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电力系统基础理论与基础知识
1、什么是动力系统、电力系统、电力网络?答通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统;把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统;把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网络
2、电力工业生产的特点是什么?答电力工业生产的特点是1电力生产的同时性发电、输电、供电、用电是同时完成的,电能不能大量储存2电力生产的整体性发电厂、变压器、高压输电线路、配电线路和用电设备在电网中形成一个不可分割的整体,缺少任一环节,电力生产都不可能完成,相反,任何设备脱离电网都将失去意义3电力生产的快速性电能输送过程迅速,其传输速度与光速相同,达到每秒30万公里,即使相距几万公里,发、供、用都是在一瞬间实现4电力生产的连续性电能质量需要实时、连续地监视与调整5电力生产的实时性电网事故发展迅速,涉及面大,需要实时安全监视
220113220215.
73302385003905004100750420813、电网无功补偿的原则是什么?答电网无功补偿的原则是电网无功补偿应基本按分层分区和就地平衡原则考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽变的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率
14、电力系统电压与频率特性的区别是什么?答电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性发电机组的出力随频率的变化而变化的特性叫发电机的频率特性),它是由系统的有功负荷平衡决定的,且与网络结构(网络阻抗)关系不大在非振荡情况下,同一电力系统的稳态频率是相同的因此,系统频率可以集中调整控制电力系统的电压特性与电力系统的频率特性则不相同电力系统各节点的电压通常是不完全相同的,主要取决于各区的有功和无功供需平衡情况,也与网络结构(网络阻抗)有较大关系因此,电压不能全网集中统一调整,只能分区调整控制
15、什么是系统电压监测点、中枢点?电压中枢点一般如何选择答监测电力系统电压值和考核电压质量的节点,称为电压监测点电力系统中重要的电压支撑节点称为电压中枢点因此,电压中枢点一定是电压监测点,而电压监测点却不一定是电压中枢点电压中枢点的选择原则是1区域性水、火电厂的高压母线高压母线有多回出线;2分区选择母线短路容量较大的220kV变电站母线;⑶有大量地方负荷的发电厂母线
16、影响系统电压的因素是什么?答系统电压是由系统潮流分布决定的,影响系统电压的主要因素是1由于生产、生活、气象等因素引起的负荷变化;2无功补偿容量的变化;3系统运行方式的改变引起的功率分布和网络阻抗变化
17、电力系统电压调整有哪些基本方式?电压调整有哪些方法?答有三种基本调压方式1逆调压方式如由中枢点供电至各负荷点的线路较长,各负荷的变化规律大体相同,则在最大负荷时提高中枢点电压以抵偿线路因最大负荷而增大的电压损耗,在最小负荷时降低中枢点电压以防止负荷点的电压过高这种中枢点的调压方式称为“逆调压”采用逆调压时,高峰负荷时可将中枢点电压升高至低谷负荷时将其下降为105%U,UN N2顺调压方式如果负荷变动较小,线路电压损耗小,或用户处于允许电压偏移较大的农业电网,可采用“顺调压”方式就是高峰负荷时允许中枢点电压略低,低谷负荷时允许中枢点电压略高一般顺调压时,高峰负荷时的中枢点电压允许不低于低谷负
102.5%U,N荷时允许不高于
107.5%UNO3恒调压方式介于上述两种情况之间的中枢点,可采用“恒调压”方式,即在任何负荷下都保持中枢点电压为一基本不变得数值,如,102105%US N上述都是系统正常运行时的调压要求系统发生故障时,对电压质量的要求允许适当降低电压调整的方法电压调整,必须根据系统的具体要求,在不同的结点,采用不同的方法1增减无功功率进行调压,如发电机、调相机、并联电容器、并联电抗器调压2改变有功和无功的重新分布进行调压,如调压变压器、改变变压器分接头的调压3改变网络参数进行调压,如串联电容器、停投并列运行变压器的调压
