電力系統(tǒng)自動化試卷及思考題答案華北電力大學(xué)

1.那些實(shí)驗(yàn)是在EMS平臺下進(jìn)行？那些實(shí)驗(yàn)是在DTS平臺下進(jìn)行？

EMS：1）電力系統(tǒng)有功功率分布及分析；2）電力系統(tǒng)無功功率分布及分析：3）電力系統(tǒng)

綜合調(diào)壓措施分析；4）電力系統(tǒng)有功-頻率分布；5）電力系統(tǒng)潮流控制分析；6）電力系統(tǒng)

對稱故障計(jì)算及分析；7）電力系統(tǒng)不對稱故障及計(jì)算分析

DTS：1）電力系統(tǒng)繼電保護(hù)動作特性分析；2）電力系統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算及分析；3）電力系統(tǒng)

繼電保護(hù)動作情況與系統(tǒng)穩(wěn)定性關(guān)系分析

2.欲調(diào)節(jié)電壓幅值，調(diào)有功P有效還是無功Q有效？為什么？

1）電壓對無功變化更敏感，有功雖然對電壓也有影響但是比較小

2）只考慮電壓降落的縱分量：AU=（PR+QX）/U,從公式看出，電壓降落跟有功P和無功Q

都有關(guān)系，只不過在高壓輸電系統(tǒng)中，電抗X?R,這樣，QX在AU的分量更大，謊節(jié)電

壓幅值就是在調(diào)節(jié)無功。

3.重合閘有什么好處？若電氣故障設(shè)為三相短路，故障分別持續(xù)tl和t2時長，則兩個實(shí)驗(yàn)

結(jié)果有什么不同？

重合閘好處：1）在線路發(fā)生暫時性故障時，迅速恢復(fù)供電，從而提高供電可靠性：2）對于

有雙側(cè)電源的高壓輸電線路，可以提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而提高線路的輸送容量；

3）可以糾正由于斷路器機(jī)構(gòu)不良，或繼電器誤動作引起的誤跳閘

故障延時長的接地距離一段動作次數(shù)，相間距離一段動作次數(shù)，三相跳開次數(shù)比故障延時短

的多，開關(guān)二相跳開的次數(shù)多。

4,.以實(shí)驗(yàn)為例，舉例說明繼電保護(hù)對暫態(tài)穩(wěn)定的影響？

實(shí)驗(yàn)八中，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一體現(xiàn)出選保護(hù)具有選擇性，當(dāng)其故障范圍內(nèi)出現(xiàn)故障時，有相應(yīng)的斷

路器動作跳閘。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二體現(xiàn)出保護(hù)是相互配合的。當(dāng)本段拒動時，由上一級出口動作跳

閘。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三做的是自動重合閘的“前加速”和“后加速”保護(hù)。繼電保護(hù)快速切除故障

和自動重合閘裝置就是使故障對系統(tǒng)的影響降到最低，盡早的將故障切除能避免故障電流對

設(shè)備的沖擊減小對系統(tǒng)的擾動，有利于暫態(tài)穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)。

5.?在電力系統(tǒng)潮流控制分析試驗(yàn)中，可以通過改變發(fā)電機(jī)的無功進(jìn)行潮流調(diào)整，也可以通

過改變發(fā)電機(jī)所連升壓變壓器的分接頭進(jìn)行潮流調(diào)整，實(shí)驗(yàn)過程中這兩項(xiàng)調(diào)整對發(fā)電機(jī)的

設(shè)置有何不問？為什么？

改變發(fā)電機(jī)無功：設(shè)置發(fā)電機(jī)無功時以10MVAR增長。不能保證發(fā)電機(jī)有功功率和發(fā)電機(jī)

電壓恒定，他們可能會隨著無功功率的改變有微小的變叱。

改變變壓器分接頭：設(shè)置此時發(fā)電機(jī)相當(dāng)于一個PV節(jié)點(diǎn)，即恒定的有功P和不變的電壓U。

原因：發(fā)電機(jī)是無功電源，也是有功電源，是電能發(fā)生元件；變壓器是電能轉(zhuǎn)換元件，不產(chǎn)

生功率。

7在實(shí)驗(yàn)中考慮了哪些調(diào)壓措施？若某節(jié)點(diǎn)電壓（kv）/無功……電壓升高3kv,則應(yīng)補(bǔ)償

多少電容？

【實(shí)驗(yàn)】調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)端電壓（調(diào)節(jié)有功，調(diào)節(jié)無功），調(diào)整變壓器分接頭

