電力系統(tǒng)復習

1、第一章 電力系統(tǒng)等值電路1、電力系統(tǒng)和電力網絡的基本組成是什么？ 電力系統(tǒng)是由鍋爐、反應堆、汽輪機、水輪機、發(fā)電機等生產電能的設備，變壓器，電 力線路等變換、輸送、分配電能的設備，電動機、電燈等耗能的設備，以及檢測、保護、控 制裝置乃至能量管理系統(tǒng)所組成的統(tǒng)一整體。電力系統(tǒng)中，由變壓器、 電力線路等變換、輸送、 分配電能的設備所組成的部分常稱為 電力網絡。2、描述一個電力系統(tǒng)的基本參量有：總裝機容量、年發(fā)電量、最大負荷、額定頻率和最高 電壓等級，結線圖則由地理結線圖和電氣結線圖。電力系統(tǒng)運行基本要求： 保證可靠持續(xù)供電、 保證良好的電能質量、 保證系統(tǒng)運行的經 濟性。3、電力變壓器的主要作用是

2、什么？主要類型有哪些？ 主要作用是變換電壓，以利于功率的傳輸。在同一段線路上 , 傳送相同的功率 , 電壓經 升壓變壓器升壓后，線路傳輸的電流減小 , 可以減少線路損耗，提高送電經濟性，達到遠距 離送電的目的，而降壓則能滿足各級使用電壓的用戶需要。主要類型： (1) 按相數分：1) 單相變壓器：用于單相負荷和三相變壓器組。2) 三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。(2) 按冷卻方式分：1) 干式變壓器： 依靠空氣對流進行冷卻， 一般用于局部照明、 電子線路等小容量變壓器。2) 油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質、如油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環(huán) 等。(4) 按繞組形式分：1) 雙繞組變

3、壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個電壓等級。2) 三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接三個電壓等級。3) 自耦變電器：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。4、架空線路和電纜線路各自有什么特點？架空線采用分裂導線有何好處？ 架空線路是由導線、避雷針、桿塔、絕緣子和金具等構成；由于架空線采用多股導線，為增加機械強度，采用鋼芯鋁線，外部鋁線作為主要載流部分；線路電壓超過220KV時，為減小電暈損耗或線路電抗， 采用擴徑導線或分裂導線； 為了減小三相參數不平衡， 架空線的 三相導線需要換位，在中性點直接接地的電力系統(tǒng)中，長度超過100kW的架空線都應換位。電纜線路比架

4、空線造價高，檢修麻煩。優(yōu)點是不用桿塔，占地小，供電可靠，對人身較 安全，不易受破壞等。5、影響輸電線路電抗、電納、電阻、電導大小的主要因素是什么？電阻取決于導線電阻率和導線截面積； 電導取決于沿絕緣子串的泄露和電暈； 電抗取決 于導線周圍磁場分布；電納取決于導線周圍的電場分布。6、電力線路一般采用怎樣的等值電路來表示？集中參數如何計算？7、所謂自然功率，是指負荷阻抗為波阻抗時，該負荷所消耗的功率。波阻抗為純電阻，自 然阻抗為純有功功率。 輸送功率等于自然功率時， 線路末端電壓接近始端電壓； 輸送功率大 于自然功率時， 線路末端電壓低于始端電壓； 輸送功率小于自然功率時， 線路末端電壓高于 始端

5、電壓。8、中等長度線指長度在 100-300km的架空線路和不超過 100km的電纜線路，超過則稱為長 線路，計算時必須考慮其分布參數特性。9、直流輸電與交流輸電相比，有什么特點？一般認為架空線路超過 600-800km，電纜線路超過 40-60km直流輸電較交流輸電經濟。高壓直流輸電是將三相交流電通過換流站整流變成直流電，然后通過直流輸電線路送往另一個換流站逆變成三相交流電的輸電方式。它基本上由兩個換流站和直流輸電線組成，兩個換流站與兩端的交流系統(tǒng)相連接。另外，直流輸電線造價低于交流輸電線路但換流站造價卻比交流變電站高得多。（1）直流線路與交流輸電相比較，直流輸電具有如下優(yōu)點：輸送相同功率時

6、，線路造價 低；輸送容量大、送電距離遠，線路損耗小；不存在交流輸電的穩(wěn)定問題；能夠充分 利用線路走廊資源， 適宜于海下輸電；能夠限制系統(tǒng)的短路電流；調節(jié)速度快，運行可 靠；能夠實現交流系統(tǒng)的異步連接；可方便的進行分期建設和增容建設，利于發(fā)揮投資效益。（2）與交流輸電相比較，直流輸電具有如下缺點：換流站設備較昂貴；換流裝置要 消耗大量的無功功率；換流器的過載能力較小，對直流運行不利；無適用的直流斷路器； 利用大地為回路帶來一些技術問題；直流輸電線路難以引出分支線路，絕大多數只能用于端對端送電。直流線路在遇到線路故障或隱患時（比如冰凍、山火等險情）可以降壓運行，但是交流線路不行。因為居民用電、各種

7、廠礦用電都是交流電，所以要通過換流站。10、電力系統(tǒng)的結構有何特點？比較有備用和無備用接線形式的主要區(qū)別？電力系統(tǒng)結構可以分為有備用和無備用結線兩類。無備用結線包括單回路放射式、干線式和鏈式網絡。主要優(yōu)點在于簡單、經濟、運行方便，主要缺點是供電可靠性差。有備用結線包括雙回路放射式、干線式、鏈式以及環(huán)式和兩端供電網絡。優(yōu)點是可靠性和電能質量高，缺點是不夠經濟。11、為什么要規(guī)定電力系統(tǒng)的電壓等級？我國主要的電壓等級有哪些？電力系統(tǒng)各元件的額 定電壓是如何讓確定的？當輸送一定功率時， 輸電電壓越高，電流越小，導線等載流部分的截面積越小，投資越 小；但電壓越高，對絕緣的要求越高，塔桿、變壓器、斷路器