18、什么叫不对称运行?产生的原因及影响是什么?答任何原因引起电力系统三相对称正常运行状况性的破坏,均称为不对称运行如各相阻抗对称性的破坏,负荷对称性的破坏,电压对称性的破坏等情况下的工作状态非全相运行是不对称运行的特殊情况不对称运行产生的负序、零序电流会带来许多不利影响电力系统三相阻抗对称性的破坏,将导致电流和电压对称性的破坏,因而会出现负序电流,如变压器中性点接地,还会出现零序电流当负序电流流过发电机时,将产生负序旋转磁场,这个磁场将对发电机产生下列影响:⑴发电机转子发热;2机组振动增大;3定子绕组由于负荷不平衡出现个别相绕组过热不对称运行时,变压器三相电流不平衡,每相绕组发热不一致,可能个别相绕组已经过热,而其它相负荷不大,因此必须按发热条件来决定变压器的可用容量不对称运行时,将引起系统电压的不对称,使电能质量变坏,对用户产生不良影响对于异步电动机,一般情况下虽不致于破坏其正常工作,但也会引起出力减小,寿命降低例如负序电压达5%时,电动机出力将降低10sl5%,负序电压达7%时,则出力降低达20s25%当高压输电线一相断开时,较大的零序电流可能在沿输电线平行架设的通讯线路中产生危险的对地电压,危及通讯设备和人员的安全,影响通讯质量,当输电线与铁路平行时,也可能影响铁道自动闭锁装置的正常工作因此,电力系统不对称运行对通讯设备的电磁影响,应当进行计算,必要时应采取措施,减少干扰,或在通讯设备中,采用保护装置继电保护也必须认真考虑在严重的情况下,如输电线非全相运行时,负序电流和零序电流可以在非全相运行的线路中流通,也可以在与之相连接的线路中流通,可能影响这些线路的继电保护的工作状态,甚至引起不正确动作止匕外,在长时间非全相运行时,网络中还可能同时发生短路包括非全相运行的区内和区外,这时,很可能使系统的继电保护误动作此外,电力系统在不对称和非全相运行情况下,零序电流长期通过大地,接地装置的电位升高,跨步电压与接触电压也升高,故接地装置应按不对称状态下保证对运行人员的安全来加以检验不对称运行时,各相电流大小不等,使系统损耗增大,同时,系统潮流不能按经济分配,也将影响运行的经济性
19、试述电力系统谐波产生的原因及其影响?答谐波产生的原因高次谐波产生的根本原因是由于电力系统中某些设备和负荷的非线性特性,即所加的电压与产生的电流不成线性(正比)关系而造成的波形畸变当电力系统向非线性设备及负荷供电时,这些设备或负荷在传递(如变压器)、变换(如交直流换流器)、吸收(如电弧炉)系统发电机所供给的基波能量的同时,又把部分基波能量转换为谐波能量,向系统倒送大量的高次谐波,使电力系统的正弦波形畸变,电能质量降低当前,电力系统的谐波源主要有三大类
(1)铁磁饱和型各种铁芯设备,如变压器、电抗器等,其铁磁饱和特性呈现非线性
(2)电子开关型主要为各种交直流换流装置(整流器、逆变器)以及双向晶闸管可控开关设备等,在化工、冶金、矿山、电气铁道等大量工矿企业以及家用电器中广泛使用,并正在蓬勃发展;在系统内部,如直流输电中的整流阀和逆变阀等
(3)电弧型各种冶炼电弧炉在熔化期间以及交流电弧焊机在焊接期间,其电弧的点燃和剧烈变动形成的高度非线性,使电流不规则地波动其非线性呈现电弧电压与电弧电流之间不规则的、随机变化的伏・安特性对于电力系统三相供电来说,有三相平衡和三相不平衡的非线性特性后者如电气铁道、电弧炉以及由低压供电的单相家用电器等,而电气铁道是当前中压供电系统中典型的三相不平衡谐波源谐波对电网的影响谐波对旋转设备和变压器的主要危害是引起附加损耗和发热增加,此外谐波还会引起旋转设备和变压器振动并发出噪声,长时间的振动会造成金属疲劳和机械损坏谐波对线路的主要危害是引起附加损耗谐波可引起系统的电感、电容发生谐振,使谐波放大当谐波引起系统谐振时,谐波电压升高,谐波电流增大,引起继电保护及自动装置误动,损坏系统设备(如电力电容器、电缆、电动机等),引发系统事故,威胁电力系统的安全运行谐波可干扰通信设备,增加电力系统的功率损耗(如线损),使无功补偿设备不能正常运行等,给系统和用户带来危害限制电网谐波的主要措施有增加换流装置的脉动数;加装交流滤波器、有源电力滤波器;加强谐波管理
