電力工程基礎(chǔ)復(fù)習(xí)

1、電力工程基本概念復(fù)習(xí)1. 簡述電力工業(yè)的特點。答：電力工業(yè)是一個重要的基礎(chǔ)工業(yè)，與人民生活密切聯(lián)系，它的發(fā)展對整個國民經(jīng)濟有直接影響；電能 難以存儲，生產(chǎn)、傳輸和消費是一個連續(xù)過程；電能是以電磁波的速度傳播，因此電力系統(tǒng)中任何設(shè)備的 投入或切除都會立刻影響到其它設(shè)備的運行狀態(tài)；電力系統(tǒng)是投資密集、技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，同時也是消耗 一次能源最大的產(chǎn)業(yè)。2. 電力系統(tǒng)的不對稱故障有哪些類型？答：電力系統(tǒng)不對稱故障有 f（1,1） 、 f（2） 、 f（1） 。3. 求解潮流方程時將系統(tǒng)的節(jié)點分幾類？各節(jié)點有何特點？答：分三類：PQ節(jié)點：已知節(jié)點的有功功率和無功功率，求節(jié)點的電壓幅值和角度；PV節(jié)點：已

2、知節(jié)點的有功功率和需要維持的電壓幅值，待求的是節(jié)點的無功功率和電壓角度；平衡節(jié)點：用于平衡全系統(tǒng)的功率，電壓幅值取1，角度取 0。一般一個系統(tǒng)只設(shè)一個平衡節(jié)點。4. 何為電力系統(tǒng)電壓中樞點？中樞點的調(diào)壓方式都有哪幾種？答：電力系統(tǒng)電壓中樞點是指系統(tǒng)中某些可以反映系統(tǒng)整體電壓水平的電廠或變電站母線 。中樞點調(diào)壓方式有：逆調(diào)壓：在最大負(fù)荷時將中樞點電壓調(diào)整到1.055,在最小負(fù)荷時降低到 UN。恒調(diào)壓（常調(diào)壓）：在任何負(fù)荷的情況下都將中樞點電壓保持在略高于Un,如1.021.05U n.o順調(diào)壓：在最大負(fù)荷時中樞點電壓不得低于1.0255,在最小負(fù)荷時中樞點電壓不得高于 1.075Un。5. 系統(tǒng)

3、調(diào)頻分別由什么設(shè)備完成？它們能否實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)？答：頻率的一次調(diào)整由有調(diào)速器實現(xiàn),不能實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)；頻率的二次調(diào)整由調(diào)頻器來實現(xiàn),可以實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。 頻率的三次調(diào)整是指各電廠按負(fù)荷曲線發(fā)電。6電力系統(tǒng)調(diào)壓措施有哪些？為調(diào)整用戶端電壓可采取哪些措施？答：發(fā)電機調(diào)勵磁進行調(diào)壓；調(diào)變壓器分接頭；并聯(lián)無功（改變功率分布,減少壓損） ； 線路串電容（改變線路參數(shù)） 。7. 旁路母線的作用是什么？試以代路操作為例說明。 答：在某出線檢修（斷路器、刀閘或其它線路設(shè)備）時,通過旁路開關(guān)及旁母的配合可以實現(xiàn)該出線不停 電檢修,從而提高了供電的可靠性。 （注意,只能轉(zhuǎn)代一條出線）代路操作：依初始狀態(tài)不同,操作有區(qū)別

4、初態(tài)：設(shè)旁母未充電（旁母充電） 合旁路開關(guān)回路： 先合電源側(cè)刀閘,后合負(fù)荷側(cè)刀閘,最后合開關(guān)（并聯(lián)） 合待檢修回路： 合旁路刀閘 3（退出線） 斷開出線回路： 先斷開關(guān),依次斷負(fù)荷側(cè)刀,電源側(cè)刀。（檢修） 在待檢修開關(guān)兩側(cè)合地刀（或掛地線）8. 寫出變電所電氣主接線的類型。答：單母線接線；雙母線接線；一臺半短路器接線（3/2 ）;變壓器母線組接線；橋形接線；角形接線。單元接線（只適用于電廠）9. 簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實用判據(jù)。提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施有哪些？答：靜態(tài)穩(wěn)定的實用判據(jù)：dPe/d 0若dPe/d 0,則此系統(tǒng)是靜態(tài)穩(wěn)定的；否則系統(tǒng)是靜態(tài)不穩(wěn)定的。提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施有：提高

