电力系统自动装置原理附录思考题答案

电力系统自动装置原理附录思电力系统自动装置原理附录思 考题答案考题答案 电力系统自动装置原理附录思电力系统自动装置原理附录思 考题答案考题答案 电力系统自动装置原理附录思考题答案电力系统自动装置原理附录思考题答案 第一部分第一部分自动装置及其数据的采集处理自动装置及其数据的采集处理 1-11-1．采用式．采用式 1-131-13 对电流进行分解，对电流进行分解， a 、、 a 、、 0n b n 的物理意义分别是什么？的物理意义分别是什么？ 【答案提示】【答案提示】 a 0 ：直流分量；：直流分量； a ：：n n 次谐波分量的实部；次谐波分量的实部；b：： nn n n 次谐波分量的虚部。次谐波分量的虚部。 1-21-2．采样的前期处理讨论：．采样的前期处理讨论： 【答案提示】【答案提示】 如果正态分布均匀，那么采用如果正态分布均匀，那么采用 4 4 只电阻串联只电阻串联 采样的方式要比采用一只电阻采样的精确度高；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，是用算术平均法进行滤波有两种方式， ~  a其一：其一： a1  a 2  a 10 10 ；； ，， ~  aa 4 ~ a 3 2 2 其二：其二： ~  a 1  a 2a 1 2 ，， ~  aa 3 ~ a 2 1 2 ………… ~  aa 10 ~ a 8 2 。。 第二种方法只占有第二种方法只占有 3 3 个内存变量，每一次计个内存变量，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，外，第二种方法滤波后的权重比例合理， a 占权占权 10 重为重为 50%50%，，更加接近采样的后期，更加接近采样的后期，因此计算机采因此计算机采 样中经常采用。第一种方法的权重完全一样，样中经常采用。第一种方法的权重完全一样，1010 个采样数据各占个采样数据各占 10%10%，另外它需要，另外它需要 1111 个内存变个内存变 量。总的来看，第二种方法的误差和实际意义都量。总的来看，第二种方法的误差和实际意义都 大于第一种。大于第一种。 第二部分第二部分自动并列自动并列 2-12-1．略．略 2-22-2．略．略 2-32-3．．已知：已知： 两个区域电网的等值机系统如附两个区域电网的等值机系统如附 图图 1-11-1 所示，其电压幅值相等，频率分别为：所示，其电压幅值相等，频率分别为： f 1  50 0.1cost HzHz，，f 2  50 0.1sin2t HzHz，， 现准备进行恒定越现准备进行恒定越 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 作时间之和为作时间之和为 0.140.14 秒，秒， 求调度中心发出合闸信号求调度中心发出合闸信号 的时刻。的时刻。 第二部分第二部分自动并列自动并列 2-32-3．．已知：已知： 两个区域电网的等值机系统如附两个区域电网的等值机系统如附 图图 1-11-1 所示，其电压幅值相等，频率分别为：所示，其电压幅值相等，频率分别为： f 1  50 0.1cost HzHz，，f 2  50 0.1sin2t HzHz，， 现准备进行恒定越现准备进行恒定越 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 作时间之和为作时间之和为 0.140.14 秒，秒， 求调度中心发出合闸信号求调度中心发出合闸信号 的时刻。的时刻。 【答案提示】【答案提示】 合闸相角差表达式为：合闸相角差表达式为： 先不考虑提前量，则有：先不考虑提前量，则有： t  2k3.8078 t 1  3.8078 或或 t  2k0.6662  5.6169 ，， t 2 ，……，…… 考虑时间提前量考虑时间提前量 0.140.14 秒，秒， 则调度中心发出合则调度中心发出合 闸信号的时刻可为：闸信号的时刻可为：3.66783.6678 秒，秒，5.47695.4769 秒，秒，等等。等等。 2-42-4．． 旋转坐标系中发电机的模型方程旋转坐标系中发电机的模型方程 （（ParkPark 方程）如下：方程）如下： 磁磁 链链 方方 程程  d (1 s) q  ud  ri d    q  (1 s) d  uq  ri d   d  x did  x adif   q  x qiq    f  x adid  x f i f 电电 压压 方方 程程 式中符号含义：式中符号含义：ψψ—— 磁链，磁链，i i —— 电流，电流，u u —— 电电 压，压，d d —— 直轴，直轴，q q — — 交轴，交轴，f f —— 励磁绕组，励磁绕组，   d dt 。。 已知：已知： I f *  1 x ad* ，， r  0,x d 1,x q  0.5 u ，， u  d q ，， i U sin 0.8 U cos 0.6 222i d i q 。。 假定恒同步转速、恒励磁，求发电机并入电网后假定恒同步转速、恒励磁，求发电机并入电网后 的电流暂态过程。的电流暂态过程。 【答案提示】【答案提示】 可得：可得：d 2i di d 0.4  0 dt2 2 有特征方程：有特征方程： s 则有则有 i c 1 q 1 0  s   j  i d  c 1 cost c 2 sint c 3  2c 1 sint  2c 2 cost 1.2 i d0  i q0  0 代代 入入 初初 始始 条条 件件  0.4,c  0.6,c  0.4 23 ，， 则则 有有 ：： 所以有：所以有： 时间响应曲线如下所示：时间响应曲线如下所示： 第三部分第三部分励磁控制励磁控制 3-13-1．． 某电厂有两台发电机在公共母线上并联某电厂有两台发电机在公共母线上并联 运行，运行，1 1 号机的额定功率为号机的额定功率为 25MW25MW，，2 2 号机的额号机的额 定功率为定功率为 50MW50MW。。 两台机组的额定功率因数都是两台机组的额定功率因数都是 0.850.85。。2 2 号机励磁调节器调差系数为号机励磁调节器调差系数为 0.050.05，，1 1 号机号机 为无差调节特性。若系统无功负荷波动使电厂无为无差调节特性。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功增量为它们总无功容量的 2020％，％， 问各机组承担问各机组承担 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多少？若电厂无功增量为它们总无功容量的 6060％，情况又如何？％，情况又如何？ 【答案提示】【答案提示】 1 1号号机机额额定定无无功功功功率率：： （（MvarMvar）） G1e Q G1e  P G1etg1  25tgarccos0.8515.49 1 1 号机