電力系統(tǒng)簡答題

1、2- 9電力系統(tǒng)采用標(biāo)么值進(jìn)行計算，有什么好處？基準(zhǔn)值如何選??？答：采用標(biāo)么值的優(yōu)點：（1）三相電路的計算公式與單相電路的計算公式完全相同，線電 壓的標(biāo)么值與相電壓的標(biāo)么值相等，三相功率的標(biāo)么值和單相功率的標(biāo)么值相等。（2）只需確定各電壓級基準(zhǔn)值，直接在各自基準(zhǔn)值下計算標(biāo)么值，不需要進(jìn)行參數(shù)和計算結(jié)果的 歸算。（3）用標(biāo)么值后，電力系統(tǒng)元件參數(shù)比較接近，易于進(jìn)行計算和對結(jié)果的分析比較。4- 3電力系統(tǒng)中變量的約束條件是什么？答：（1）所有節(jié)點電壓必須滿足：Uimin蘭U蘭Umax（i=1川，門）（2）所有電源節(jié)點的有功功率和無功功率必須滿足：Gimin 一 巳.一 Hi maxQGi min

2、= QGi 二 QGi max （3）某些節(jié)點之間電壓的相位差應(yīng)滿足4 - 4牛頓-拉夫遜法的基本原理是什么？其潮流計算的修正方程式是什么？直角坐標(biāo)表 示的與極坐標(biāo)表示的不平衡方程式的個數(shù)有什么不同？為什么？答：牛頓-拉夫遜法就是對非線性方程通過線性化處理逐步近似。其修正方程： 從（k）=_jj（k） F（X（k）直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)表示的不平衡方程個數(shù)要多n-1-m個。原因在于，PU節(jié)點的U的幅值已知，只有其相角未知，減少了極坐標(biāo)下的方程個數(shù)。5- 6電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整指的是什么？能否做到頻率的無差調(diào)節(jié)？答：電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整，就是按照電力系統(tǒng)有功功率與頻率的靜態(tài)特性，負(fù)荷的增 量是由調(diào)

3、速器作用使發(fā)電機(jī)有功出力增加和負(fù)荷功率隨頻率下降而自動減少兩方面共同調(diào) 節(jié)來平衡的。不能做到無差調(diào)節(jié)。6- 4何為電力系統(tǒng)的中樞點？系統(tǒng)中樞點有哪三種調(diào)壓方式？其要求如何？ 答：電力系統(tǒng)中負(fù)荷點數(shù)目眾多而分散，不可能也沒有必要對每個負(fù)荷點電壓進(jìn)行監(jiān)視調(diào) 整，系統(tǒng)中常選擇一些有代表性的電廠和變電站母線作為電壓監(jiān)視點，稱電壓中樞點。 中樞點的調(diào)壓方式：逆調(diào)壓、順調(diào)壓和常（恒）調(diào)壓三類。逆調(diào)壓：在大負(fù)荷時升高電壓，小負(fù)荷時降低電壓的調(diào)壓方式。一般采用逆調(diào)壓方式，在最大負(fù)荷時可保持中樞點電壓比線路額定電壓高5%,在最小負(fù)荷時保持為線路額定電壓。供電線路較長、負(fù)荷變動較大的中樞點往往要求采用這種調(diào)壓方式

4、。順調(diào)壓：大負(fù)荷時允許中樞點電壓低一些，但不低于線路額定電壓的102.5 %;小負(fù)荷時允許其電壓高一些，但不超過線路額定電壓的107.5%的調(diào)壓模式。對于某些供電距離較近，或者符合變動不大的變電所，可以采用這種調(diào)壓方式。常（恒）調(diào)壓：介于前面兩種調(diào)壓方式之間的調(diào)壓方式是恒調(diào)壓。即在任何負(fù)荷下，中樞點電壓保持為大約恒定的數(shù)值，一般較線路額定電壓高2%5%。6-6當(dāng)電力系統(tǒng)無功功率不足時，是否可以通過改變變壓器的變比來進(jìn)行調(diào)壓？為什么？ 答：無功功率不足時，不能通過改變變壓器變比來進(jìn)行調(diào)壓。改變變壓器變比調(diào)壓的實質(zhì) 是改變系統(tǒng)無功功率的分布，并不能增加系統(tǒng)總的無功功率總量，當(dāng)系統(tǒng)無功功率不足時，

