八=3.8078,t2=5.6169,...

考虑时间提前量0.14秒，那么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：

%=_%+3厂(1+S)〃g

磁链方程4Wq=-Xqiq电压方程＜

%=—"d+Wq+Q+SWd

式中符号含义：中-磁链，i—电流，〃一电压，"一直轴，夕一交轴，/一励磁绕组，w=蛆。

u.=(/cos^=0.6、、,

%个，厂=0,5=1­=0.5,«也.二小山旌。.8-“+小假定恒同步转速、恒励磁'

求发电机并入电网后的电流暂态过程。

【答案提示】

12­

可得：—；+i(l-0.4=0

dt~

2

有特征方程：5+1=0=>5=±y=>=Cjcost+c2sin/+c3

那么有iq=2Gsint-2c2cost-1.2

代入初始条件(/o=Io=0，那么有：G=-0.4,c2=-0.6,c3=0.4

所以有：

时间响应曲线如下所示：

第三局部励磁控制

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号机为无差调节

特性。假设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%,问各机组承当的无功负荷增量

是多少？母线上的电压波动是多少？假设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：15.49(Mvar)

1号机额定视在功率：SGM=/cos0=25/0.85=29.41(MVA)

2号机额定无功功率：Q(;2(=%/8心=50r^(arccos0.85)=30.99(Mvar)

因为1号机为无差调节特性，所以1号机将尽其所能承当无功功率的增量，如果1号机能承当无功

功率的全部增量(即其值小于额定视在功率)，那么母线电压保持不变。

当电厂无功增量为总无功容量的20%时：

・・・1号机承当无功功率的全部增量9.3Mvar,母线电压保持不变，即AU.：。。

当电厂无功增量为总无功容量的60%时：

二1号机承当无功功率的仝部增量27£9Mvar,母线电压保持不变，即AU.-0.

3-2.：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：①采用16位二进制计数器时，8253A.B控制字的值；

②执行8253A片装入计数器I的任务时，8253A各口线如何置位？

③设三相对称运行，恒励磁电流运行方式，SCRI触发为GATA0门同步后3(7,求8253A.

B记数存放器的值；假设SCR1触发为GATA0门同步后30.55",求绝对误差。

8253定时器技术参数〔8253计数脉冲的频率/.=4MHz）见附表。8253的时序图如附图所示。

【答案提示】（整流桥图示3-24P63）

1>7DD,D

05葭3。

(1)1SCi1SQ|RL11RLo11M1|Mo1BCD

8253-定时器0：00111010

8253-定时器1：01111010

8253•定时器2：10111010

(2)CSBDWRAlAO

01001

(3)三相对称运行，恒励磁电流运行方式，三相触发脉冲按SCR14SCR2今SCR3今SCR44SCR5今

SCR6的顺序依次相隔60°发出。

D=[—Tfb7=0.02秒，f.=4x106HZ

360八

8253A-定时器0——SCR1：a=30°,D=6666dec1AOAhex

8253B-定时器0——SCR2：a=90°,D=20000dec玲4E20hex

8253A-定时器1——SCR3：a=150。，D=33333dec->8235hex

8253B-定时器1——SCR4：a=210°,。=46666dec9B64Ahex

8253A-定时器2——SCR5：a=270°,D=60000decEA60hex

8253B■定时器2----SCR6：a=330%D=73333dec11E75hex(溢出)

30.55°,那么：0=6788Ta”=30.546°,Aa=0.004f

3-3.如附图系统，（/G=1.0Z0°,Xd=2,XT=0.5,X,=1,设发电机运行功率因数不得低

于0.6,励磁系统设定励磁电压和励磁电流与无功功率的关系分别为。=\.2Ur-0.6,

0=1.5/防一0.8,且瞬时电流限制规定E[0.3,l],最大励磁电流限制规定/防w[0.2,l],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II方程：p?+Q_苧（JT’H竽2,P>0

其中UG=l,X,/=2,X‘=Xr+X/.〃X/.=l,那么：p?+Q_:1=[£|2，P>0

（2）励磁系统限制：

⑶功率因素限制：,os二、「=

J-2+Q?Q4

3-4.略3-5.略3-6.略

第四局部调频与低频减载

4-1.：两机组并联在一条母线上，弋,=4%,R2.=5%,且调速

系统保证了两台机完全同步，假设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.某电力系统，K；=1.5,K：=20,当《=3000Mw时，fN=50Hz,求符合增加120Mw

时，系统调速后的运行点。

4-3.：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号机组额定

功率300MW,3号机组额定功率600MW0三台机组的额定功率因数cos外,=0.85,假设

cosG[0,0.85]o

(1)假设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605,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，问名机组承当的无功负荷增量是多

少？母线上的电压波动是多少？

(2)此时假设1号机组燃料耗量特性为々=4+0.3七]+0.0007/^,t/h,2号机组燃料耗量特性为

F2=3.5+O.3/^2+O.OO(M5/>：2t/h,3号机组燃料耗量特性为用=3+0.32七3+℃XM后3曲，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.系统的运动方程如下：

式中，M=10,K.=2,假设系统突然发生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。讨论假设

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