南京工業(yè)大學供電系統(tǒng)電能質量復習題.docx

第一章 電能質量概論電能質量的基本要求 P.2答：（1）以單一恒定的電網(wǎng)標稱頻率（50Hz 或60Hz，我國采用50Hz）、規(guī)定的若干電壓等級（如 配電系統(tǒng)一般為 110kV，35kV，10kV，380V/220V）和以正弦函數(shù)波形變化的交流電向用戶 供電，并且這些運行參數(shù)不受用電負荷特性的影響。 始終保持三相交流電壓和負荷電流的平衡。用電設備汲取電能應當保證最大傳輸效率， 即達到單位功率因數(shù)，同時各用電負荷之間互不干擾。 （3）電能的供應充足，即向電力用戶的供電不中斷，始終保證電氣設備的正常工作與運轉， 并且每時每刻系統(tǒng)中的電能供需都是平衡的。電能質量的特征P.3答：（1）電力系統(tǒng)的電能質量始終處在動態(tài)變化中。（2）電力系統(tǒng)是一個整體,其電能質量狀況相互影響。電能不易儲存，其生產(chǎn)、輸送、分配和轉換直至消耗幾乎是同時進行的。（3）電能質量擾動具有潛在危害性與廣泛傳播性。（4）有些情況下用戶是保證電能質量的主體部分。（5）對電力系統(tǒng)的電能質量指標進行綜合評估非常困難。 （6）控制和管理電力系統(tǒng)電能質量是一項系統(tǒng)工程。電能質量的定義 P.8答：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài)過電壓、波形畸變、電壓暫降與短時中斷以及供電連續(xù)性等。IEEE制定的電磁干擾現(xiàn)象的分類 P.9答：瞬變現(xiàn)象（沖擊脈沖、震蕩）、短時間電壓變動（瞬時、暫時、短時）、長時間電壓變動（持續(xù)中斷、欠電壓、過電壓）、電壓不平衡、波形畸變（直流偏置、諧波、簡諧波、陷波、噪聲）、電壓波動、工頻變化。第二章 電能質量的數(shù)學分析方法變換，dq變換，120變換的含義分別是什么 P.41答：變換:根據(jù)電機雙反應原理，用、兩相繞組等效代替定子三相繞組的作用。其變換后的參考坐標仍置于電機定子側，abc三相正弦交流電流經(jīng)過變換后，在兩相繞組上呈現(xiàn)為兩相交流電。dq變換：用轉子兩軸線直流電流、替代定子三相電流相量、和。相當于定子三相基波有功電流的作用，相當于定子三相基波無功電流的作用。其將參考坐標自旋轉電機的定子側轉移到了轉子側。120變換：即對稱分量變換，把三相電流相量用正序、負序和零序對稱分量來表示的變換。第三章 傳統(tǒng)電能質量分析與改善措施電壓偏差的定義 P.51答：供電系統(tǒng)在正常運行方式下，某一節(jié)點的實際電壓與系統(tǒng)標稱電壓(通常，電力系統(tǒng)的額定電壓采用標稱電壓去描述，對電氣設備則采用額定電壓的術語)之差對系統(tǒng)標稱電壓的百分數(shù)稱為該節(jié)點的電壓偏差。改善電壓偏差的措施 P.57答：（1）配置充足的無功功率電源1)同步發(fā)電機2)同步調相機3)電容器4)電抗器5)靜止無功補償裝置和靜止無功發(fā)生器系統(tǒng)調壓手段電壓偏差的調整方式（逆調壓、順調壓和恒調壓）2)電壓偏差的調整手段:(用發(fā)電機調壓(改變變壓器變比調壓(改變線路參數(shù)調壓(采用分裂導線，串聯(lián)電容器)頻率偏差的定義 P.65答：電力系統(tǒng)在正常運行條件下，系統(tǒng)頻率的實際值與標稱值之差稱為系統(tǒng)的頻率偏差。電壓偏差和頻率偏差產(chǎn)生的原因 P.65答：當系統(tǒng)負荷功率總需求(包括電能傳輸環(huán)節(jié)的損耗)與系統(tǒng)電源的總供給相平衡時，才能維持所以發(fā)電機組轉速的恒定。但是，電力系統(tǒng)中的負荷以及發(fā)電機組的出力隨時都在變化。當發(fā)電機與負荷間出現(xiàn)有功功率不平衡時，系統(tǒng)頻率就會產(chǎn)生變動，出現(xiàn)頻率偏差。三相不平衡度的定義 P.70答：電力系統(tǒng)在正常運行方式下，電量的負序分量均方根值與正序分量均方根值之比定義為該電量的三相不平衡度。改善三相不平衡的措施 P.73答：（1）將不對稱負荷合理分布于三相中，使各相負荷盡可能平衡。（2）將不對稱負荷分散接于不同的供電點，減小集中連接造成的不平衡度過大。（3）將不對稱負荷接于高一級電壓供電。（4）將不對稱負荷采用單獨的變壓器供電。（5）采用特殊接線的平衡變壓器供電。（6）加裝三相平衡裝置。提高供電可靠性的措施 P.78答：（1）加大平時狀態(tài)檢測力度，及時維修或更換老化設備。加強運行人員培訓，提高技術水平。提高天氣預報準確性，提前做好電氣設備檢修維護工作，制定周密的事故應急措施。加大對二次設計及接線的審核力度，加強對保護定值的校驗力度。注重檢修計劃的合理性和科學性，提高系統(tǒng)運行管理水平。除此以外還應該（1）加強網(wǎng)架結構，合理分布電源及無功補償設備。（2）采用自動化程度很高的系統(tǒng)，裝設分散協(xié)調控制裝置。