5、僅通過改變變壓器變比的方式，只會加劇局部無功功率的不平衡，影響電壓。8-2無限大容量電源的含義是什么？由這樣電源供電的系統(tǒng)三相短路時，短路電流包括幾 種分量？有什么特點？答：無限大容量電源指的一種假設(shè)的理想情況，描述為其電動勢為 1,阻抗為0，即通常所說的恒定電動勢。無限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路時，短路電流包括兩種分量：周期分量（強(qiáng)制分量）與非周期分量（自由分量）。周期分量是短路穩(wěn)態(tài)電流的主要成分；非周期分量則最終衰減到零。8 3沖擊電流指的是什么？它出現(xiàn)的條件和時刻如何？沖擊系數(shù)Kimp的大小與什么有關(guān)？答：短路電流最大瞬時值稱為沖擊電流。沖擊電流出現(xiàn)的條件：(1)空載I = 0; (2)

6、合閘角 a = 0; (3)阻抗角 j = 90。K = 1 e.01 Ta沖擊系數(shù)與時間常數(shù) Ta有關(guān)，即與線路參數(shù)相關(guān)。imP1 7為什么要規(guī)定電力系統(tǒng)的電壓等級？主要電壓等級有哪些？ 解：電力線路輸送功率一定，輸電電壓越高，輸電電流就越小，導(dǎo)線的截面就越小，投資 就越小；但電壓越高，對絕緣要求越高，絕緣的投資越高，綜合考慮，對特定的輸電要求， 需要選擇合理的線路電壓。3、6、10、35 (60)、110、220、330、500、750、1000kV 等。1 8電力系統(tǒng)各元件(設(shè)備)的額定電壓的如何確定的。解：(1)用電設(shè)備額定電壓，取與線路額定電壓相等。(2)發(fā)電機(jī)的額定電壓，為線路額定

7、電壓的105%。(3)變壓器的額定電壓，分一次側(cè)與二次側(cè)。一次側(cè)作為用電設(shè)備，按用 電設(shè)備額定電壓來確定。二次側(cè)作為供電設(shè)備，升壓變壓器的二次側(cè)額定電壓比線路額定 電壓高10%，降壓變壓器的二次側(cè)額定電壓比線路額定電壓高10%或5%。2 2架空線路采用分裂導(dǎo)線有什么好處？ 答：分裂導(dǎo)線大大地增加了每相導(dǎo)線的等值半徑，可以顯著減小線路電抗。(1) 使用分裂導(dǎo)線可提高線路的輸電能力：因為與單根導(dǎo)線相比，分裂導(dǎo)線能使輸電線 的電感減小、電容增大，使其對交流電的波阻抗減小，提高線路的輸電能力經(jīng)研究表明： 當(dāng)每相導(dǎo)線的截面恒定時，從單根導(dǎo)線過渡到分裂導(dǎo)線，線路的輸送能力隨之增加，每相分裂為兩根導(dǎo)線時增加

8、 21%，分裂為三根時增加 33% (2) 限制電暈的產(chǎn)生及其帶來的相關(guān)危害：由于超高壓輸電線的周圍會產(chǎn)生很強(qiáng)的電場， 而架空導(dǎo)線的主要絕緣介質(zhì)是空氣。因此當(dāng)導(dǎo)線表面的電場強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時，該處的 空氣可能被電離成導(dǎo)體而發(fā)生放電現(xiàn)象。電暈的產(chǎn)生除了損耗輸電功率外，還會產(chǎn)生電磁 輻射。此外，電暈還將使導(dǎo)線表面產(chǎn)生電腐蝕，降低輸電線的使用壽命。采用分裂導(dǎo)線， 可顯著地降低導(dǎo)線表面的場強(qiáng)。分裂導(dǎo)線相當(dāng)于增大了每相導(dǎo)線的直徑，可限制電暈的產(chǎn) 生及帶來的相關(guān)危害。(3) 提高輸電的經(jīng)濟(jì)效益：采用分裂導(dǎo)線技術(shù)不僅能有效地減小電暈損耗，而且在電暈條 件相同的電場強(qiáng)度下，分裂導(dǎo)線可允許在超高壓輸電線上采用更