8、等絕緣的投資也越大。這樣， 對應于一定輸送功率和輸送距離應該有一最合理的線路電壓。額定電壓等級有： 3kW 6kW 10kW 35kW 60kW 110kW 220kW 330kW 500kW，500kW 通常 用于區(qū)域電力系統(tǒng)的輸電網絡， 220kW通常用于地方電力系統(tǒng)的輸電網絡， 35kW及以下通常 用于配電網絡。發(fā)電機的額定電壓為線路額定電壓的105%變壓器一次側電壓等于用電設備額定電壓（直接與發(fā)電機相連則為發(fā)電機額定電壓），二次側為線路額定電壓的110%漏感很小的、二次側直接與用電設備相連的和電壓特別高的變壓器，其二次側額定電壓為線路額定電壓的5%11、變壓器的短路試驗和空載試驗是在什

9、么條件下做的？如何讓用這兩個實驗得到數據計算變壓器等值電路中的參數？ 肌恍n 變爪料削諺八川I対烙試鯊測試urn.為便訐測舐般將低壓馳1誡按.存:嗎 壓誇連步加壓至低壓繞組電威為灌左電潦”讀取此時高壓規(guī)電壓比值的門沁 和箱附功功卓（單tVJ/kW） 詢誇稱為頂略堪比的百井血記為也解右擰稱為疫路抵琵.id為 忿由打11力變矗料滋就業(yè)超）相對輪小.從而驗踣撮耗Slfitu導十箱誌電過變爪器話粧用疑 俎時住電陽1產乳的期耗幡易;匍尿雖然有的空壓器繞紐旳甲誡鋁合金制造，01仍沿用此名）.于圮利用和電牌1541制祀亦的基木滅礙fi乂陶電力泵統(tǒng)計畀中功豐以MW為呼臨+曲試鯊數豔山咬向單忖為kw.故MAXB

10、U9M以電掘為L護足可逬似認為k渝館h M降于電班上.導朝>7變圧器導納J7可由空載試驗腐暫.試驗時*為空全起見，-般將低醫(yī)繞爼接電源+高壓側空載.邊聯低忙刪電崔為顆定值時的空載電SU我為與額定電灣岀值的白分值1和三相有功功率（單棣為kW幾前者稱為空戟電說的百分值，記為g 后者粽為空載損耘記為心丹.由于空載損耗近啊等于3E壓器住鬧定電床下電導g廠中|抑損耗俗稱扶耗）.即1000Gr二帆廠iOOOty由F甲截電流幾乎亍部流紹變壓器的電納玄¥論訓Z H*K100 = iixi0O式中以叨為（R定相電區(qū)*從而臺匹J 100 Cr v烷上所述將陽w魁粗曼卅畧財卩星尊佝電辭盤JC參融計慷

11、公式n：A4iTt- 追忑 ” _以從一r 1000 5| *7 1000 5y *D 理可扎弘/Ct =J.£>r 豈片-丁lOOOL y100 C>12、衡量電力系統(tǒng)運行經濟行的兩個主要指標：煤耗率和網損率。13、 什么是電力系統(tǒng)的負荷曲線？最大負荷利用小時數Tmax指的是什么？負荷曲線反應了某段時間內負荷隨時間而變化的規(guī)律。年最大負荷利用小時數 Tmax的含義是：如果負荷始終保持等于最大值PmaX寸，經過Tmax小時后所消耗的電能恰好等于全年的實際耗電量 W14、何為電力系統(tǒng)的負荷特性（電壓特性、頻率特性）？負荷特性指負荷功率隨端電壓或者系統(tǒng)頻率變化而變化的規(guī)律，因

12、而有電壓特性和頻率 特性之分。15、我國電力系統(tǒng)的中性點運行方式有哪些？各有什么特點？(1) 直接接地：不接地和經消弧線圈接地3類。(2) 直接接地：供電可靠性低，單相接地時，構成短路回路，接地電流大。(3) 不接地：系統(tǒng)可靠性高，但是絕緣水平要求也高，單相接地不構成短路回路，但是非接地相電壓升為相電壓的倍。(4) 110kW以上系統(tǒng)直接接地，60kW 下系統(tǒng)中性點不接地。(5) 經消弧線圈接地：由于導線對地有電容，中性點不接地的系統(tǒng)單相接地時，短路點會有大的容性電流，裝設消弧線圈后，接地點電流增加了感性電流分量，與容性分量相抵消，減小了接地點電流，使電弧易于自行熄滅，提高供電可靠性。中性點經

13、消弧線圈接 地又可分為過補償和欠補償。感性電流大于容性電流稱為過補償，容性電流大于感性電 流稱為欠補償，一般采用過補償。16、電力系統(tǒng)計算中，采用標幺制有什么好處？基準值如何選??？不同基準之下的標幺值如 何讓換算？標幺制具有計算結果清晰、便于迅速判斷計算結果的正確性、可大量簡化計算等優(yōu)點。通常選用三相功率和線電壓作為基準值，功率的基準值一般取系統(tǒng)總功率，電壓基準值 一般取參數和變量都將向其歸算的該級額定電壓。17、在電力系統(tǒng)等值電路參數計算中，如何精確計算？何為近似計算？適用場合怎樣？在電力系統(tǒng)等值電路的參數計算中， 若采用電力網或元件的額定電壓進行計算， 稱為精 確計算法；若采用各電壓等級的

14、平均額定電壓進行計算，則稱為近似計算法；在進行電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析計算時，常采用精確計算法，而在電力系統(tǒng)短路計算時，常采用近似計算法。18、 為什么110KV及以上的架空輸電線路需要全線架設避雷線而35KV及以下架空輸電線路 不需全線架設避雷線？因為110KV及以上系統(tǒng)采用中性點直接接地的中性點運行方式，這種運行方式的優(yōu)點是，正常運行情況下各相對地電壓為相電壓，系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路故障時，非故障相對地電壓仍為相電壓，電氣設備和輸電線路的對地絕緣只要按承受相電壓考慮，從而降低電氣設備和輸電線路的絕緣費用， 提高電力系統(tǒng)運行的經濟性；缺點是發(fā)生單相接地短路時需要切除故障線路，供電可靠性差?？紤]到輸電

