电力系统自动装置原理附录思考题答案

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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，a0、an、bn的物理意义分别是什么？ 【答案提示】

a0：直流分量；an：n次谐波分量的实部；bn：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：aa1?a2???a10；

10~?a~?a~?aaaa1?a2a1324~~~~其二：a1?，a2?，a3?……a?810。

2222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，a10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。

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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：f1?50?0.1costHz，f2?50?0.1sin2tHz，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：f1?50?0.1costHz，f2?50?0.1sin2tHz，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：

t?2k??3.8078或t?2k??0.6662

t1?3.8078，t2?5.6169，……

考虑时间提前量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。

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2-4．旋转坐标系中发电机的模型方程（Park方程）如下：

??d??xdid?xadif??q??d?(1?s)?ud??rid??磁链方程??q??xqiq电压方程?

??d?q?(1?s)??uq??rid????f??xadid?xfif??式中符号含义：ψ—磁链，i—电流，u—电压，d—直轴，q—交轴，f—励磁绕组，?d?。 dt已知：If*?1?ud?Ucos??0.6222r?0,x?1,x?0.5，，，。假定恒同步转速、恒i?i?i?dqdqxad*u?Usin??0.8?q励磁，求发电机并入电网后的电流暂态过程。 【答案提示】

d2id可得：2?id?0.4?0

dt有特征方程：s2?1?0?s??j?id?c1cost?c2sint?c3 则有iq?2c1sint?2c2cost?1.2

代入初始条件id0?iq0?0，则有：c1??0.4,c2??0.6,c3?0.4 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

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数为0.05，1号机为无差调节特性。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：QG1e?PG1etg?1?25tg?arccos0.85??15.49（Mvar） 1号机额定视在功率：SG1e?PG1e/cos?1?25/0.85?29.41（MVA） 2号机额定无功功率：QG2e?PG2etg?2?50tg?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?U??0。 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量27.89Mvar，母线电压保持不变，即?U??0。 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：①采用16位二进制计数器时，8253A、B控制字的值；

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②执行8253A片装入计数器1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，SCR1触发为GATA0门同步后30?，求8253A、B记数寄存器的值；若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fc=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)

8253-定时器0：00111010 8253-定时器1：01111010 8253-定时器2：10111010 (2)CS 0

BD

WR

A1 1

A0

1 0 0

(3)三相对称运行，恒励磁电流运行方式，三相触发脉冲按SCR1

D?[SCR2SCR3SCR4SCR5SCR6的顺序依次相隔600发出。

6αTfc]，T=0.02秒，fc?4?10Hz 3608253A-定时器0——SCR1：α?300，D=6666dec

1A0Ahex

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