9、小截面的導(dǎo)線，所以采用 分裂導(dǎo)線會降低輸電成本。在許多國家進(jìn)行的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)論中，都做出了關(guān)于超高 壓遠(yuǎn)距離輸電線路采用分裂導(dǎo)線更經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)論。(4) 提高超高壓輸電線路的可靠性：超高壓輸電線路的穩(wěn)定性要求很高。多根導(dǎo)線在同一位置都出現(xiàn)缺陷的可能性很小，所以應(yīng)用分裂導(dǎo)線可以提高線路的穩(wěn)定性。2X _Uk%UNc2 5變壓器電抗參數(shù)的計算公式 入T - 100Sn中的UN，是用變壓器的一次側(cè)額定電壓還是用二次側(cè)的額定電壓？結(jié)果有什么不同？答：UN既可以用一次側(cè)額定電壓，也可以用二次側(cè)額定電壓。使用一次側(cè)額定電壓，結(jié) 果就是歸算到一次側(cè)的電抗；使用二次側(cè)額定電壓，結(jié)果就是歸算到二側(cè)的電抗。值

10、上的 差異是K2倍。3 1輸電線路和變壓器的功率損耗如何計算？它們各在導(dǎo)納支路上的損耗的無功功率有 什么不同？答：輸電線路功率損耗從一端向另一端依次計算各個支路的功率損耗值，并按 照功率流向采用求和計算。變壓器的功率損耗，也可以按照輸電線路功率損耗計算的方法，但是一般采用直接利用變 壓器銘牌數(shù)據(jù)計算。輸電線路導(dǎo)納支路是電容所產(chǎn)生的無功功率，呈容性；變壓器導(dǎo)納支路是電感所產(chǎn)生的無 功功率，呈感性。3- 2輸電線路和變壓器阻抗元件上的電壓降落如何計算？電壓降落大小主要由什么決定？ 電壓降落相位主要由什么決定？什么情況下會出現(xiàn)線路末端電壓高于首端電壓的情況？ 答：輸電線路和變壓器阻抗元件電壓降落采用

11、電壓平衡的方式計算，從一端向另一端按功 率傳遞方向或是逆方向，依據(jù)KVL定律計算。電壓降落的大小主要取決于電壓降落的縱分量；電壓降落的相位主要取決于電壓降落的橫分量。如果線路空載，只有充電功率，會出現(xiàn)末端電壓高于首端電壓。3 - 4運(yùn)算功率指的是什么？運(yùn)算負(fù)荷指的是什么？如何計算升壓變電所的運(yùn)算功率和降 壓變電所的運(yùn)算負(fù)荷？答：運(yùn)算功率指注入電力線路阻抗的功率，即由升壓變壓器高壓側(cè)流出的功率減去接在該 點的線路導(dǎo)納支路的功率損耗。運(yùn)算負(fù)荷指連接降壓變電所的電力線處流出的功率，即注 入降壓變電所母線的功率加上接在該點的線路導(dǎo)納支路的功率損耗。4 - 1節(jié)點阻抗矩陣如何形成？是否具有稀疏性？其各元

12、素的物理意義？節(jié)點阻抗矩陣如何修改？答：節(jié)點阻抗矩陣對角線元素 Zii稱為節(jié)點i的自阻抗；非對角線元素Zij稱為節(jié)點i與節(jié)點j之間的互阻抗。令 山=0 , llj =0 j =1,2JH，n, j - kZklk乜（i = 1,2ll,n當(dāng)在節(jié)點k單獨(dú)注入電流，而所有其他節(jié)點注入電流都為零時，在節(jié)點ZikIj 4 j=kk產(chǎn)生的電壓同注入電流之比，即等于節(jié)點k的自阻抗Zkk;在節(jié)點i產(chǎn)生的電壓同節(jié)點 k注入電流之比即等于節(jié)點k與節(jié)點i之間的互阻抗 Zik。Zkk可以看作從節(jié)點 k向整個網(wǎng)絡(luò)看進(jìn)去的對地總阻抗，或是節(jié)點k作為一端，參考節(jié)點作為另一端，從這兩個端點看進(jìn)去的無源網(wǎng)絡(luò)的等值阻抗。所考慮