5、系統(tǒng)電壓（電壓等級），采用自動勵磁調(diào)節(jié)裝置（本電壓等級下提高發(fā)電機端電壓），減少元件電抗（涉及運行方式）。10. 線路的傳輸容量受哪些因素的制約？答：線路傳輸容量的制約因素：熱極限、電壓約束、穩(wěn)定性約束。11. 什么叫無限大功率電源？無限大功率電源供電的回路三相短路，哪種短路條件下短路電 流最大？答：無限大功率電源：該電源內(nèi)阻相對較小，可認(rèn)為是0，從而電源的端電壓認(rèn)為恒定。短路電流最大的條件有：短路前空載（即lmA|0|=0）；短路時電源電壓正好過零（即=0）；電路為純電感電路（即=90）。12. 超高壓輸電線路采用緊湊型布置為什么可以提高線路的輸送功率？答：相間距離減小，線路波阻抗減小，從而

6、可以提高輸送功率。一般可提高30%以上。13試述變壓器絕緣老化六度定則的內(nèi)容。答：變壓器絕緣老化六度定則： 變壓器的最熱點（鐵心或繞組處） 油溫度維持在98C時，變壓器壽命正常。 當(dāng)最熱點溫度每升高/降低6度，壽命將縮短一半/延長一倍。14.有無可能出現(xiàn)末端電壓高于始端電壓的現(xiàn)象？答：有可能，末端電壓高于始端電壓的發(fā)生和線路中無功的流動方向有關(guān)，當(dāng)無功由末端流向始端時，其 電壓降落的縱向分量可能為負(fù)值，這時末端電壓可能高于始端電壓。經(jīng)常發(fā)生于長線路輕載的情況。15 .電流互感器運行中嚴(yán)禁二次側(cè)開路為什么？答：運行中的CT二次側(cè)開路會在二次側(cè)很高的（可能上萬伏）電勢，造成人員及設(shè)備的損傷同時還會

7、在CT鐵心中產(chǎn)生剩磁，造成 CT本身計量不準(zhǔn)。 所以在運行中若更換儀表，可以先短接二次側(cè)，再更換儀表。16.選擇導(dǎo)線和電纜的截面時應(yīng)考慮哪些因素？答：應(yīng)考慮：經(jīng)濟問題（不能金屬耗量太大或運行中電能損耗高）；選擇導(dǎo)線按經(jīng)濟電流密度法。發(fā)熱問題（在正常運行或短路情況下滿足熱穩(wěn)定要求）；按發(fā)熱條件選擇。電壓損失（滿足系統(tǒng)對電壓的要求）；按電壓損失選擇機械強度（在正常或惡劣天氣下，大跨越情況等能夠不斷線）；電暈 （ 對于110kV及以上的高壓架空線路，防止電暈發(fā)生有必要時應(yīng)選擇分裂導(dǎo)線）。功率分布問題額定電壓110kV的輻射形電網(wǎng)各段阻抗及負(fù)荷如圖所示。已知電源A端電壓為121kV，求功率分布和B、C

8、母線電壓的模值。（注：考慮功率損耗，不計電壓降落的橫分量）20+j30 Q24+j40 Q30+j20MVA15+j10MVA解答：計算結(jié)果正確2分, 標(biāo)明單位1分。? ?設(shè)Ub Uc Un O0 1 10 00設(shè)為均一網(wǎng)由末端向首端功率推導(dǎo)Sbc152 1022（24j40）0.645j1.074110?IIS bSCSbc 15j10 0.645j1.07415.645j11.074?SbSb?SB 30j20 15.645j11.07445.645j31.074Sab45.6452 31.0742而一（20 j30） 5.04j7.56? ? ?SaSab S b功率推導(dǎo)結(jié)束45.645

