電力系統(tǒng)分析理論(第二版 劉天琪邱曉燕)課后思考題答案

1、第一章1、電力系統(tǒng)的額定電壓是如何定義的？電力系統(tǒng)中各元件的額定電壓是如何確定的？答:電力系統(tǒng)的額定電壓：能保證電氣設備的正常運行，且具有最佳技術指標和經(jīng)濟指標的電壓。電力系統(tǒng)各元件的額定電壓：a.用電設備的額定電壓應與電網(wǎng)的額定電壓相同。b.發(fā)電機的額定電壓比所連接線路的額定電壓高5%，用于補償線路上的電壓損失。c.變壓器的一次繞組額定電壓等于電網(wǎng)額定電壓，二次繞組的額定電壓一般比同級電網(wǎng)的額定電壓高10%。2、電力線路的額定電壓與輸電能力有何關系？答：相同的電力線路，額定電壓越高，輸電能力就越大。在輸送功率一定的情況下，輸電電壓高，線路損耗少，線路壓降就小，就可以帶動更大容量的電氣設備。3

2、、什么是最大負荷利用小時數(shù)？答：是一個假想的時間，在此時間內(nèi)，電力負荷按年最大負荷持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年消耗的電能。第二章1、分裂導線的作用是什么？分裂導線為多少合適？為啥？答：在輸電線路中，分裂導線輸電線路的等值電感和等值電抗都比單導線線路小，分裂的根數(shù)越多，電抗下降也越多，但是分裂數(shù)超過4時，電抗的下降逐漸趨緩。所以最好為4分裂。2、什么叫變壓器的空載試驗和短路試驗？這兩個試驗可以得到變壓器的哪些參數(shù)？答：變壓器的空載試驗：將變壓器低壓側加電壓，高壓側開路。此實驗可以測得變壓器的空載損耗和空載電流變壓器的短路試驗：將變壓器高壓側加電壓，低壓側短路，使短路繞組的電流達到

3、額定值。此實驗可以測得變壓器的短路損耗和短路電壓。3、對于升壓變壓器和降壓變壓器，如果給出的其他原始數(shù)據(jù)都相同，它們的參數(shù)相同嗎？為啥？答：理論上只要兩臺變壓器參數(shù)一致（包含給定的空載損耗，變比，短路損耗，短路電壓），那么這兩臺變壓器的性能就是一致的，也就是說可以互換使用，但是實際上不可能存在這樣的變壓器，我們知道出于散熱和電磁耦等因數(shù)的考慮，一般高壓繞組在底層（小電流），低壓繞組在上層（大電流，外層便于散熱）。繞組分布可以導致一二次繞組的漏磁和銅損差別較大，故此無法做到升壓變壓器和降壓變壓器參數(shù)完全一致。4、標幺值及其特點是什么?電力系統(tǒng)進行計算式，如何選取基準值？答：標幺值是相對于某一基準

4、值而言的，同一有名值，當基準值選取不同時，其標幺值也不同。它們的關系如下：標幺值=有名值/基準值。其特點是結果清晰，計算簡便，沒有單位，是相對值。電力系統(tǒng)基準值的原則是：a.全系統(tǒng)只能有一套基準值b.一般取額定值為基準值c.電壓、電流、阻抗和功率的基準值必須滿足電磁基本關系。5、什么叫電力線路的平均額定電壓？我國電力線路的平均額定電壓有哪些？答：線路額定平均電壓是指輸電線路首末段電壓的平均值。我國的電力線路平均額定電壓有3.15kv、6.3kv、10.5kv、15.75kv、37kv、115kv、230kv、345kv、525kv。第三章1、什么是電壓損耗和電壓偏移？答：電壓損耗是指始末端電壓

5、的數(shù)值差。電壓偏移是指網(wǎng)絡中某節(jié)點的實際電壓同網(wǎng)絡該處的額定電壓之間的數(shù)值差。2、如何計算輸電線路和變壓器阻抗元件上的電壓降落？電壓降落的大小主要取決于什么量？電壓降落的相位主要取決于什么量？什么情況下會出現(xiàn)線路末端電壓大于線路首端電壓？答：電壓降落是指變壓器和輸電線路兩端電壓的向量差，可按照電路原理進行計算，電壓降落大小主要取決于電壓降落的縱分量U=(PR+QX)/U，相位主要取決于電壓降落的橫行分量U=(PX-QR)/U，當線路末端的功率為容性負荷時，如線路空載，只有充電功率時，由于XR，由計算公式可見，會出現(xiàn)首端電壓低于末端電壓的情況。3、如何計算輸電線路和變壓器的功率損耗？其導納支路上