【百度】電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施主要有：1靠調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)壓2靠改變變壓器分接

頭調(diào)壓3靠無功補(bǔ)償調(diào)壓4靠線路串連電容改變線路參數(shù)調(diào)壓

我的實(shí)驗(yàn)靈敏度系數(shù)為0.075,所以若電壓升高3kv,應(yīng)補(bǔ)償3/0.075=40Mvar的電容

8在調(diào)頻實(shí)驗(yàn)中。對單機(jī)單負(fù)荷系統(tǒng)，若發(fā)電機(jī)的額定功率……頻率怎么變化？當(dāng)負(fù)荷功率

大于發(fā)電機(jī)功率的額定功率……

通過K=Ap/Af來判斷f如何變化

9、幾個實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)九試探法求故障切除實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟

1.進(jìn)入DTS之“教員臺”，在DTS控制面版上選擇“進(jìn)入暫態(tài)”；同上述項(xiàng)目一樣，將

各開關(guān)的線路繼電保護(hù)退出運(yùn)行。

2.按右鍵點(diǎn)擊線路li「eAto2,選擇“電氣故障設(shè)置”項(xiàng)，設(shè)置“三相短路”、

故障延時100ms,距線路首端50即按“確定”，選擇菜單欄上的“表格曲線”下“動態(tài)曲線

顯示”項(xiàng)，在出現(xiàn)的窗體上察看發(fā)電機(jī)“搖擺曲線”。保存之。

3.在“DTS控制臺”面版上選擇“進(jìn)入在線”，再點(diǎn)擊“仿真重演”，選擇設(shè)置故障前的

時間，返回基態(tài)潮流。根據(jù)發(fā)電機(jī)“搖擺曲線”的形態(tài)，繼續(xù)在線

路lineAto2上設(shè)置故障，故障類型、位置等與上述完全相同，只是將故障延時增加一個八

t,比如△t=50ms,察看發(fā)電機(jī)“搖擺曲線

4.重復(fù)步驟3之操作，將故障延時不斷增加一個△3每一次都注意其搖擺曲

線是否已接近穩(wěn)定極限或已經(jīng)崩潰，直至系統(tǒng)失穩(wěn)。

實(shí)驗(yàn)三

（1）比較電抗器與電容器的調(diào)壓作用

返InI系統(tǒng)基態(tài)潮流狀態(tài)，斷開連接在母線B上的電抗器和電容器的斷路器，記錄下此

時母線B的電壓；合上電容器的斷路器，此時母線電壓值發(fā)生變化，記錄變化后的值；斷

開電容器的斷路器，再合上電抗器的斷路器，記錄下變化后的母線電壓值。

（2）調(diào)節(jié)各變壓器分接頭，對比不同變壓器對某一母線的調(diào)壓作用

返回系統(tǒng)基態(tài)潮流，分別調(diào)整變壓器1號、2號、3號的分接頭，比較哪

一臺變壓器對改變母線A的節(jié)點(diǎn)電壓最有效。具體做法.在“調(diào)度員潮流”狀態(tài)，先把1號

發(fā)電電機(jī)設(shè)置為PV節(jié)點(diǎn)，然后選中1號變壓器，按鍵，選“分接頭調(diào)節(jié)”，將其分接頭位

置上調(diào)或下調(diào)一個檔位（可多調(diào)幾檔），觀察并記錄下母線A的電壓變化情況。返回系統(tǒng)基

態(tài)潮流，分別對變壓器B、C重復(fù)這一實(shí)驗(yàn)步驟，觀察并分別記錄下，母線A的電壓變化情

況。

（3）應(yīng)用仿真系統(tǒng)中的靈敏度分析法對指定母線比壓進(jìn)行靈敏度分析

作母線B電壓的靈敏度分析。點(diǎn)擊“量測分析”、“狀態(tài)估計(jì)”、“靜態(tài)安全分析”進(jìn)入

實(shí)驗(yàn)操作平臺，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊并選中“母線B”，在窗口上方上選擇“校正對策分析”項(xiàng)，點(diǎn)

