電力系統(tǒng)分析簡答題1

一、電力系統(tǒng)的根本概念

1、電力系統(tǒng)：發(fā)電、變電、輸電、配電、用電

電網(wǎng)：變電、輸電、配電

2、電力系統(tǒng)的根本特點(diǎn)：

(1)電能的生產(chǎn)與消費(fèi)具有同時性。

(2)電能與國民經(jīng)濟(jì)各部門和人民日常生活密切相關(guān)。

(3)電能的過渡過程十分短暫。

3、電力系統(tǒng)運(yùn)行的根本要求

U)保證平安可靠供電。

(2)保證良好的供電質(zhì)量(電能質(zhì)量的指標(biāo)是：頻率、電壓、交流電的波形)。

(3)保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

14)保持生態(tài)環(huán)境良好。

4、電力系統(tǒng)的額定電壓

(1)用電設(shè)備(kV)：3、6、10、35、60、110、220、330、500、750、1000

(2)電力線路的額定電壓與用電設(shè)備相等。

(3)發(fā)電機(jī)的額定電壓比網(wǎng)絡(luò)額定電壓高5%。

(4)①變壓器一次側(cè)繞組的額定電壓與網(wǎng)絡(luò)額定電壓相等，直接與發(fā)電機(jī)相連時，其額定

電壓等于發(fā)電機(jī)額定電壓。

②變壓器二次繞組的額定電壓為空載時的電壓。

(a)直接接線路(10%)：變壓器滿載時內(nèi)部阻抗上約有5%的電壓損耗，為使變壓

器在額定負(fù)荷下工作時二次側(cè)的電壓比網(wǎng)絡(luò)額定電壓高5%,變壓器二次繞組額

定電壓應(yīng)比網(wǎng)絡(luò)額定電壓高10%。

(b)內(nèi)阻抗小于7.5%(5%)：變壓器內(nèi)部損耗可忽略。

(c)直配負(fù)荷(5%)：沒有線路損耗。

5、電力系統(tǒng)的接線方式按供電可靠性不同可分為：無備用接線(開式網(wǎng))和有備用接線(閉

式網(wǎng))。

二、電力網(wǎng)絡(luò)各元件的參數(shù)和等值電路

1、單位長度參數(shù)：電阻r0(線路熱效應(yīng))、電抗磁效應(yīng))、電導(dǎo)班(反映由泄漏電流和

電暈所引起的有功損耗)、電納為(對地電場效應(yīng))

2、采用分裂式導(dǎo)線的目的：增大導(dǎo)線半徑，減小線路的電暈損耗以及線路電抗。

3、(1)①短路實(shí)驗(yàn)：低壓側(cè)短路，在高壓側(cè)加電壓使繞組通過電流的電流到達(dá)額定值，測

出高壓側(cè)所加電壓值和回路所消耗的有功功率。

②空載實(shí)驗(yàn)：低壓側(cè)開路，高壓側(cè)加額定電壓測出變壓涔的空載電流和空載損耗。

(2)變壓器參數(shù)計(jì)算：短路損耗△R-%、短路電壓百分?jǐn)?shù)4%-X7、空載損耗APO-GT、

空載電流百分?jǐn)?shù)一

4、(1)有名制：在電力系統(tǒng)計(jì)算中，采用有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等進(jìn)行

計(jì)算。

(2)標(biāo)幺制：在電力系統(tǒng)計(jì)算中，采用無單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等的相