15、線路的單相接地絕大部分是由于雷擊輸電線路引起，全線路架設避雷線，就是為了減少雷擊輸電線路造成單相接地短路故障的機會，提高220KV電力系統(tǒng)的供電可靠性。35KV及以下系統(tǒng)采用中性點不接地或經消弧線圈接地的中性點運行方式，即使雷擊輸電線路造成單相接地時，電力系統(tǒng)也可以繼續(xù)運行，供電可靠性高， 所以無需全線架設避雷線。19、什么叫電力系統(tǒng)分析計算的基本級？基本級如何選擇？電力系統(tǒng)分析計算時， 將系統(tǒng)參數歸算到那一個電壓等級，該電壓等級就是分析計算的基本級?；炯壙筛鶕治鰡栴}的方便與否進行選擇，無特殊要求的情況下， 通常選擇系統(tǒng)中的最高電壓級最為分析計算的基本級。20、 在下圖所示的電力系統(tǒng)中已知

16、U=10kV，單相接地時流過接地點的電容電流為35A,如要把單相接地時流過接地點的電流補償到20A,請計算所需消弧線圈的電感系數：根據消弧線圈應采用過補償方式的要求可知單相接地時流過消弧線圈的電流為：Il 20A 35A 55AIl100003*314*550.334H第二章電力系統(tǒng)潮流分布計算1在電力系統(tǒng)潮流計算中，負荷是怎樣表示的？2輸電線路的變壓器的功率損耗如何計算？他們在個導納支路上損耗的無功功率有什么不 同？輸電線路和變壓器的功率損耗可以根據輸電線路和變壓器的等效電路，按照電路的基本關系，通過計算阻抗和導納支路的功率損耗來進行，不同的是，線路導納損耗的是容性無功功率，而變壓器導納支路

17、損耗的是感性的無功功率。3輸電線路和變壓器阻抗元件上的電壓降落如何計算？電壓降落的大小主要由什么決定？ 電壓降落的相位主要有什么決定？什么情況下會出現線路末端電壓高于首段電壓？電壓降落是指變壓器和輸電線路始末兩端電壓的相量差，可按照電路原理進行計算，電壓降落的大小主要決定于電壓降落的縱分量au,相位主要決定于電壓降落的橫行分量ajo因線路對地電納吸收容性無功功率，即發(fā)出感性無功功率，線路輕載時，電納中發(fā)出的感性無功功率可能大于電抗中吸收的感性無功功率，這時會出現線路末端電壓高于首段電壓。4電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓調整各自如何定義？電壓降落是指變壓器和輸電線路始末兩端電壓的相量差（？?

18、1 - ?2），是相量。電壓損耗是指變壓器和輸電線路始末兩端電壓的數量差（U- U2），近似等于電壓降落的縱分量。電壓偏移是指線路始端或末端電壓與線路額定電壓的數值差（U- U）或（U2-JN） o電壓調整是指線路末端空載與負載時電壓的數值差（U2o- U） o5運算功率是什么？運算負荷是什么？6輻射性網絡潮流計算可以分為哪兩種類型？分別怎樣計算？一類已知同一點的電壓和功率， 其計算就是根據等效電路逐級推算功率損耗和電壓降落； 另一類是已知不同點的電壓和功率，可采用迭代法進行計算。7什么是基本功率分布？什么是自然功率分布？什么是循環(huán)功率？什么是強制功率分布？ 什么是初步功率分布？什么是最終功率

19、分布？什么是經濟功率分布？自然功率分布：單位長度線路參數不等時的按阻抗分布功率。強制功率分布：附加串聯加壓器時會產生強制功率分布，使其與自然分布功率的疊加可達到理想值。循環(huán)功率：取決于兩端電壓的差值（相量）和環(huán)路總阻抗的功率。經濟功率分布：在環(huán)狀網絡中使網絡的功率損耗為最小的功率分布稱作功率的經濟分布。只有在環(huán)狀網絡中，每段線路的比值 R/X都相等的均一網絡中， 功率的自然分布才與經 濟分布一致。8求初步功率分布的目的是什么？找出功率分點9為什么要找出功率分點？功率分點可以將閉環(huán)網分開成兩個輻射網，然后，以功率分點為末端， 對這兩個輻射網分別用逐段推算法進行潮流計算。10變壓器并聯運行條件：并

20、聯運行的變壓器必須具備以下三個條件：各變壓器的原邊額定電壓要相等，各副邊額定電壓也要相等，即變比要相等；各變壓器副邊線電勢對原邊線電勢的相位差應相等，即連接組要相同； 各變壓器的阻抗電壓標么值應相等，短路阻抗角應相等。11簡單閉環(huán)網路主要有哪兩種類型？其潮流計算的主要步驟是什么？曲端供電網絡潮流計畀的主嬰步驟：率的JTAih力網的計算方江.計畀這兩亍開式電力阿冊功率攔耗利陀Ik曲;忍逬 而得到M有節(jié)點的電壓。在計鼻功率損幡時，網絡中各點的未知電壓可先用線路 的額定電汗代替*商巾壞形網絡潮流計算的上婆步驟*按嬉兩端供業(yè)網絡潮流的ii n/jii.先訃鼻網絡小的功率分命確定功專分 點"然

21、后在功帶分點處將網絡解開，按照開式電力網的計界方沐，計畀這兩爭開 式電力阿的功率損耗和電爪欝落* MifuJH到所仃節(jié)心的電壓。當簡單環(huán)形網幽中 存在多個電源點時.給定功率的電源點可以當做負荷節(jié)點處理.血把給立電壓的 電源點祁一分為二，這樣便得到杵T個已供電點電壓的兩端供電網琳n12平衡節(jié)點：配電網潮流一般只有一個電源點，該節(jié)點電壓幅值和相角已知，是其他節(jié)點 電壓計算的參考點，待求的是該節(jié)點輸入的有功和無功功率。PQ節(jié)點：一般配電網潮流計算中負荷節(jié)點已知負荷的有功和無功功率，待求節(jié)點的電壓幅 值和相角，這類節(jié)點為 PQ節(jié)點。PV節(jié)點：配電網中有一些節(jié)點安裝有并聯電容器等無功電源，運行中希望這類