9、 j 31.074 5.04j7.5650.685j38.634（2分）（2分）（2分）（2分）（1分）已知 UA 121kV由首端向末端 計算電壓損失50.685U AB（2分）20 38634 30 17.956（kV）121Ub Ua Uab 121 17.956103.044(kV)(2分)Uc Ub Ubc 103.044 7.94395.101(kV)U BC15.645 24 11.074 40103.0447.943(kV)(2分)二. 220kV輸電線路等值電路如圖所示，已知首端電壓5 =248/ OkV，末端負(fù)荷 P2=220MV, cos =0.8 ,試進行功率及電壓分布

10、計算。（不計電壓降落橫分量）解答 計算結(jié)果正確2分，標(biāo)明單位1分1.設(shè)U2=UN =220kV，設(shè)均一網(wǎng)，注意與上一題的區(qū)別然后由末端一首端推算潮流分布S2=P2+P2X tag(cos -1 0.8) =220+ j165MVA2) Sy2=-U22y= -220 2Xj5.410-4= -j26.1360注意負(fù)號表示向上注入功率丄分(1) S2 =S2+A Sy2=220+ j165- j26.1360=220+j138.86MVA分(2) S= (P2 2+Q2 2) X(R+jX)/ U2 2= (220 2+138.86 2) X( 6+j30)/ 220 2=8.3905+j41.

11、9524 MVA (2 分)S1 =S2 + S=220+j138.86+8.3905+j41.9524=228.39+j180.82MVA匕分 Sy1= -U1 2y= -248 2X j5.410-4= -j33.2122注意負(fù)號表示向上注入功率(1 分)S1=S1 + Sy1=228.39+j147.60MVA(1 分)2.首端一末端推算節(jié)點電壓 U=(P1 X R+QX X) / U1=(229.38 X 6+147.60 X 30) / 248=23.3809 kV(2 分)U2=U1-A U = 248-23.3809 kV=224.6091/ 0注意：迭代過程一般出現(xiàn)新值，立刻使

12、用，如（1）式中，求S2用S2 （2）式中，求 S用S2分接頭調(diào)壓三、某降壓變電站歸算到高壓側(cè)的變壓器阻抗以及其輸出的最大、最小負(fù)荷如圖所示，最大負(fù)荷時高壓側(cè)電壓為113kV，此時低壓允許電壓為10kV，最小負(fù)荷時高壓側(cè)電壓為115kV，此時低壓允許電壓為10kVU min = U 2min X Ua n / U1t = 112.64 X 11/115.5=10.73 kV11kV（1分）（2分）（2分）所選分接頭滿足要求。短路計算問題1.電力系統(tǒng)各元件參數(shù)示于圖中，當(dāng)變壓器高壓母線上f點發(fā)生a相接地時，試分別計算故障點的各相短路電流、短路電壓的有名值。（故障前f點電壓U 101 = 115k

13、V）50MVAUk% =10.5115kV4Xn =30 Q（10分）解答：取Sb = 100MVA UB= U-。本基準(zhǔn)值假設(shè)非常必要正序網(wǎng)絡(luò)對故障點的等值電抗：X10.15型空型100100500.36（1分）負(fù)序網(wǎng)絡(luò)對故障點的等值電抗:0.2空匹空100100500.41（1分）零序網(wǎng)絡(luò)對故障點的等值電抗:3 30衛(wèi)嚴(yán)型1152100500.891（1分）E Uf|0|115/1151當(dāng)a相接地時，復(fù)合序網(wǎng)如左圖所示: 各序電流為：? ?I f1I f2 I f0j X 1?E1j0.602X 2 X 0j 0.36 0.41 0.891各序電壓為：? ? ?U f1 E j I f1