（3）各負荷的供電方式應根據(jù)負荷對供電可靠性的要求和地區(qū)供電條件確定。1）一級負荷應由兩個獨立電源供電。2）二級負荷應由兩回線路供電。3）三級負荷對供電方式無要求。第四章 電壓波動與閃變常見的電壓變動現(xiàn)象有哪幾種？分別有什么特點？ P.83答：（1）電壓偏差：符合所需無功功率與配電系統(tǒng)提供的無功功率不平衡，導致供電電壓出現(xiàn)持續(xù)性的逐漸偏離變成電壓的情況。（2）電壓波動：出現(xiàn)沖擊性功率變化，造成公共連接點電壓在短時間里急劇變動，明顯偏離標稱電壓。（3）電壓暫升、暫降：系統(tǒng)發(fā)生短路或大容量設備啟動時，供電母線甚至遠方母線電壓迅速下降，且跌幅較大，后隨即回升稱為電壓暫降。由于其他相發(fā)生故障或甩負荷，造成該相電壓驟然升高后隨即下降并恢復到標稱電壓允許范圍稱為電壓暫升。（4）短時間電壓中斷：系統(tǒng)發(fā)生短路，故障點保護動作，供電端電壓方均根值迅速下降至小于0.1p.u.，一段時間后重合閘成功，重新恢復供電電壓至電壓允許范圍。（5）長時間電壓中斷：由于各種原因。供電電壓迅速下降跌至零且長時間不能恢復的現(xiàn)象。電壓波動的含義 P.84答：電壓波動定義為電壓均方根值一系列相對快速變動或連續(xù)改變的現(xiàn)象。其變化周期大于工頻周期。波動性負荷對電壓特性的影響 P.86答：由于波動性負荷的功率因數(shù)低，無功功率變動量也相對較大，并且其功率變化的過程快，因此在實際運行中可以認為波動性負荷是引起供電電壓波動的主要原因。1）由于頻繁啟動和間歇通電時常引起電壓按一定規(guī)律周期變動的負荷。例如，軋鋼機和絞車，電動機，電焊機等。2）引起供電點出現(xiàn)連續(xù)的不規(guī)則的隨機電壓變動的負荷。例如，煉鋼電弧爐等。閃變的基本概念與定義 P.89答：電光源的電壓波動造成燈光照度不穩(wěn)定的人眼視感反應稱為閃變。電壓波動與閃變的起因和危害 P.94答：起因：供電系統(tǒng)出現(xiàn)電壓波動，一方面是由于各種類型的大功率波動性負荷投運引起的，另一方面也會由于配電線路短時間承載過重，而且饋電終端的電壓調整調整能力很弱等原因，難以保證電壓的穩(wěn)定。危害：（1）引起車間，工作室和生活居室等場所的照明燈光閃爍，使人的視覺易于疲勞甚至難以忍受而產(chǎn)生煩躁情緒，從而降低了工作效率和生活質量。使得電視機畫面亮度頻繁變化以及垂直水平幅度搖晃。造成對直接與交流電源相連的電動機的轉速不穩(wěn)定，時而加速時而制動，由此可能影響產(chǎn)品質量，嚴重時危及設備本身安全運行。例如，對于造紙業(yè)，絲織業(yè)和精加工機床制品等行業(yè)，如果在生產(chǎn)運行時發(fā)生電壓波動甚至會使產(chǎn)品報廢等。對電壓波動較為敏感的工藝過程或實驗結果產(chǎn)生不良影響。例如使光電比色儀工作不正常，使化驗結果出差錯。 導致電子儀器和設備，計算機系統(tǒng)，自動控制生產(chǎn)線以及辦公自動化設備等工作不正常，或受到損害。導致以電壓相位角為控制指令的系統(tǒng)控制功能紊亂，致使電力電力換流器換向失敗等。波動性負荷產(chǎn)生大量的諧波，其三相嚴重不對稱帶來的的負序分量，危及供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。第五章 電壓暫降與短時中斷電壓暫降與中斷的起因P.119答：當輸配電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障、感應電機啟動、雷擊、開關操作、變壓器以及電容器組的投切等時間，均可引起電壓暫降。其中，短路故障、感應電機啟動和雷擊是引起電壓暫降的最主要原因。保護裝置切除故障、誤動以及運行人員誤操作等均可引起供電段中斷。第六章 波形畸變與電力諧波諧波、簡諧波和次諧波的區(qū)別 P.158答：（1）諧波的次數(shù)h必須為基波頻率的整數(shù)倍。在一定供電條件下，有些用電負荷會出現(xiàn)非工頻頻率整數(shù)倍的周期性電流變動，根據(jù)該電流周期分解出的傅里葉級數(shù)得出的不是基波整數(shù)倍頻率的分量，稱為簡諧波。次諧波是指頻率低于工頻的簡諧波。電力系統(tǒng)的非線性諧波源有哪幾類？ P.162答：（1）鐵磁飽和型：各種鐵芯設備，如變壓器、電抗器等，其鐵磁飽和特性呈現(xiàn)非線性。電子開關型：主要為各種交直流換流裝置、雙向晶閘管可控開關設備以及PWM變頻器等電力電子設備。電弧型：交流電弧爐和交流電焊機等。諧波的污染與危害主要表現(xiàn)在哪些方面？ P.175答：在電力危害方面：旋轉電機等的（換流變壓器過載）附加諧波損耗與發(fā)熱，縮短使用壽命。諧波諧振過電壓，造成電氣元件及設備的故障與損壞。電能計量錯誤。在信號干擾方面：對通信系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾，使電信質量下降。重要的和敏