22、節(jié)點的電壓 幅值保持在某一水平， 在潮流計算中這樣的節(jié)點已知負荷的有功和節(jié)點的電壓幅值大小，待求節(jié)點的無功功率和電壓相角，這類節(jié)點為PV節(jié)點。13功率自然分布時，有可能不滿足安全、優(yōu)質、經濟供電的要求，這樣，就提出了調整控 制潮流或功率的問題。調整控制潮流的首段有 3種，即串聯電容、串聯電抗、附加串聯加壓器。串聯電容的作用是以容抗抵補線路的感抗，可起轉移其他重載線段上流通功率的作用。 串聯電抗的作用與串聯電容相反，主要在限流，可避免重載線段過載。附加串聯加壓器的作用在于產生一環(huán)流或者強制循環(huán)功率，使其與自然分布功率的疊加達到理想值。第三章 電力系統(tǒng)有功功率平衡及頻率調整1電力系統(tǒng)進行有功功率平

23、衡的目的？頻率是衡量電能質量的重要指標，而頻率域有功功率密切相關，有功功率不平衡，將會導致頻率的變化。2有功功率負荷的變動分為三類：第一種變動幅度很小，周期短，負荷變動有很大偶然性；第二種變動負荷幅度較大，周期也較長；第三種變動幅度最大，周期也最長，基本可預測。3 電力系統(tǒng)有功功率和頻率調整大體分為3 種：一次調頻：由發(fā)電機組的調速器進行，針對第一種符合變動引起的頻率偏移； 二次調頻：由發(fā)電機的調頻器進行，針對第二種符合變動引起的頻率偏移； 三次調頻：按最優(yōu)化標準分配第三種有規(guī)律變動的負荷。4 進行有功功率和頻率的三次調整時根據根據有功功率日負荷曲線。編制負荷曲線時，網絡 損耗和廠用電是兩個重

24、要指標。網絡損耗分兩部分，一部分是變壓器空載損耗，又稱不便 損耗，另一部分與負荷平方成正比，主要為變壓器和線路的電阻損耗。5 什么叫熱備用和冷備用？為保證可靠供電和良好的電能質量， 系統(tǒng)電源容量應大于系統(tǒng)的發(fā)電負荷， 系統(tǒng)電源容 量大于發(fā)電機負荷的部分成為系統(tǒng)的備用容量。 所謂熱備用是指運轉中的發(fā)電設備可能發(fā)出 的最大功率與系統(tǒng)發(fā)電負荷之差。冷備用則指未運轉的發(fā)電設備可能發(fā)的最大功率。6 有功功率最有分配包括兩部分：有功功率電源的最優(yōu)組合和有功功率負荷的最優(yōu)分配。有 功功率電源最優(yōu)組合指機組的合理開停， 包括機組最優(yōu)組合順序， 機組最優(yōu)組合數量和機組 最優(yōu)開停時間。 有功功率負荷的最優(yōu)分配指系

25、統(tǒng)的有功功率在各個發(fā)電設備和發(fā)電廠之間的 合理分配。7 有調節(jié)水庫，豐水期，往往滿負荷運行，調頻主要有中溫中壓火電廠完成，枯水期，承擔 急劇變化的負荷，水庫容量越大，調節(jié)功能越強。8 發(fā)電設備輸入與輸出的關系，這關系稱耗量特性，耗量特性曲線上某一點縱坐標和橫坐標的比值，即單位時間內輸入能量和輸出功率之比稱比耗量仏其倒數就是發(fā)電設備的效率n耗量特性曲線上某點切線的斜率稱耗量微增率入9 討論有功功率負荷最有分配的目的在于：在供應同樣大小負荷有功功率的前提下，單位時 間內的能量消耗最少。10 等耗量微增率準則：為使總耗量最小，應按相等的耗量微增率在發(fā)電設備或發(fā)電廠之間 分配負荷。11發(fā)電機組原動機或

26、電源頻率特性的斜率為：K=-皐Af ,稱為發(fā)電機的單位調節(jié)功率。發(fā)電機的單位調節(jié)功率標志了隨頻率的升降發(fā)電機組發(fā)出功率減少或增加的多寡。綜合負荷的靜態(tài)頻率特性的斜率：K.= AFL/ A，稱為負荷的單位調節(jié)功率，負荷的單位調節(jié)功率標志了隨頻率的升降負荷消耗功率增加或減小的多寡。12 一次調頻過程：發(fā)電機組原動機的頻率特性和負荷頻率特性的交點就是系統(tǒng)的原始運行 點，設在原始運行點運行時負荷突然增加， 即負荷頻率特性突然向上移動， 由于負荷突增是 發(fā)電機組功率不能隨之變動，機組將減速，系統(tǒng)頻率將下降。而在系統(tǒng)頻率下降的同時，發(fā)電機組的功率將因它的調速器的一次調整作用而增大， 負荷的功率將因它本身的

27、調節(jié)效應而 減少。 前者沿原動機的頻率特性向上增加， 后者沿負荷的頻率特性向下減少， 經過一個衰減 的震蕩過程，抵達一個平衡點。13系統(tǒng)單位調節(jié)功率 Ks= Kg+ Kl,標志了系統(tǒng)復核人增加或減少時，在原動機調速器和負荷 本身的調節(jié)效應共同作用下系統(tǒng)頻率下降或上升的多寡。14 二次調頻：系統(tǒng)頻率在一次調整的基礎上進行二次調整，就是在負荷變動引起頻率下降月初允許范圍時，操作調頻器，增加發(fā)動機組發(fā)出的功率，是發(fā)電機組頻率特性向上移動。 當發(fā)電機組如數增發(fā)的負荷功率的原始增量是，則Af 為零，即實現無差調節(jié)。15 兩系統(tǒng)互聯為一個聯合系統(tǒng)。正常運行時，聯絡線無交換功率流通。兩系統(tǒng)容量分別為1500