6、的功率損耗有何不同？答：輸電線路和變壓器功率損耗可以根據(jù)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，線路導納損耗是容性無功功率，而變壓器導納支路損耗是感性的無功功率。4、求閉環(huán)網(wǎng)絡功率分布的力矩法計算公式是什么？用力矩法求出初始功率分布是否考慮了網(wǎng)絡中的功率損耗和電壓降落？答：其公式是：。力矩法求出的功率分布沒有考慮網(wǎng)絡中的功率損耗和電壓降落。5、什么是循環(huán)功率？多極環(huán)網(wǎng)在什么情況下會出現(xiàn)循環(huán)功率？答：與負荷無關，由兩個供電點的電壓差和網(wǎng)絡參數(shù)確定這部分功率稱為循環(huán)功率。 變壓器的變比K1與K2，當K1K2時則存在循環(huán)功率。6、有哪些降低網(wǎng)損的

7、技術措施？答：減少無功功率的傳輸，在閉式網(wǎng)絡中實行功率的經(jīng)濟分布，合理確定電力網(wǎng)的運行電壓，組織變壓器的經(jīng)濟運行等。第四章1、電力系統(tǒng)頻率偏高偏低有哪些危害？答：a.頻率變化對用戶的影響：影響用戶生產(chǎn)的產(chǎn)品的質量，使電動機的功率降低，影響電子設備的準確度。b.頻率變化對發(fā)電廠和電力系統(tǒng)本身的影響：頻率降低將使它們的出力降低，若頻率降低過多，有可能使電動機停止運轉，這會引起嚴重后果。電力系統(tǒng)在低頻率運行時，容易引起汽輪機低壓葉片的共振，縮短汽輪機葉片的壽命，嚴重時會是葉片斷裂造成重大事故。電力系統(tǒng)的頻率降低時，異步電動機和變壓器的勵磁電流將大為增加，引起系列的無功功率損耗增加，在系統(tǒng)中備用無功電

8、源不足的情況下，將導致電壓的降低。2、什么是電力系統(tǒng)頻率的一次和二次調(diào)整？電力系統(tǒng)有功功率負荷變化的情況與電力系統(tǒng)的頻率一次和二次調(diào)整有何關系？答：一次調(diào)整：負荷變化引起頻率偏差時，系統(tǒng)中凡裝有調(diào)速器又留有可調(diào)容量的發(fā)電機組都自動參加頻率調(diào)整。二次調(diào)整：通過操作調(diào)頻器，使發(fā)電機組的頻率特性平行的移動，從而使負荷變動引起的頻率偏移縮小在允許波動范圍內(nèi)。關系：負荷變化幅度較大，周期較長的，一次調(diào)整和二次調(diào)整同時參與，負荷變化幅度小，周期短時只需一次調(diào)頻。3、什么是電力系統(tǒng)負荷的有功功率頻率的靜態(tài)特性？什么是有功負荷的頻率調(diào)節(jié)效應？何為發(fā)電機組的有功功率頻率靜態(tài)特性？發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率是什么？答：

9、當電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，系統(tǒng)中有功功率隨頻率變化的特性。當系統(tǒng)中有功功率失去平衡時而引起頻率變化，系統(tǒng)負荷也參與對頻率的調(diào)節(jié)，這種特性有助于系統(tǒng)中有功功率在新的頻率值下重新獲得平衡，這種現(xiàn)象稱為負荷的頻率調(diào)節(jié)效應。發(fā)電機輸出的有功功率與系統(tǒng)頻率的關系。發(fā)電機單位調(diào)節(jié)功率KG表示當頻率下降或上升1HZ時發(fā)電機增發(fā)或減發(fā)的功率值。4、什么是電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率？試說明電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的基本原理。答：電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率即電力系統(tǒng)的功率-頻率靜態(tài)特性系數(shù)，它表示在計及發(fā)電機組和負荷的調(diào)節(jié)效應時，引起頻率單位變化的負荷變化量。當負荷變化引起頻率偏差時，系統(tǒng)中的某些發(fā)電機組裝有調(diào)速器又

10、留有可調(diào)容量就可以參加頻率調(diào)整，自動地增加或減小機組的功率，從而達到新的平衡，這是一次調(diào)頻的原理。通過操作調(diào)頻器，使發(fā)電機組的頻率特性平行的移動，從而使負荷變動引起的頻率偏移縮小在允許波動范圍內(nèi)，這是二次調(diào)頻的原理。5、互聯(lián)電力系統(tǒng)怎么樣調(diào)頻才合理？為啥？答：把互聯(lián)電力系統(tǒng)看作是若干個分系統(tǒng)通過聯(lián)絡線聯(lián)接而成的互聯(lián)系統(tǒng)，在調(diào)整頻率時，必須注意聯(lián)絡線功率交換的問題。若互聯(lián)電力系統(tǒng)發(fā)電機功率的二次調(diào)整增量PG能與全系統(tǒng)負荷增量PD相平衡，則可實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)，即f=0，否則會出現(xiàn)頻率偏移。第五章1、電壓變化對用戶有什么影響？電力系統(tǒng)中無功功率平衡與節(jié)點電壓的關系？答：電壓變化對用戶的影響：用電設備偏離