擊“靈敏度分析''下的“靈敏度分析”子項(xiàng)，在彈出窗口中的“受控參數(shù)”框中選擇“電壓”,

在右側(cè)的“控制參數(shù)”框選中復(fù)選項(xiàng)“發(fā)電機(jī)無功功率”、“負(fù)載無功功率”和“電容無功功

率”三項(xiàng)，按“確定”后仿真系統(tǒng)便會自動計(jì)算并給出各臺發(fā)電機(jī)的無功功率、各個負(fù)荷無

功功率以及各個電容無功功率對母線B電壓影響的報表。

（4）估算并驗(yàn)證電容器補(bǔ)償容量。

假設(shè)要將母線B電壓升高AU,不斷試探改變電容器的無功容量參數(shù)后將其投入運(yùn)行，

直至母線B電壓符合或接近原定的要求，記錄此時電容無功功率及母線B電壓值；再利用

靈敏度分析結(jié)果大致估算將母線B電壓升高AU所需的電容無功功率容量，對比二者結(jié)果

是否一致。

實(shí)驗(yàn)一電力系統(tǒng)有功功率分布及分析

1號=匕￡一%&cos%+與sin%)假設(shè)￡=4=1,幽=即1豳=l,r..=0〃

上式可以簡化為"4=他(4-4)=(g-%)/勺式中/是線路電抗。，

2、欲調(diào)節(jié)電壓相角0,調(diào)有功P有效還是調(diào)無功Q有效？

應(yīng)調(diào)節(jié)有功P，因?yàn)殡娏W(wǎng)絡(luò)中，各元件的電抗?般遠(yuǎn)大于電阻，所以可將雅克比子陣中的

dp

N(N=J)省略，可將修正方程中AP=HAS,所以節(jié)點(diǎn)電壓相位角的改變主要影響各

de

元件的有功功率潮流，即欲調(diào)節(jié)電壓相角。，調(diào)有功P。

3,、想要調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)的出力P應(yīng)調(diào)節(jié)什么控制量？如想要調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)的

出力P又應(yīng)調(diào)節(jié)什么控制量？

想要調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)的出力P應(yīng)調(diào)節(jié)其水門，調(diào)節(jié)水流量；如想要調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)的出力P

應(yīng)調(diào)節(jié)其氣門，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。

實(shí)驗(yàn)二電力系統(tǒng)無功功率分布及分析

2?叱初-%或血%+左0練)0=(匕'-七)［一匕)

1.9

2.欲調(diào)節(jié)電壓相角6,調(diào)有功P有效還是調(diào)無功Q有效？

答：調(diào)節(jié)無功有效。

3.想要調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機(jī)的無功Q應(yīng)調(diào)節(jié)什么控制裝置？調(diào)節(jié)汽輪發(fā)電機(jī)的Q呢？

答：調(diào)節(jié)勵磁裝置，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流，增加勵磁電流就會增加無功輸出，減少勵磁

電流無功輸出就會卜.降。

4.調(diào)整變壓器分接頭能增加或減少全系統(tǒng)無功總量嗎？

答：不能。系統(tǒng)的無功總量由發(fā)電機(jī)，同步調(diào)相機(jī)，電力電容器和靜止補(bǔ)償器等來影

響，變壓器分接頭只是通過改變電壓來改變無功分右，不影響全系統(tǒng)無功總量。

實(shí)驗(yàn)三電力系統(tǒng)綜合調(diào)壓措施分析

1.步驟2中，哪一種調(diào)壓手段更有效些？為什么？

答：步驟2中對比了發(fā)電機(jī)1、3的無功對母線A電壓的影響。調(diào)節(jié)3號發(fā)電機(jī)對調(diào)壓更有

效。有4可知，電壓降落主要受X和Q,發(fā)電機(jī)3到母線A的X更大，所以發(fā)

電機(jī)無功調(diào)節(jié)相同的量，3號發(fā)電機(jī)對母線A電壓的影響更大，調(diào)壓更有效。

2.從本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果看出，要調(diào)整電壓不合格點(diǎn)電壓，最優(yōu)先采用的調(diào)壓手段是哪一種？為

什么？而最有效的手段又是哪一種？

答：最優(yōu)先采用的是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)端電壓、調(diào)整變壓器分接頭的方法，通過調(diào)整變壓器的電壓

