電力系統(tǒng)分析簡(jiǎn)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(shí)性。

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

(3)電能的過(guò)渡過(guò)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(shí)，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(shí)的電壓。

(a)直接接線路(10%)：變壓器滿載時(shí)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(shí)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(méi)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(wú)備用接線(開(kāi)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(zhǎng)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(duì)地電場(chǎng)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(guò)電流的電流到達(dá)額定值，測(cè)

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(kāi)路，高壓側(cè)加額定電壓測(cè)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(wú)單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等的相

對(duì)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(jiǎn)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(lái)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(shí)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(shí)，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(lì)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(chēng)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(chēng)為頻率的二次

調(diào)整。

(3)第三種負(fù)荷的變化是可預(yù)測(cè)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(guó)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(shí)需注意的是不僅是要保持整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)有功功率的平衡，還

要考慮聯(lián)絡(luò)線上功率APab不超過(guò)允許的范圍，在調(diào)頻效果相同的前提下應(yīng)盡量使每個(gè)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(wú)功功率平衡與電壓調(diào)整

1、無(wú)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(guò)改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓4,改變變壓器變比，改變無(wú)功功率分布或者串聯(lián)電容補(bǔ)償

器來(lái)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(wú)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(guò)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(jiǎn)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(guò)程

1、橫向故障：相間或相對(duì)低的故障，也稱(chēng)短路故障。

縱向故障：一相或兩相斷線的情況，也稱(chēng)斷線故障。

2、無(wú)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(dòng)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(shí)，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(duì)稱(chēng)短路所引起的不平衡電流，將產(chǎn)生不平衡磁通，會(huì)在鄰近的平行通信線路內(nèi)

感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，造成對(duì)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?lèi)毫拥亩搪窏l件)：短路時(shí)電路空載、短路

時(shí)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(duì)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(wú)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(shí)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(shuō)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(duì)地支路的影響，因?yàn)槎搪饭收习l(fā)生后，電壓下

降對(duì)地支路電流遠(yuǎn)小于短路電流。

9、Q：電力系統(tǒng)短路的類(lèi)型有那些？那些類(lèi)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(duì)稱(chēng)分量法？正序、負(fù)序和零序分量各有什么特點(diǎn)？

A：(1)對(duì)稱(chēng)分量法就是將一組不對(duì)稱(chēng)的三相向量分解為三相對(duì)稱(chēng)的三相向量，或者將

三組對(duì)稱(chēng)的三相向量合成為一組不對(duì)稱(chēng)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(gè)序網(wǎng)絡(luò)方程是否與不對(duì)稱(chēng)故障的形式有關(guān)?為什么？

A；無(wú)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(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)故障的分析計(jì)算

1、正序等效定則：在簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)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(shí)的電流相等。

2、Y、dll接線變壓器：在Y側(cè)施加正序電壓時(shí)，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(shí)，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(dòng)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(guó)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(dòng)態(tài)穩(wěn)定。

4、同步發(fā)電機(jī)組的慣性時(shí)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(shí)間。

5、隱極發(fā)電機(jī)在場(chǎng)為常數(shù)時(shí)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(chǔ)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(shí)，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(lì)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)