28、MW 1000MV；系統(tǒng)A的單位調節(jié)功率(標幺值)K*g/=25, K*la=1.5，系統(tǒng)B的單位調節(jié)功 率Kga=20, K*la=1.3，設A系統(tǒng)負荷增加100MW試求頻率變化和聯絡線交換功率：A、B兩系統(tǒng)機組都參加一次調頻 (2) A、 B 兩系統(tǒng)機組都不參加一次調頻 (3) B 系統(tǒng)機組不參加一 次調頻 (4) A 系統(tǒng)機組不參加一次調頻。第四章 電力系統(tǒng)無功功率平衡及電壓調整1 無功功率負荷 系統(tǒng)總負荷的成分 - 晝夜間各不相同。白晝，工業(yè)用電比重大；傍晚，生活用電比重增加， 而二者功率因數不同。 如果白晝和傍晚的有功功率負荷的峰值約略相等， 白晝無功功率負荷 的峰值將大于傍晚； 反

29、之， 如果白晝有功功率負荷的峰值小于傍晚， 白晝和傍晚的無功功率 負荷約略相等。2 變壓器中的無功功率損耗 變壓器中的無功功率損耗分兩部分， 即勵磁支路損耗和繞組漏抗中損耗。 勵磁支路損耗百分 值基本上等于空載電流 Io 的百分值；繞組漏抗中損耗，在變壓器滿載時，基本上等于短路 電壓UK的百分值。3 電力線路上的無功功率損耗 兩部分并聯電納和串聯電抗中的無功功率損耗。 當通過線路輸送的有功功率大于自然功率時， 線路將消耗感性無功功率； 當通過線路輸送的 有功功率小于自然功率時， 線路將消耗容性無功功率。 通過 110kV 及以下線路輸送的功率玩 玩大于自然功率；通過 500kV 線路輸送的功率

30、大致等于自然功率。4 無功功率電源 發(fā)電機、電容器、調相機、靜止補償器、靜止調相機、并聯電抗器。電壓調節(jié)效應為正：調相機、TCR型靜止補償器、SR型靜止補償器。電壓調節(jié)效應為負：電容器、TSR型靜止補償器。5 無功功率的平衡 進行無功功率平衡計算的前題應該是系統(tǒng)的電壓水平正常， 如果不能在正常電壓水平下保證 無功功率的平衡，系統(tǒng)的電能質量就不能保證。6 無功功率電壓最優(yōu)分布：等網損微增率準則 優(yōu)化無功功率電源分布的目的在于降低網絡的有功功率損耗。等約束條件：無功功率平衡。7 無功功率負荷最優(yōu)補償：最優(yōu)網損微增率準則（1）所謂無功功率負荷的最優(yōu)補償是指最優(yōu)補償容量的確定、最優(yōu)補償設備的分布和最優(yōu)

31、補 償順序的選擇等問題 .（2）最優(yōu)網損微增率也稱無功功率經濟當量。等網損微增率是無功電源最優(yōu)分布的準則，而 最優(yōu)網損微增率或無功功率經濟當量則是衡量無功負荷最優(yōu)補償的準則。8 限制電壓波動的措施： 由大電容變電所以專用母線或線路單獨向這類負荷供電； 在電壓波動的地點與電源之前設置 串聯電容器（作用：抵償線路等感抗，限制電壓波動幅度） ；在附近設置調相機（作用：供 給波動負荷以波動的無功功率） ，并在其供電線路上串聯電抗器（作用：類似于發(fā)電廠或變 電所的出線電抗器，起維持公共母線電壓的作用） ；在供電線路上設置靜止補償器（幾乎可 以完全消除電壓波動，效果最好） 。9 電壓中樞點：指某些能夠反映

32、系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或者樞紐變電所母線。電力系統(tǒng) 的電壓調整問題也就轉化為保證各電壓中樞點的電壓偏移不越出給定范圍的問題。10 逆調壓：高峰負荷時供電線路電壓損耗大，因而將中樞點供電電壓適當升高以抵償電壓 損耗的壓降； 低估負荷時供電線路電壓損耗小， 因而將中樞點供電電壓適當降低， 完全有可 能滿足負荷對電壓質量的要求。 這種高峰負荷時升高電壓、 低谷負荷時降低電壓的中樞點電 壓調整方式稱逆調壓。供電線路較長、負荷變動較大的中樞點采取這種調壓方式。11 順調壓：與逆調壓相對，對供電線路不長、負荷變動不大的中樞點，允許采取順調壓。所謂順調壓，就是高峰負荷時允許中樞點電壓略低；低谷時，允許中樞

33、點電壓略高。13 常調壓：在任何負荷下都保持中樞點電壓為一基本不變的數值。14 調壓措施：（1） 改變發(fā)電機端電壓調壓：如供電線路不很長、線路上電壓損耗不很大，一般就借調節(jié)發(fā) 電機勵磁、改變其母線電壓，使之實現逆調壓以滿足負荷對電壓質量的要求。（2） 改變變壓器變比調壓：帶分接頭變壓器（退出運行時才能改變）或者有載調壓變壓器或 串聯加壓器。（3）借補償設備調壓：容器、調相機、靜止補償器、靜止調相機。第五章 同步發(fā)電機基本方程及三相短路分析計算1 什么是理想同步電機 ?（1）電機轉子的結構上直軸和交軸完全對稱；定子三相繞組完全對稱，在空間互差120 電角度。（2）定子電流在氣隙中產生正弦分布的磁

34、動勢；轉子繞組和定子繞組間的互感磁通也在氣隙中按正弦分布。 （ 3）定子及轉子的槽和通風溝不影響定子及轉子繞組的電感，即認為電機的定子和轉子具有光滑的表面。2 同步發(fā)電機基本方程為什么要進行派克變換？派克變換的物理意義是什么？ 原因： （1） 轉子的旋轉使定、轉子繞組間產生相對運動，致使定、轉子繞組間的互感系數發(fā) 生相應的周期性變化。 （2） 轉子在磁路上只是分別對于 d 軸和 q 軸對稱而不是任意對稱的， 轉子的旋轉也導致定子各繞組的自感和互感的周期性變化。 變換后的電感系數都變?yōu)槌担?可以假想dd繞組，qq繞組是固定在轉子上的，相對轉子靜止。派克變換陣對定子自感矩 陣起到了對角化的作用，