分接頭耒調(diào)整電壓足電力系統(tǒng)經(jīng)常采用的措施。最有效的足進(jìn)行無功補(bǔ)償，從而講節(jié)無

功負(fù)荷。因?yàn)楦淖冏儔浩鞯淖儽日{(diào)壓是有條件的。它就是：必須維持系統(tǒng)的無功功率平

衡。調(diào)整變壓器分接頭不能從根本是改變無功缺乏的問題，還可能引起電壓降落；

■,所以調(diào)節(jié)無功Q對電壓調(diào)整非常有效。

3.如果想降網(wǎng)損，前提不能減出力、不能減負(fù)荷，如何通過各種調(diào)壓手段進(jìn)行調(diào)節(jié)？

答：無功補(bǔ)償。通過無功補(bǔ)償使線路上流過的無功減小，線路電壓升高;線路是的電壓降落

減小，從而降低了網(wǎng)損。

實(shí)驗(yàn)四電力系統(tǒng)有功?頻率分析

1.在一個實(shí)際運(yùn)行的電網(wǎng)中，假設(shè)系統(tǒng)有功出力缺額"，單獨(dú)依靠發(fā)電機(jī)自身“一次調(diào)

頻”能力使系統(tǒng)重新平衡（不計(jì)負(fù)荷調(diào)節(jié)），系統(tǒng)的頻率值為fl；單獨(dú)依靠負(fù)荷自身調(diào)節(jié)

效應(yīng)使系統(tǒng)重新平衡（不計(jì)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)），系統(tǒng)的頻率值為￡2。問二者是否相等？

答：二者不相等，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率和負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率的值相差比較多，如:

人?=33.3-20,K

L,一1.5。

2.有人說，一號發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量大于2號發(fā)電機(jī)，因此選調(diào)頻機(jī)的時候應(yīng)優(yōu)先選一號機(jī)?

答：這種說法不對，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率和機(jī)組的調(diào)差系數(shù)°有互為倒數(shù)的關(guān)系。

KG=1=J^xlOO

bfvcr%

實(shí)驗(yàn)五電力系統(tǒng)潮流控制分析

1.為什么會有線損？線叔的構(gòu)成主要有哪些成分？

答：電能通過輸電線路傳輸而產(chǎn)生的能最損耗，簡稱線損。電力網(wǎng)絡(luò)中除輸送電能的線

路外，還有變壓器等其他輸變電設(shè)備，也會產(chǎn)生電能的損耗，這些電能損耗（包括線損

在內(nèi)）的總和稱為網(wǎng)損。線損是由電力傳輸中有功功率的損耗造成的，主要由以卜.3

個部分組成。=1\*GB3①于電流流經(jīng)有電阻的導(dǎo)線，造成的有功功率的損耗，它是

線損的最主要部分②由于線路有電壓，而線間和線對接之間的絕緣有漏電，造成的有功

功率損耗③電暈損耗：架空輸電線路帶電部分的電暈放電造成的有功功率損耗。在一般

正常情況下，后兩部分只占極小的份量。

2.從實(shí)驗(yàn)步驟3中的記錄情況，談?wù)勀銓€路損耗的認(rèn)識。

答:線損是電能通過輸電線路傳輸而產(chǎn)生的能量損耗產(chǎn)生的。電力網(wǎng)絡(luò)中除輸送電能的

線路外，還有變壓器等其他輸變電設(shè)備，也會產(chǎn)生電能的損耗，這些電能損耗的總和稱

為網(wǎng)損。線損是由巨力傳輸中有功功率的損耗造成的，主要由以下3個部分組成。=

1\*GB3①于電流流經(jīng)的電阻的導(dǎo)線，造成的右功功率的損耗，它是線損的最主要部分

②由于線路有電壓，而線間和線對接之間的絕緣有漏電，造成的有功功率損耗③電暈損

耗：架空輸電線路帶目部分的電暈放電造成的有功功率損耗。在一般正常情況下，后兩

部分只占極小的份量。

3.如果各UOkV線路承擔(dān)的輸送功率長期滿負(fù)荷運(yùn)行，有何方法可較好地解決線損過高問

題？

答:為了降低網(wǎng)絡(luò)功率損耗,可以采取改變系統(tǒng)運(yùn)行方式,調(diào)整運(yùn)行參數(shù)和負(fù)荷率等喑施

使網(wǎng)絡(luò)的功率分布接近經(jīng)濟(jì)分布,使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更經(jīng)濟(jì),功率損耗為最小。在有功功率合理

分配的同時,還應(yīng)做到無功功率的合理分布。按照就近的原則安排補(bǔ)償,減少無功遠(yuǎn)距離

輸送。增設(shè)無功補(bǔ)償裝置,并合理配置，以提高負(fù)荷的功率因數(shù),改變無功潮流分布，可以

減少有功損耗和電壓損耗,可以減少發(fā)電機(jī)送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸?shù)?/p>