對值進(jìn)行計(jì)算。

(3)標(biāo)幺制的特點(diǎn)：①相電壓與線電壓標(biāo)幺值數(shù)值相等。

②三相功率與單相功率標(biāo)幺值數(shù)值相等。

③便于計(jì)算。

5、基準(zhǔn)值的選擇(等值電路中)：相阻抗、相導(dǎo)納、三相功率、線電壓、線電流。

6、電力線路的平均額定電壓：是約定的、較線路額定電壓高5%的電壓系列。

三、簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算

1、電壓降落：網(wǎng)絡(luò)元件首末端電壓的相量差。

電壓損耗：電力網(wǎng)兩點(diǎn)電壓的代數(shù)差。

電壓偏移：某點(diǎn)的實(shí)際電壓同網(wǎng)絡(luò)該處的額定電壓之差。

2、Q：電力線路阻抗中電壓降落的縱分量和橫分量的表達(dá)式是什么？其電壓的計(jì)算公式是以

相電壓推導(dǎo)的,是否也適合于線電壓?為什么？

A-ArrPR+QXPX-QR

A:1)MJ=———>6t/=———

2u2zu

(2)適合。原來在相電壓的計(jì)算公式中功率是每相功率，而用于線電壓計(jì)算時功率用

三相總功率即可。三相功率是每相功率的3倍，當(dāng)公式用三相功率代入時，要使

等式成立和5%前面都要乘3倍。而線電壓是相電壓的6倍，將和5/前

的3拆為

3、(1)運(yùn)算負(fù)荷功率：從電力線路阻抗中流出的功率。

(2)運(yùn)算電源功率：流入電力線路阻抗的功率

(3)變電所的運(yùn)算負(fù)荷二低壓側(cè)負(fù)荷+變壓器的繞組損耗+變壓器的勵磁損耗十所有與其

高壓母線相連線路充電功率的一半。

四、電力系統(tǒng)的有功功率平衡與頻率調(diào)整

1、Q：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)整有何關(guān)系？

A：(1)第一種變化負(fù)荷引起頻率偏移由發(fā)電機(jī)組的調(diào)遨|進(jìn)行，稱為頻率的一次調(diào)整。

(2)第二種變化負(fù)荷所引起的頻率偏移由發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻蟄進(jìn)行，稱為頻率的二次

調(diào)整。

(3)第三種負(fù)荷的變化是可預(yù)測的，發(fā)電廠按照給定的配發(fā)電任務(wù)進(jìn)行發(fā)電。

2、頻率的一次調(diào)整(有差調(diào)節(jié))：

負(fù)荷增大一發(fā)電機(jī)輸出功率增加f頻率略低于原值；

負(fù)荷降低一發(fā)電機(jī)輸出功率減小一頻率略低于高于；

3、系統(tǒng)備用容量按存在形式可分為：熱備用和冷備用；按作用可分為：負(fù)荷備用、事故備

用、檢修備用、國民經(jīng)濟(jì)備用。

4、Q：互聯(lián)電力系統(tǒng)怎樣調(diào)頻才為合理？

A:在進(jìn)行聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)頻時需注意的是不僅是要保持整個系統(tǒng)的一個有功功率的平衡，還

要考慮聯(lián)絡(luò)線上功率APab不超過允許的范圍，在調(diào)頻效果相同的前提下應(yīng)盡量使每個系

統(tǒng)的功率缺額由該系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)補(bǔ)償，從而使聯(lián)絡(luò)線上功率APab盡可能小。

五、電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓調(diào)整

1、無功功率電源：同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、靜電電容器和靜止補(bǔ)償器。

2、電壓中樞點(diǎn)包括：

(1)水、火電廠的高壓母線。

(2)樞紐變電所的二次母線。

(3)有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機(jī)機(jī)壓母線。

(4)城市直降變電所二次母線。

3、電壓中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式：順調(diào)壓、逆調(diào)壓、常調(diào)壓。

4、電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的根本原理是什么？

%=(%KL"/K2

通過改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓4,改變變壓器變比，改變無功功率分布或者串聯(lián)電容補(bǔ)償

器來改變用電設(shè)備端電壓。

5、電壓調(diào)整的措施：(1)改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓。

(2)改變變壓器的變比。

(3)改變功率分布，主要是改變無功功率的分布。

(4)改變電力網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。

七、同步發(fā)電機(jī)的根本方程

1、Q：什么是派克方程？其意義是什么？

A：(1)將a、b、c三相猙止的繞組通過坐標(biāo)變換等效為d軸dd繞組、q軸qq繞組，

與轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)。

(2)它將觀察者的角度從靜止的定子繞組轉(zhuǎn)移到隨轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，從而使

得定子繞組自感、互感，定、轉(zhuǎn)子繞組間互感變成常數(shù)，大大簡化了同步電機(jī)

的原始方程。

八、電力系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程

1、橫向故障：相間或相對低的故障，也稱短路故障。

縱向故障：一相或兩相斷線的情況，也稱斷線故障。

2、無限大功率電源(電壓和頻率保持恒定，內(nèi)阻抗為0)：假設(shè)電源的內(nèi)阻抗小于短路回

路總阻抗的10%,或?qū)D動負(fù)荷容量小于電源容量的3%。

3、短路的危害：

(1)發(fā)生短路時，短路回路中的電流大大增加。

(2)短路引起電網(wǎng)中電壓降低，結(jié)果可能使局部用戶的供電受到損壞，用電設(shè)備不能正

常匚作。

(3)不對稱短路所引起的不平衡電流，將產(chǎn)生不平衡磁通，會在鄰近的平行通信線路內(nèi)