14、X 11jj0.6020.360.783（1分）（1分）U f 2j I f2 X 2jj0.6020.410.247?U f 0?j I f0X 0jj 0.6020.8910.536故障點的各相短路電流:（1分）I faI f1 If2 I f0j 0.602 3j 1.806?I fb0 I fc0故障點的各相短路電壓：? ?U faU f1U f2 U f0 0? ?U fb2j240j120U f1U f2 U f0 eJ0.738 eJ? ?2j120j240U f2 U f0eJ0.738 eJU fcU f1（1分）以上也可以用矩陣形式計算故障點短路電流、短路電壓的有名值分別為

15、：1001 fa1.8060.907kA.3 115UfbUfc1151.157 二 76.819kV V3（1分）0.2470.5360.781j0.8531.157227.520.2470.5360.781j0.8531.157132.48（1分）（1分）2. 簡單電力系統(tǒng)各元件標(biāo)么值參數(shù)示于圖中（Sb=100MWA Ub = Uv）,當(dāng)高壓母線上 F點發(fā)生be兩相短路故障時，求故障點各相短路電流、短路電壓的有名值。發(fā)電機E = 1Xi = 0.2X2 = 0.3F變壓器Xi =X2 =Xo =0.13，正負(fù)序網(wǎng)并聯(lián)(0.5分）(0.5分）（1分）(0.5分）（1分）(0.5分）(0.5分

16、）(0.5分）(0.5分）(0.5分）(0.5分）(0.5分）(0.5分）(0.5分）(0.5分）(0.5分）(0.5分）(0.5分）（1分）解答1. 復(fù)合序網(wǎng)故障點邊界條件 Ufb=Ufc,lfa=O,lfb=-lfcx1=0.2+0.13=0.33x2=0.3+0.13=0.43Ifa1= -Ifa2 = E/j(x1+x2)= 1/j0.76= -j1.3158Ifa0=0Ufa1=Ufa2=E-jIfa1 x x1 = 0.5658UfaO=O2. 故障點相電流、電壓標(biāo)么值Ifa=Ifa1+Ifa2+Ifa0=0Ifb= a 2Ifa1+ a Ifa2+Ifa0 = -2.2792If

17、c= a Ifa1+ a Ifa2+Ifa0 = 2.279Ufa=Ufa1+Ufa2+UfaO=1.13162Ufb= a Ufa1+ a Ufa2+Ufa0 = -0.56582Ufc= a Ufa1+ a Ufa2+Ufa0 = -0.56583. 有名值UB=Uav/ 3=115/3=66.395kVIB=SB/ . 3UB=0.502kAIfa =0Ifb=1.1442 kAIfc= 1.1442 kAUfa= 75.133 kVUfb= Ufc=37.566 kV三相短路比較簡單，一般步驟為1， 設(shè)基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓2， 求各元件電抗標(biāo)么值3， 求轉(zhuǎn)移阻抗（短路電抗）4， 求轉(zhuǎn)移阻

18、抗倒數(shù)，即得到短路電流。若求沖擊電流，可參考沖擊系數(shù)若求短路容量，則參考電壓即可。穩(wěn)定計算問題1、有一簡單電力系統(tǒng)如圖。已知：發(fā)電機參數(shù):Xd 0.3 , E 1.4，原動機的機械功率P 1.3 ，線當(dāng)在突然路參數(shù)如圖示，無窮大系統(tǒng)母線電壓U 1.0 00。如果在一條線路的始端突然發(fā)生三相短路,E為常數(shù)。三相短路后，轉(zhuǎn)子角度再增加 30時才切除故障線路，問此系統(tǒng)是否暫態(tài)穩(wěn)定？計算時假定j0.4f（3）X廠QF1 j0.4QF2（10分）解答 計算結(jié)果正確1分1.正常運行時XiX】Xd 20.3040.5R maxE UX】1.4 10.52.8（1分）R 2.8sin解 RPt , 2.8sin1.31UFr-13占 dem得功角027.664（1分）