無功功率，使線損大為降低，而且還可以改善電壓質(zhì)量、提高線路和變壓器的輸送能力。

實(shí)驗(yàn)六電力系統(tǒng)對稱故障計(jì)算及分析

1.對某一線路來說，在相同地點(diǎn)發(fā)生三相短路時的短路電流是否一定比發(fā)生兩相短路時的

短路電流大？為什么？

答：不一定。

當(dāng)線路發(fā)生三相短路時：

zz⑴

其中"Z⑴為電力系統(tǒng)序網(wǎng)絡(luò)的正序阻抗。

當(dāng)線路發(fā)生兩相短路（假設(shè)b、C兩相短路）時:

則由（1）（2）式可知:

當(dāng)5(6-1)

、⑴時，兩相短路電流大于三相短路電流;

當(dāng)乙2⑴時，兩相短路電流等于三相短路電流;

當(dāng)乙,2⑴時，兩相短路電流小于三相短路電流。

但是由于電力系統(tǒng)中一般情況下-2工⑴，所以兩相短路電流小于三相短路電流。

2.某一線路，首端發(fā)生三相短路故障和末端發(fā)生三相短路故障引起的系統(tǒng)反應(yīng)一樣嗎？請

說說理由。

答：不一樣。

由于短路地點(diǎn)的不同，使得兩次電源到短路點(diǎn)的短路阻抗不同，從而三相短路電流也不同。

實(shí)驗(yàn)七電力系統(tǒng)不對稱故障計(jì)算及分析

1.有人說，在相同地點(diǎn)發(fā)生三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路，肯定是

三相短路的短路電流最大。對嗎？為什么？

答：不對。例如單項(xiàng)接地短路故障相的短路電流為

I,二3%。

Z

'Zg⑴+Zg⑵+￡（0）,

一般“E⑴和"Z.接近相等。因此，如果小于z2⑴，則單相短路電流大于同一地點(diǎn)

的三相短路電流（"刖z》2））,反之，則單相短路電流小于三相短路電流。

2.有人認(rèn)為發(fā)生不對稱故障時，故障相電流是由各序電流合成的，因此相電流一定比序電

流要大。對嗎？為什么？

答：不對，因?yàn)樾螂娏鳛槭噶浚写笮∮蟹较?，序電流的合成為矢量疊加，可能最后的相電

流幅值比序電流還要小。

1.在in段過電流保護(hù)中，使用微機(jī)保護(hù)后，用不著電流繼電器了作為啟動元件，請問在該

段的動作電流整定公式中還要考慮繼電器的返回系數(shù)嗎？

答：微機(jī)保護(hù)由于沒有用電流繼電器了作為啟動元件，從理論上講沒有返回系數(shù)，但實(shí)際中，

為了防止在保護(hù)裝置在臨界值附近發(fā)生抖動，微機(jī)保護(hù)中還是會設(shè)置返回系數(shù)的。

2.如圖所示，線路上裝設(shè)兩組電流互感器，線路保護(hù)和母線保護(hù)應(yīng)各接哪組互感器？為什

答：線路保護(hù)采用TA1互感器，母線保護(hù)采用TA2互感器。這樣做是為了存在保護(hù)區(qū)間的重

疊，從而保證任意處的故障都置于保護(hù)區(qū)內(nèi)。

實(shí)驗(yàn)九電力系統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算及分析

1.有人說裝設(shè)有自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)抗擾動能力比較強(qiáng)，對嗎？為什么？

答：這種說法是對的。正常情況下，系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)處于同步運(yùn)行狀態(tài)，保證系統(tǒng)中任何節(jié)

點(diǎn)的電壓幅值和頻率以及任何線路的傳輸功率為恒定值。如果系統(tǒng)在運(yùn)行過程中受到某種干

擾，使發(fā)電機(jī)的輸出電功率相應(yīng)發(fā)生改變，結(jié)果是使得在擾動瞬間各發(fā)電機(jī)的機(jī)械輸入轉(zhuǎn)矩

和輸出的電磁轉(zhuǎn)矩失去平衡，出現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不同程度的加速或減速，并導(dǎo)致各發(fā)電機(jī)之間

轉(zhuǎn)子相對角的變化。自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)能維持發(fā)電機(jī)或其他控制點(diǎn)的電壓在給定水平，控制

并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組無功功率的合理分配，從而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.是不是只有相間三相短路才有可能引起系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定問題，發(fā)生單相接地短路則不

會？

答：是。當(dāng)發(fā)生單相接地不對稱