20、何谓潜供电流?它对重合闸有何影响?如何防止?答当故障相(线路)自两侧切除后,非故障相(线路)与断开相(线路)之间存在的电容耦合和电感耦合,继续向故障相(线路)提供的电流称为潜供电流潜供电流对灭弧产生影响,由于此电流存在,将使短路时弧光通道去游离受到严重阻碍,而自动重合闸只有在故障点电弧熄灭且绝缘强度恢复后才有可能成功潜供电流值若较大,它将使重合闸失败为了保证重合闸有较高的重合成功率,一方面可采取减小潜供电流的措施如对500kV中长线路高压并联电抗器中性点加小电抗、短时在线路两侧投入快速单相接地开关等措施另一方面可采用实测熄弧时间来整定重合闸时间
21、什么叫理论线损和管理线损?影响线损的因素有哪些?答理论线损是在输送和分配电能过程中无法避免的损失,是由当时电力网的负荷情况和供电设备的参数决定的,这部分损失可以通过理论计算得出管理线损是电力网实际运行中的其他损失和各种不明损失例如由于用户电度表有误差,使电度表的读数偏小;对用户电度表的读数漏抄、错算,带电设备绝缘不良而漏电;以及无表用电和窃电等所损失的电量影响线损的因素1管理制度不健全;2运行方式不尽合理;3无功补偿配置不合理;4网络结构不尽合理
22、电力系统暂态有几种形式?各有什么特点?答电力系统暂态过程有三种即波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程波过程是运行操作或雷击过电压引起的过程这类过程最短暂微秒级,涉及电流、电压波的传播波过程的计算不能用集中参数,而要用分布参数电磁暂态过程是由短路引起的电流、电压突变及其后在电感、电容型储能元件及电阻型耗能元件中引起的过渡过程这类过程持续时间较波过程长毫秒级电磁暂态过程的计算要应用磁链守恒原理,引出暂态、次暂态电势、电抗及时间常数等参数,据此算出各阶段短路的起始值及衰减时间特性机电暂态过程是由大干扰引起的发电机输出电功率突变所造成的转子摇摆、振荡过程这类过程既依赖于发电机的电气参数,也依赖于发电机的机械参数,并且电气运行状态与机械运行状态相互关联,是一种机电联合的一体化的动态过程这类过程的持续时间最长(秒级)
23、什么叫波阻抗?答电磁波沿线路单方向传播时,行波电压与行波电流绝对值之比称为波阻抗其值为单位长度线路电感Lo与电容Co之比的平方根Zc即为该线路的波阻抗或称特征阻抗不同输电线路线路的波阻抗参考值如下表所示:电压(kV)分裂数波阻抗()
22013752202310330230950032905004260750426024、什么叫自然功率答输电线路既能产生无功功率(由于分布电容)又消耗无功功率(由于串联阻抗)当沿线路传送某一固定有功功率,线路上的这两种无功功率恰能相互平衡时,这个有功功率,叫做线路的“自然功率”或“波阻抗功率”,因为这种情况相当于在线路末端接入了一个线路波阻抗值的负荷若传输的有功功率低于此值,线路将向系统送出无功功率;而高于此值时,则将吸收系统的无功功率各电压等级线路的自然功率参考值如下表所示电压(kV)自然功率(MW)分裂数
2201130220215733023505003925500410007504215025、电力系统有哪些大扰动?答电力系统大扰动主要指各种短路故障、各种突然断线故障、断路器无故障跳闸、非同期并网(包括发电机非同期并列);大型发电机失磁、大容量负荷突然启停等
26、中性点接地方式有几种?什么叫大电流、小电流接地系统其划分标准如何?答我国电力系统中性点接地方式主要有两种,即⑴中性点直接接地方式(包括中性点经小电阻接地方式)
(2)中性点不接地方式(包括中性点经消弧线圈接地方式)中性点直接接地系统(包括中性点经小电阻接地系统),发生单相接地故障时,接地短路电流很大,这种系统称为大接地电流系统中性点不接地系统(包括中性点经消弧线圈接地系统),发生单相接地故障时,由于不构成短路回路,接地故障电流往往比负荷电流小得多,故称其为小接地电流系统划分标准在我国为Xo/X】4〜5的系统属于大接地电流系统,X0/X|4〜5的系统属于小接地电流系统注X为系统零序电抗,XI为系统正序电抗