35、并消去了其中的角度變量，Ld,Lq,L。為其特征根。變換后定子和轉子間的互感系數不對稱，這是由于派克變換的矩陣不是正交矩陣。Ld為直軸同步電感系數，其值相當于當勵磁繞組開路， 定子合成磁勢產生單純直軸磁場時， 任意一相定子繞組的 自感系數。意義：派克變換將觀察者的角度從靜止的定子繞組轉移到隨轉子一同旋轉的轉子繞組上，從而使得定子繞組自、 互感，定、轉子繞組間互感變成常數， 大大簡化了同步電機的原始方程。派克變換將a、b、c三相靜止的繞組通過坐標變換等效為d軸dd繞組、q軸qq繞組，與轉子一同旋轉。3 無阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路時，定子和轉子電流中出現了哪些分量？其中哪些部分是衰減的？各按

36、什么時間常數衰減？試用磁鏈守恒原理說明它們是如何產生的？ 無阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路時，定子電流中出現的分量包含：（a） 基頻交流分量 （含強制分量和自由分量 ），基頻自由分量的衰減時間常數為Td'。 （ b）直流分量（自由分量），其衰減時間常數為 Ta。（ c）倍頻交流分量（若 d、q磁阻相等，無 此量），其衰減時間常數為 Ta。轉子電流中出現的分量包含：（a）直流分量（含強制分量和自由分量），自由分量的衰減時間 常數為Td'（ b）基頻分量（自由分量），其衰減時間常數為 Tao產生原因簡要說明： （1） 三相短路瞬間， 由于定子回路阻抗減小， 定子電流突然增大， 電樞

37、 反應使得轉子 f 繞組中磁鏈突然增大， f 繞組為保持磁鏈守恒，將增加一個自由直流分量， 并在定子回路中感應基頻交流， 最后定子基頻分量與轉子直流分量達到相對平衡 （其中的自 由分量要衰減為 0）。 （ 2） 同樣，定子繞組為保持磁鏈守恒，將產生一脈動直流分量（脈動 是由于 d、 q 不對稱），該脈動直流可分解為恒定直流以及倍頻交流，并在轉子中感應出基0。頻交流分量。這些量均為自由分量，最后衰減為4有阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路時，定子和轉子電流中出現了哪些分量？其中哪些部分是衰減的？各按什么時間常數衰減？有阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路時，定子電流和轉子電流中出現的分量與無阻尼繞組的情況

38、相同。衰減時間常數如下：（a）定子基頻自由分量的衰減時間常數有3個：Td' Td'、Tq',分別對應于f繞組、D繞組和Q繞組。（b）定子直流分量和倍頻分量（自由分量），其衰減時間常數均為 Ta。（c）轉子自由直流分量的衰減時間常數為Td''、Td' （d）轉子基頻分量（自由分量），其衰減時間常數為 Ta。產生原因說明：f繞組與無阻尼繞組的情況相同。另外增加了D繞組和Q繞組，這兩個繞組中與f繞組類似，同樣要產生直流分量和基頻交流分量（ f繞組與D繞組間要相互感應自由 直流分量），但全部為自由分量，最后衰減為 0。定子繞組中也有相應分量與之對應。5為

39、什么要引入暫態(tài)電勢Eq'、Eq”、Ec”、E”？不計阻尼回路時，Eq'為暫態(tài)電動勢，它與勵磁繞組磁鏈 Yf有關，故在擾動前后瞬間不變,f繞組磁鏈和D繞組磁鏈的線 Ec”為d軸次暫態(tài)電動勢，用可用來計算短路后瞬間的基頻交流分量。當計及阻尼回路時，Eq”為q軸次暫態(tài)電動勢，由于其正比于 性組合，可用來計算短路后瞬間基頻 d軸次暫態(tài)電流初始值,來計算基頻q軸次暫態(tài)電流初始值,eNEcT+ Eq”6同步發(fā)電機端三相短路，出現沖擊電流的條件是什么？最惡劣短路條件下，短路電流的最大瞬時值稱為短路沖擊電流。 在不計同步發(fā)電機定子繞組 的電阻時，機端短路沖擊電流出現的條件是短路前空載， 短路發(fā)

40、生在某相電壓瞬時值過零時。7對稱分量法能否應用于分析非線性電力系統(tǒng)的不對稱短路？為什么？因為對稱分量法實際上是把不對對稱分量法不能用于分析非線性電力系統(tǒng)的的不對稱短路。稱短路時的電壓、電流分解為正序分量、負序分量和零序分量，然后利用各序分量的相互獨 立性和疊加原理分別進行計算，然后再合成得到不對稱短路時的各相電流和電壓。即不對稱分量法的理論基礎之一是疊加原理，而疊加原理只適用于線性電路，所以不能用對稱分量法分析非線性電力系統(tǒng)的不對稱短路。8強行勵磁起什么作用？強勵動作后應注意什么問題？當發(fā)電機的端電壓降到某一規(guī)定值時， 強制勵磁裝置自動投入， 發(fā)電機的勵磁電源會自動迅 速增加勵磁電流，這種作用

41、叫做強行勵磁， 發(fā)電機的端電壓逐漸恢復， 短路電流的周期分量 的幅值逐漸增加，最終趨于穩(wěn)定。強行勵磁主要有以下幾個方面的作用： （1）增加電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性（2）在短路切除后，能 使電壓迅速恢復（3）提高帶時限的過流保護動作的可靠性 （4）改善系統(tǒng)故障時電動機的自 起動條件。強勵動作后，如果不返回，磁場電阻長時間被短接，在發(fā)電機正常運行時，轉子將承受很高的電壓而受到損傷. 根據發(fā)電機運行狀況， 在保證正常運行的前提下， 可以將不返回的強勵 裝置切除。查明原因，排除故障后再投入運行。9同步發(fā)電機端三相短路，短路電流為什么會出現非周期分量？（1）短路電流暫態(tài)過程的突出特點就是產生非周期分量電流，產生

