電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理附錄思考題答案

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理附錄思考題答案第一部分 自動(dòng)裝置及其數(shù)據(jù)的采集處理1-1采用式1-13對(duì)電流進(jìn)行分解，、的物理意義分別是什么？【答案提示】：直流分量；：n次諧波分量的實(shí)部；：n次諧波分量的虛部。1-2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，其一：；其二：，。第二種方法只占有3個(gè)內(nèi)存變量，每一次計(jì)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，占權(quán)重為50%，更加接近采樣的后期，因此計(jì)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(gè)采樣數(shù)據(jù)各占10%，另

2、外它需要11個(gè)內(nèi)存變量?？偟膩砜矗诙N方法的誤差和實(shí)際意義都大于第一種。第二部分 自動(dòng)并列2-1略2-2略2-3已知：兩個(gè)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：Hz，Hz，現(xiàn)準(zhǔn)備進(jìn)行恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期互聯(lián)操作，設(shè)遠(yuǎn)程通訊和繼電器動(dòng)作時(shí)間之和為0.14秒，求調(diào)度中心發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)刻。第二部分 自動(dòng)并列2-3已知：兩個(gè)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：Hz，Hz，現(xiàn)準(zhǔn)備進(jìn)行恒定越前時(shí)間準(zhǔn)同期互聯(lián)操作，設(shè)遠(yuǎn)程通訊和繼電器動(dòng)作時(shí)間之和為0.14秒，求調(diào)度中心發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)刻。【答案提示】合閘相角差表達(dá)式為：先不考慮提前量，則有：或，考慮

3、時(shí)間提前量0.14秒，則調(diào)度中心發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)刻可為：3.6678秒，5.4769秒，等等。2-4旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中發(fā)電機(jī)的模型方程（Park方程）如下： 磁鏈方程 電壓方程式中符號(hào)含義： 磁鏈，i 電流，u 電壓，d 直軸，q 交軸，f 勵(lì)磁繞組，。已知：，。假定恒同步轉(zhuǎn)速、恒勵(lì)磁，求發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)后的電流暫態(tài)過程?！敬鸢柑崾尽靠傻茫河刑卣鞣匠蹋簞t有代入初始條件，則有：所以有：時(shí)間響應(yīng)曲線如下所示：第三部分 勵(lì)磁控制3-1某電廠有兩臺(tái)發(fā)電機(jī)在公共母線上并聯(lián)運(yùn)行，1號(hào)機(jī)的額定功率為25MW，2號(hào)機(jī)的額定功率為50MW。兩臺(tái)機(jī)組的額定功率因數(shù)都是0.85。2號(hào)機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器調(diào)差系數(shù)為0.05，1號(hào)機(jī)為

4、無差調(diào)節(jié)特性。若系統(tǒng)無功負(fù)荷波動(dòng)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(dòng)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(hào)機(jī)額定無功功率：（Mvar）1號(hào)機(jī)額定視在功率：（MVA）2號(hào)機(jī)額定無功功率：（Mvar）因?yàn)?號(hào)機(jī)為無差調(diào)節(jié)特性，所以1號(hào)機(jī)將盡其所能承擔(dān)無功功率的增量，如果1號(hào)機(jī)能承擔(dān)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(shí)： 1號(hào)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。當(dāng)電廠無功增量為總無功容量的60時(shí)： 1號(hào)機(jī)承擔(dān)無功功率的全部增

5、量27.89Mvar，母線電壓保持不變，即。3-2已知：勵(lì)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(gè)定時(shí)器0、1、2控制可控硅SCR1、3、5，8253B中三個(gè)定時(shí)器0、1、2控制可控硅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(jì)數(shù)器時(shí)，8253A、B控制字的值；執(zhí)行8253A片裝入計(jì)數(shù)器1的任務(wù)時(shí)，8253A各口線如何置位？設(shè)三相對(duì)稱運(yùn)行，恒勵(lì)磁電流運(yùn)行方式，SCR1觸發(fā)為GATA0門同步后，求8253A、B記數(shù)寄存器的值；若SCR1觸發(fā)為GATA0門同步后，求絕對(duì)誤差。8253定時(shí)器技術(shù)參數(shù)（8253計(jì)數(shù)脈