13、的電力網(wǎng)絡(luò)一般是連通的，網(wǎng)絡(luò)各部分之間存在著電或磁的聯(lián)系。單獨(dú)在節(jié)點k注入電流，總會在任一節(jié)點 i出現(xiàn)電壓，因此阻抗矩陣沒有零元素，是一個滿矩陣。求取阻抗矩陣兩種方法：一種是以物理概念為基礎(chǔ)的支路追加法，另一個就是從節(jié)點導(dǎo)納 矩陣求取逆陣。4- 6 P-Q分解法相對于牛頓拉夫遜法，做了哪些簡化？ 答：根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行簡化：（1）考慮到電力系統(tǒng)中有功功率分布主要受節(jié)點電壓相角的影響，無功功率分布主要受節(jié)點電壓幅值的影響，所以可以近似的忽略電壓幅值變化對有功功率和電壓相位變化對無功 功率分布的影響，即：N 0, K 0 : P = H . ：、 ， ；： Q = LU 巳：U（2）根據(jù)電

14、力系統(tǒng)的正常運(yùn)行條件還可作下列假設(shè)：1）電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時線路兩端的電壓相位角一般變化不大（不超過1020度）;1 cos6 . ij12 G jsinj ： B3 Qi< <U i2 B “2）電力系統(tǒng)中一般架空線路的電抗遠(yuǎn)大于電阻；3）節(jié)點無功功率相應(yīng)的導(dǎo)納遠(yuǎn)小于該節(jié)點的自導(dǎo)納的虛部。 用算式表示如下：5- 2電力系統(tǒng)有功功率負(fù)荷變化的情況與電力系統(tǒng)頻率的一、 二、三次調(diào)整有什么關(guān)系? 答：頻率的一次調(diào)整中，負(fù)荷的增量是由調(diào)速器作用使發(fā)電機(jī)有功出力增加和負(fù)荷功率隨 頻率下降而自動減少兩方面共同調(diào)節(jié)平衡的。頻率二次調(diào)整是當(dāng)負(fù)荷變化引起頻率變化時， 通過調(diào)頻器的動作，使發(fā)電機(jī)的功一

15、頻靜特性平衡移動，從而改變有功出力，以保證系統(tǒng) 頻率不變或在允許范圍內(nèi)。頻率三次調(diào)整是在有功平衡的基礎(chǔ)上，按照最優(yōu)化的原則在各 發(fā)電廠之間進(jìn)行分配。5 3何為電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率一頻率靜態(tài)特性？何為有功功率負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效 應(yīng)？ KL的大小與哪些因素有關(guān)？答：系統(tǒng)處于運(yùn)行穩(wěn)態(tài)時，系統(tǒng)中有功負(fù)荷隨頻率的變化特性稱為負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性。負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)，指隨頻率的升高和降低，負(fù)荷消耗的功率的增加和減少。KL的大小取決于全系統(tǒng)各類負(fù)荷的比重，不同系統(tǒng)或同一系統(tǒng)在不同時刻的KL值都可能不同。5 4何為發(fā)電機(jī)組的有功功率一頻率靜態(tài)特性？發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率是什么？KG的大小與哪些因素有關(guān)？答：當(dāng)系統(tǒng)有

16、功功率平衡遭到破壞，引起頻率變化時，原動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)將自動改變原動 機(jī)進(jìn)汽（水）量，相應(yīng)增加或減少發(fā)電機(jī)的出力。當(dāng)調(diào)速器的調(diào)節(jié)過程結(jié)束，建立新的穩(wěn) 態(tài)時，發(fā)電機(jī)的有功出力同頻率之間的關(guān)系稱為發(fā)電機(jī)調(diào)速器的功率一頻率靜態(tài)特性（簡 稱功頻靜態(tài)特性）。發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率表征電源的頻率調(diào)節(jié)特性，即隨頻率的升高和降 低，發(fā)電機(jī)組有功出力減少和增加的多少。KG的大小是可以整定，其與調(diào)速器及發(fā)電機(jī)的類型相關(guān)。6 1發(fā)電機(jī)的運(yùn)行極限是如何確定的？答：發(fā)電機(jī)運(yùn)行極限受三個方面因素影響：（1）受到定子額定電流（即額定視在功率）的限制；（2）在低于額定功率因數(shù)運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)受到轉(zhuǎn)子額定電流限制；（3）在高于額定功率因數(shù)運(yùn)行時，將受到原動機(jī)輸出功率的限制。6 5簡要說明電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整可以采用哪些措施？答：（1 ）改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓；（2 ）改變變壓器變比調(diào)壓；（3）就地補(bǔ)償