感應(yīng)出電動勢，造成對通信系統(tǒng)的十?dāng)_，威脅人身和設(shè)備平安。

(4)短路可能造成的最嚴(yán)重后果是破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4、產(chǎn)生最大短路沖擊電流的條件(最惡劣的短路條件)：短路時電路空載、短路

時合閘角為0,、電路接近純電感性。

5、沖擊電流：沖擊電流一般是指用電器給電一瞬間在其內(nèi)部產(chǎn)生的大電流。

沖擊系數(shù)：沖擊電流值相對于故障后周期電流幅值的倍數(shù)。(發(fā)電機(jī)端：1.9、發(fā)電廠高

壓母線側(cè)1.85、遠(yuǎn)離發(fā)電廠的地點(diǎn)：1.8)

6、無限大功率電源全電流包括穩(wěn)態(tài)分量(交流分量、不衰減)與暫態(tài)分量(直流分量、衰

減)。時間常數(shù)幾二L/R。

7、Q：用計(jì)算曲線法查出的各發(fā)電機(jī)電流后是否可直接相加得到短路點(diǎn)電流？

A:不能。因查曲線法查出的是各發(fā)電機(jī)的電流必須轉(zhuǎn)換到同一基準(zhǔn)之下才可直接相加。

8、Q:比擬短路計(jì)算中線路和變壓器模型與手算潮流中的不同，并說明為什么短路計(jì)算中可

以采用近似處理？

A:線路模型在潮流計(jì)算中采用n型或T型等值電路。變壓器在潮流計(jì)算中采用I'型等值

電路。而在短路計(jì)算中，二者均忽略對地支路的影響，因?yàn)槎搪饭收习l(fā)生后，電壓下

降對地支路電流遠(yuǎn)小于短路電流。

9、Q：電力系統(tǒng)短路的類型有那些？那些類型與中性點(diǎn)接地方式有關(guān)？

A：(1)三相短路、兩相短路、兩相接地短路、單相接地短路

(2)兩相接地短路、單相接地短路

十、電力系統(tǒng)各元件的序阻抗和等效電路

1、Q：什么是對稱分量法？正序、負(fù)序和零序分量各有什么特點(diǎn)？

A：(1)對稱分量法就是將一組不對稱的三相向量分解為三相對稱的三相向量，或者將

三組對稱的三相向量合成為一組不對稱的三相向量的方法。

(2)正序：幅值相等，相位彼此互差120°,旦a超前b,b超前c。

負(fù)序：幅值相等，相位彼此互差120°,且c超前b,b超前a。

零序：幅值和相位均相等。

2、Q：三個序網(wǎng)絡(luò)方程是否與不對稱故障的形式有關(guān)?為什么？

A；無關(guān)。因?yàn)樗鼈兪侵苯訌墓收隙丝谟么骶S寧定理等效后得到的。

十一、電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計(jì)算

1、正序等效定則：在簡單不對稱短路的情況下，短路點(diǎn)電流的正序分量與在短路點(diǎn)各相中

接入附加電抗&而發(fā)生三相短路時的電流相等。

2、Y、dll接線變壓器：在Y側(cè)施加正序電壓時，d側(cè)電壓超前Y側(cè)電壓30°；

在Y側(cè)施加負(fù)序電壓時，d側(cè)電壓滯后Y側(cè)電壓30°；

十二、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性概述

1、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)中各同步發(fā)電機(jī)在受到擾動后保持或恢復(fù)同步運(yùn)行的能力。

2、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性一般分為功角穩(wěn)定性和電壓穩(wěn)定性。

3、我國通常將電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定性分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定。

4、同步發(fā)電機(jī)組的慣性時間常數(shù)77的物理意義：當(dāng)給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子施加額定轉(zhuǎn)矩后，其轉(zhuǎn)子

從靜止?fàn)顟B(tài)到達(dá)額定轉(zhuǎn)速所需的時間。

5、隱極發(fā)電機(jī)在場為常數(shù)時的功角特性方程：PE=-^sin8

qX”

十三、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定

1、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)：第>0

do

PmPe

2、靜態(tài)穩(wěn)定儲藏系數(shù)為：Kv%=~^x100%

PPE(。)

電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式和正常檢修運(yùn)行方式下，Kp216%?20%；事故后

運(yùn)行方式和特殊的運(yùn)行方式時，Kp>10%

3、提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施：

(1)裝設(shè)自己調(diào)節(jié)勵磁裝置。

(2)減小元件阻抗：①減小發(fā)電機(jī)和變壓器的電抗。

②減小線路電抗：3)用電纜線代替架空線。

(b)采用擴(kuò)