11、額定電壓必然導致效率下降，經(jīng)濟性變差。電壓過高會大大縮短照明燈的壽命，也會對設備的絕緣產(chǎn)生不利影響。電壓過低會引起發(fā)熱，甚至損壞。系統(tǒng)電壓崩潰。無功功率平衡與節(jié)點電壓的關系：當系統(tǒng)出現(xiàn)無功功率缺額時，系統(tǒng)各負載電壓降下降；當系統(tǒng)出現(xiàn)無功功率過剩時，系統(tǒng)負荷電壓將上升。因為電力系統(tǒng)中每一元件都有可能產(chǎn)生電壓降落，所以電力系統(tǒng)中各點電壓不相同，不可能同時將所有節(jié)點保持在額定電壓。2、電力系統(tǒng)中無功負荷和無功功率損耗主要指什么？答：由于大多數(shù)用電設備的功率因數(shù)都不等于1，因此在運行中要消耗無功功率，即為無功負荷。無功損耗指電力線路上的無功損耗和變壓器的無功損耗。3、電力系統(tǒng)中無功功率電源有哪些？發(fā)電

12、機的運行極限是如何確定的？答：發(fā)電機，同步調(diào)相機，靜電電容器，靜止補償器,并聯(lián)電抗器。做出發(fā)電機的等值電路向量圖后，以Vn末端為原點，Vn為X軸（Q），Y軸為P，找到額定運行點C，則水平線PgnC就是原動機出力限制。4、電力系統(tǒng)中電壓中樞點一般選在何處？電壓中樞點的調(diào)壓方式有哪幾種？哪一種方式容易實現(xiàn)？那一種不容易實現(xiàn)？答：一般可選擇下列母線作為電壓中樞點：大型發(fā)電廠的高壓母線。樞紐變電所的二次母線。有大量地方性負荷的發(fā)電廠母線。調(diào)壓方式：逆調(diào)壓，順調(diào)壓，常調(diào)壓。順調(diào)壓易實現(xiàn)，采用順調(diào)壓方式的中樞點電壓，在最大負荷時，允許中樞點電壓低一些，但不低于線路額定電壓的102.5%，即1.25VN；在

13、最小負荷時允許中樞點電壓高一些，但不等于線路額定電壓的107.5%。逆調(diào)壓最不容易實現(xiàn)，采用逆調(diào)壓方式的中樞點電壓，在最大負荷時較線路的額定電壓高105%；在最小負荷時等于線路的額定電壓即1.0VN。常調(diào)壓只要把中樞點電壓保持在較線路額定電壓高102%105%的數(shù)值，即1.021.05VN。5、電力系統(tǒng)調(diào)壓的基本原理是什么？電力系統(tǒng)有哪幾種主要調(diào)壓措施？當電力系統(tǒng)無功不負時，是否可以只通過改變變壓器的變比？為什么？答：a.基本原理：其基本原理是從變壓器某一側的線圈中引出若干分接頭，通過有載分接開關，在不切斷負荷電流的情況下，由一分接頭切換到另一分接頭，以變換有效匝數(shù)，達到調(diào)節(jié)電壓的目的。b.調(diào)

14、壓措施：改變發(fā)電機端電壓調(diào)壓，改變變壓器分接頭調(diào)壓，利用并聯(lián)補償設備調(diào)壓，利用串聯(lián)電容器補償調(diào)壓。c.不能，因為改變變壓器的電壓從本質上并沒有增加系統(tǒng)的無功功率，這樣以減少其他地方的無功功率來補充某地由于無功功率不足而造成的電壓低下，其他地方則有可能因此人造成無功功率不足，不能根本性解決整個電力網(wǎng)的電壓質量問題，所以，必須首先進行無功補償，再進行調(diào)壓。6、試比較并聯(lián)電容補償和串聯(lián)電容補償?shù)奶攸c，極其在電力系統(tǒng)中的應用。答：并聯(lián)電容器：a.特點：是最經(jīng)濟最方便的補償設備，但控制性能最差。b.應用：分散安裝在各用戶處和一些降壓變壓所的10KV或35KV母線上使高低壓電力網(wǎng)（包括配電網(wǎng)）的電壓損耗和功率損耗都得到減小，在高峰負荷時能提高全網(wǎng)的電壓水平，在負荷較低