42、的原因是由于短路回路 中存在電感。（2）在發(fā)生突然短路的瞬間，根據楞次定律，短路電流不能突變。由于短路前 的電流與短路后的周期分量電流一般不相等，為維持電流的連續(xù)性，將在短路回路中產生一自感電流來阻止短路電流的突變。（3）這個自感電流就是非周期分量，其初值大小與短路發(fā)生的時刻相關，即與電源電壓的初相位有關。（4）短路電流的非周期分量是按指數規(guī)律衰減 的，其衰減快慢取決于短路回路時間常數。一般非周期分量衰減很快，在0.2S后即衰減到初值的2%在工程上即可認為已衰減結束。10什么是短路容量？短路點的額定電壓 UN與短路電流的周期分量 Ip所構成的視在功率，即 Sk 3UkIp 計算短路容量的目的是

43、選擇開關設備時，用來校驗其分斷能力。11短路電流分析以a相為例，電壓Ua Umsin( t)，線路電流i Im sin( t),Im Um，J(RR?2(L Lki)2短路前回路阻抗角k點發(fā)生短路后，忽略負載對短路電流的影響，其值可由短路回路的微分方程來確定。Ua Umsin( t )際 Lk普dt非齊次微分方程的解為:ikpmUm .,.sin( tZklUm云tki) ce TklpmSin( tkl )tceTKkl一Um短路電流周期分量的幅值.R：l ( Lkl)2arctan丄 短路后回路的阻抗角Rkl相等瑕屯賂罔Tk 妝短路回路的時間常數Rkic為積分常數，由初值條件決定根據楞次定

44、律可知，當發(fā)生三相短路的瞬間, (用io+表示)與短路前瞬間負載電流值(用 把t =0帶入短路前電流公式i Im sin( t把t =0帶入短路后電流公式ik uzmsin( tkl值為 io-=IpmSin( kl) c，io+ =i0-得出:電流不能突變，即短路后瞬間短路電流瞬時值 io-表示)相等。)，得短路前瞬間電流的瞬時值為ti0- Im sin()ceImSin(I pm sin( t)I pmSin(klt)ce幣，得短路后瞬時電流kl) iapo，非周期分量初始值。短路全電流瞬時值 i k：tik I pm sin( tkl) Im si n( )I pm sin( kl)e

45、Tkipiap短路電流最大可能的瞬時值為沖擊電流。當短路回路的參數已知時，短路電流的周期分量的幅值就能確定，則短路電流最大瞬時值便由非周期分量初始值iap。的大小決定。iapoIm sin() I pm sin( M)短路電流出現最大值的條件：(1 )短路前為空載，即 t=0時，I m為零。(2 )當a- (jkl =± 90°時，i ap0=± I pm,因咼壓電網中 感抗3Lkl»Rl，有(fkl =arctan( 4 Rkl)90°,這時，初相角 a=0o時，發(fā)生短路，即短路瞬 間恰好發(fā)生在發(fā)電機電壓過零點。短路沖擊電流，在短路發(fā)生后約半

46、個周期，即0.01s (設頻率為50Hz)出現。即iM0.01/TkI m +I me(1 e 0.0叫)Im Km*式中&稱為沖擊系數，即沖擊電流值相對于故障后周期電流幅值的倍數，計算中通常取為1.81.9 。短路全電流有效值：在三相短路的暫態(tài)過程中，任一時刻t的短路電流有效值It,是指以時刻t為中心的一個周期內瞬時電流的方均根值。周期分量ip在計算周期內幅值恒定，t時刻的周期電流有效值為Ip" ",非周期分量iap在以時間t為中心的一個周期內不變，因此其有效值等于瞬時值， 即iap（t）。因此t時刻短路全電流的有效值為：|t=V（?-I?）2+ ?（?）2o12

47、短路電流交流分量有效值（或最大值）變化的物理過程如下：短路瞬間，轉子上阻尼繞組 D和勵磁繞組f均感生抵制定子直軸電樞反應磁通穿入的自由直 流電流i Da和i f a,迫使電樞反應磁通走D和f的漏磁路徑，磁導小，對應的定子回路等值電抗Xd小，電流I”大，此狀態(tài)稱為次暫態(tài)狀態(tài)。由于D和f均有電阻，iDa和i f a均要衰減，而其中i Da很快衰減到很小，直軸電樞反應磁通 可以穿入D,而僅受f的抵制仍走f的漏磁路徑，此時磁導有所增加，即定子等值電抗Xd比X”大，定子電流I '比I ”小，即所謂暫態(tài)狀態(tài)。此后，隨著i f a逐漸衰減至零，電樞反應磁通最終全部穿入直軸，此時，磁導最大，對應的 電

48、子電抗為Xd,定子電流為I -即為短路穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。第六章 電力系統(tǒng)三相短路實用計算1電力系統(tǒng)短路故障的分類、危害以及短路計算的目的？所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的連接。短路分類：三相短路時三相回路依舊是對稱的，故稱為對稱短路； 其它幾種短路均使三相回路不對稱，故稱為不對稱短路，包括兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。電力系統(tǒng)的 運行經驗表明，單相短路接地占大多數。短路危害：（1 ）短路回路中的電流大大增加。 其熱效應會引起導體或其絕緣的損壞；同時電 動力效應也可能使導體變形或損壞。（2）短路還會引起電網中電壓降低，結果可能使部分用戶的供電受到破壞，

49、 用電設備不能正常工作。（3）不對稱短路所引起的不平衡電流，產生不 平衡磁通，會在鄰近的平行通信線路內感應出電動勢，造成對通信系統(tǒng)的干擾， 威脅人身和設備安全。（4）由于短路引起系統(tǒng)中功率分布的變化，發(fā)電機輸出功率與輸入功率不平衡， 可能會引起并列運行的發(fā)電機失去同步，使系統(tǒng)瓦解，造成大面積停電。短路計算目的：（1）選擇有足夠電動力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性的電氣設備。（2）合理的配置繼電保護及自動裝置，并正確整定其參數。 （3）選擇最佳的主接線方案。（4）進行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn) 定的計算。（5）確定電力線路對鄰近通信線路的干擾等。2無限大容量電源的含義是什么？所謂無限大容量電源是個相對概念，它是指電源距短路