6、沖的頻率f c = 4MHz）見附表。8253的時(shí)序圖如附圖所示?！敬鸢柑崾尽?整流橋圖示3-24 P63)(1) 8253-定時(shí)器0： 0 0 1 1 1 0 1 08253-定時(shí)器1： 0 1 1 1 1 0 1 08253-定時(shí)器2： 1 0 1 1 1 0 1 0(2) CSBDWRA1A0 01001(3) 三相對(duì)稱運(yùn)行，恒勵(lì)磁電流運(yùn)行方式，三相觸發(fā)脈沖按SCR1à SCR2à SCR3à SCR4à SCR5à SCR6的順序依次相隔600發(fā)出。，T=0.02秒， 8253A -定時(shí)器0 SCR1：， D =6666 dec 

7、24; 1A0A hex8253B -定時(shí)器0 SCR2：， D =20000 dec à 4E20 hex8253A -定時(shí)器1 SCR3：，D =33333 dec à 8235 hex8253B -定時(shí)器1 SCR4：，D =46666 dec à B64A hex8253A -定時(shí)器2 SCR5：，D =60000 dec à EA60 hex8253B -定時(shí)器2 SCR6：，D =73333 dec à 11E75 hex （溢出），則：D =6788 à ，3-3如附圖系統(tǒng)，設(shè)發(fā)電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)不得低于0.6，勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)

8、定勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流與無功功率的關(guān)系分別為，且瞬時(shí)電流限制規(guī)定，最大勵(lì)磁電流限制規(guī)定，畫出功率圓，分析運(yùn)行區(qū)域。【答案提示】(1) 靜態(tài)穩(wěn)定限制：穩(wěn)定極限對(duì)應(yīng)發(fā)電機(jī)功率圓方程：，其中，則：，(2) 勵(lì)磁系統(tǒng)限制：(3) 功率因素限制：第四部分 調(diào)頻與低頻減載4-1已知：兩機(jī)組并聯(lián)在一條母線上，且調(diào)速系統(tǒng)保證了兩臺(tái)機(jī)完全同步，若1號(hào)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的輸出時(shí)，母線的頻率是多少？4-2已知某電力系統(tǒng)，當(dāng)Mw時(shí)，Hz，求符合增加120Mw時(shí)，系統(tǒng)調(diào)速后的運(yùn)行點(diǎn)。4-3已知：某發(fā)電廠有3臺(tái)發(fā)電機(jī)組在公共母線上并聯(lián)運(yùn)行，1號(hào)機(jī)組額定功率100MW，2

9、號(hào)機(jī)組額定功率300MW，3號(hào)機(jī)組額定功率600MW。三臺(tái)機(jī)組的額定功率因數(shù)，假設(shè)。(1) 若1號(hào)機(jī)組勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)為0，2、3號(hào)機(jī)組勵(lì)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(dòng)使電廠無功增量為它們總額定無功容量的20時(shí)，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(dòng)是多少？(2) 此時(shí)若1號(hào)機(jī)組燃料耗量特性為 t/h，2號(hào)機(jī)組燃料耗量特性為 t/h，3號(hào)機(jī)組燃料耗量特性為 t/h，系統(tǒng)總有功負(fù)荷為800MW，試分析3臺(tái)機(jī)組之間負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配，計(jì)算3臺(tái)機(jī)組的燃料耗量。4-4已知系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程如下：式中，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(shí)切除15%負(fù)

10、荷，系統(tǒng)頻率下降到48.65Hz時(shí)再切除10%負(fù)荷，以步長0.2s計(jì)算，求系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化曲線。討論若在48 .8Hz時(shí)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(gè)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(shì)。附錄：電網(wǎng)運(yùn)行性能評(píng)價(jià)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)定的范圍內(nèi)。2、 CPS標(biāo)準(zhǔn)。CPS1標(biāo)準(zhǔn)要求：，其中是1分鐘ACE的平均值，是1分鐘頻率偏差的平均值，B為控制區(qū)域設(shè)定的頻率偏差系數(shù)，單位是MW/0.1Hz，且有負(fù)號(hào)，是互聯(lián)電網(wǎng)全年1分鐘頻率平均偏差的均