50、點的電氣距離較遠時，電源的額定容量遠大于系統(tǒng)供給短路點的短路容量，在短路過程中可近似認為電源電壓恒定不變。該類電源被稱之為無限大容量電源。真正的無限大容量電源內阻抗為零，但實際應用中，常把內阻抗小于10%勺電源作為無限大容量電源。在分析短路暫態(tài)過程中，對于無限大容量電源，可 以不考慮電源內部的暫態(tài)過程，認為電源電壓恒定不變。3電力系統(tǒng)短路電流計算方法：（1 ）手工計算：優(yōu)點是計算準確；缺點是工作量大。（2）查表計算：優(yōu)點是可以直接查表得到短路電流，節(jié)約時間；缺點是不夠準確。（3）計算機算法：優(yōu)點是大型電力系統(tǒng)故障計算，尤其在高壓電網短路計算中，使用簡便；缺點是在小型電網計算時不夠準確。第七章

51、電力系統(tǒng)不對稱故障分析計算1 什么是對稱分量法？ ABC 分量與正序、負序、零序分量具有怎樣的關系？ 對稱分量法是分析電力系統(tǒng)三相不平衡的有效方法， 其基本思想是把三相不平衡的電流、 電壓分解成三組對稱的正序相量、 負序相量和零序相量， 這樣就可把電力系統(tǒng)不平衡的問題 轉化成平衡問題進行處理。 在三相電路中， 對于任意一組不對稱的三相相量 （電壓或電流） ， 可以分解為三組三相對稱的分量。電力系統(tǒng)的正序，負序，零序分量便是根據 ABC三相的順序來定的。正序：A相領先B相120度，B相領先C相120度，C相領先A相120度。負序： A相落后B相120度，B相落后C相120度，C相落后A相120度

52、。零序：ABC三相相位相同， 哪一相也不領先，也不落后。對于理想的電力系統(tǒng)， 由于三相對稱， 因此負序和零序分量的數值都為零 （這就是我們 常說正常狀態(tài)下只有正序分量的原因） 。當系統(tǒng)出現故障時，三相變得不對稱了，這時就能 分解出有幅值的負序和零序分量度了（有時只有其中的一種） ，因此通過檢測這兩個不應正 常出現的分量，就可以知道系統(tǒng)的問題（特別是單相接地時的零序分量）。三相短路故障和正常運行時，系統(tǒng)里面是正序。單相接地故障時候， 系統(tǒng)有正序、負序和零序分量。兩相短路故障時候，系統(tǒng)有正序和 負序分量。兩相短路接地故障時，系統(tǒng)有正序、負序和零序分量。零序電流，必須以中線作 為通道，且中線流過的電

53、流等于一相零序電流的三倍。求零序分量：把三個向量相加求和。即 A 相不動， B 相的原點平移到 A 相的頂端（箭頭 處），注意B相只是平移，不能轉動。同方法把C相的平移到B相的頂端。此時作 A相原點到 C 相頂端的向量（些時是箭頭對箭頭） ，這個向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值 的三分一，這就是零序分量的幅值，方向與此向量是一樣的。求正序分量：對原來三相向量圖先作下面的處理，A相的不動，B相逆時針轉120度，C相順時針轉 120 度，因此得到新的向量圖。 按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一， 這 就得到正序的A相，用A相向量的幅值按相差 120度的方法分別畫出 B、C兩相。這就得出

54、了正序分量。求負序分量：注意原向量圖的處理方法與求正序時不一樣。A 相的不動， B 相順時針轉120度，C相逆時針轉120度，因此得到新的向量圖。下面的方法就與正序時一樣了。2 電力系統(tǒng)各元件序參數的基本概念如何？有什么特點？對于靜止元件（架空線、電纜、變壓器、電抗器等） ，正序阻抗和負序阻抗相等，零序 阻抗與正、負序阻抗不同。對于旋轉元件（發(fā)電機、電動機） ，各序電流分別通過時，將會 引起不同的電磁過程： 正序電流產生與轉子旋轉的方向相同的旋轉磁場； 負序電流產生于轉 子旋轉方向相反的旋轉磁場； 零序電流產生的磁場和轉子的位置無關。 因此， 旋轉元件的正 序、負序、零序阻抗互不相等。3 正序

55、等效定則在簡單不對稱短路的情況下，短路點電流的正序分量與在短路點各相中接入附加電抗而發(fā)生三相短路時的電流相等。4 附加阻抗三種不對稱短路電流的正序分量和三相短路電流在形式上很相似，只是阻抗為Z（1）+Za, Z為附加阻抗。在單相短路時附加阻抗為Ze（2）和Zz（o）（或Zko）+3乙）的串聯，兩相短路時附加阻抗為 Z口2）（或ZE +Zf）,兩相接地短路時附加阻抗為 ZH2）和Zkq）（或Ze（q）+3 Zf）的并聯。5 電力系統(tǒng)不對稱故障的邊界條件是什么？電力系統(tǒng)不對稱故障時各序電壓電流所需滿足的關系式稱為電力系統(tǒng)不對稱故障的邊 界條件。0I&f (1)I&f (2)I&am

56、p;f (0)兩相短路的邊界條件：I&f (0)0;I&f (1)I&f (2) ;U&f (1) U&f (2)單相接地短路邊界條件：U&f (1) U&f (2) U&f (0) 兩相接地短路的邊界條件： & & &I f (1) I f (2) I f (0) 06 電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱故障時，何處的正序電壓、負序電壓、零序電壓最高？何處最低？(1) 越靠近電源正序電壓數值越高，越靠近短路點正序電壓數值就越低。三相短路時，短 路點電壓為零， 系統(tǒng)其他個點電壓降低最嚴重； 兩相短路接地時正序電壓降低的情況僅次于 三相短路；單相接地時，正序電壓值降低最小。(2) 越靠近短路點，負序和零序電壓的有效值總是越高，這相當于在短路點有個負序和零 序的電源。越遠離短路點，負序和零序電壓數值就越低。在發(fā)電機中性點上負序電壓為零。第八章 電力系統(tǒng)電磁功率特性1 什么叫電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性？如何分類？主要研究內容是什么？運行穩(wěn)定性： 當電力系統(tǒng)在某一正常運行狀態(tài)下受到某種干擾后， 憑借本身的固有能力 和控制設備的作用， 在有限的一段時間內， 恢復到原始運行狀態(tài)或穩(wěn)定到新的穩(wěn)定運行狀態(tài)。分類：( 1