27、大、小电流接地系统,当发生单相接地故障时各有什么特点?两种接地系统各用于什么电压等级?答中性点运行方式主要分两类,即直接接地和不接地直接接地系统供电可靠性低这种系统中发生单相接地故障时,出现了除中性点外的另一个接地点,构成了短路回路,接地相电流很大,为了防止损坏设备,必须迅速切除接地相甚至三相不接地系统供电可靠性高,但对绝缘水平的要求也高因这种系统中发生单相接地故障时,不构成短路回路,接地相电流不大,不必立即切除接地相,但这时非接地相的对地电压却升高为相电压的6倍在电压等级较高的系统中,绝缘费用在设备总价格中占相当大比重,降低绝缘水平带来的经济效益非常显著,一般就采用中性点直接接地方式,而以其它措施提高供电可靠性反之,在电压等级较低的系统中,一般就采用中性点不接地方式以提高供电可靠性在我国,110千伏及以上的系统采用中性点直接接地方式,60千伏及以下系统采用中性点不直接接地方式6电力生产的随机性由于负荷变化、异常情况及事故发生的随机性,电能质量的变化是随机的,因此,在电力生产过程中,需要实时调度,并需要实时安全监控系统随时跟踪随机事件,以保证电能质量及电网安全运行
3、现代电网有哪些特点答现代电网的特点是⑴由坚强的超高压系统构成主网架⑵各电网之间联系较强⑶电压等级简化⑷具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制⑸具有较高的供电可靠性6具有相应的安全稳定控制系统⑺具有高度自动化的监控系统⑻具有高度现代化的通信系统9具有适应电力市场运营的技术支持系统10有利于合理利用能源
4、区域电网互联的意义与作用是什么?答区域电网互联的意义与作用是1可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续发展2可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价,节约能源,加快电力建设速度⑶可以利用时差、温差,错开用电高峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷
28、什么是对称分量法答由线性数学计算可知三个不对称的相量,可以唯一地分解为三组对称的相量(分量)因此,在线性电路中,系统发生不对称短路时,将网络中出现的三相不对称的电压和电流,分解为正、负、零序三组对称分量,分别按对称三相电路去解,然后将其结果叠加起来这种分析不对称的三相电路的方法叫对称分量法
29、什么是电力系统序参数零序参数有何特点?与变压器接线组别、中性点接地方式、输电线架空地线、相邻平行线路有何关系?答对称三相电路中,不同相序的电流流过时,所遇到的阻抗是不同的,然而同一相序的电压和电流间,仍符合欧姆定律任一元件两端的相序电压与流过该元件的相应的相序电流之比,称为该元件的序参数(阻抗)负序电抗是由于发电机转子运动反向的旋转磁场所产生的电抗,对于静止元件(变压器、线路、电抗器、电容器等)不论旋转磁场是正向还是反向,其产生的电抗是没有区别的,所以它们的负序电抗等于正序电抗但对于发电机,其正向与反向旋转磁场引起的电枢反应是不同的,反向旋转磁场是以两倍同步频率轮换切割转子纵轴与横轴磁路,因此发电机的负序电抗是一介于x及的电抗值,远远小于正序电抗Xdo零序参数(阻抗)与网络结构,特别是和变压器的接线方式及中性点接地方式有关一般情况下,零序参数(阻抗)及零序网络结构与正、负序网络不一样对于变压器,零序电抗则与其结构(三个单相变压器组还是三柱变压器)、绕组的连接(△或丫)和接地与否等有关当三相变压器的一侧接成三角形或中性点不接地的星形时,从这一侧来看,变压器的零序电抗总是无穷大的因为不管另一侧的接法如何,在这一侧加以零序电压时,总不能把零序电流送入变压器所以只有当变压器的绕组接成星形,并且中性点接地时,从这星形侧来看变压器,零序电抗才是有限的(虽然有时还是很大的)对于输电线路,零序电抗与平行线路的回路数,有无架空地线及地线的导电性能等因素有关零序电流在三相线路中是同相的,互感很大,因而零序电抗要比正序电抗大,而且零序电流将通过地及架空地线返回,架空地线对三相导线起屏蔽作用,使零序磁链减少,即使零序电抗减小平行架设的两回三相架空输电线路中通过方向相同的零序电流时,不仅第一回路的任意两相对第三相的互感产生助磁作用,而且第二回路的所有三相对第一回路的第三相的互感也产生助磁作用,反过来也一样这就使这种线路的零序阻抗进一步增大
30、什么情况下单相接地电流大于三相短路电流?答故障点零序综合阻抗ZkO小于正序综合阻抗Zkl时,单相接地故障电流大于三相短路电流例如在大量采用自耦变压器的系统中,由于接地中性点多,系统故障点零序综合阻抗ZkO往往小于正序综合阻抗Zkl,这时单相接地故障电流大于三相短路电流
31、小电流接地系统中,为什么采用中性点消弧线圈接地?消弧线圈有几种补偿方式?答中性点非直接接地系统发生单相接地故障时,接地点将通过接地线路对应电压等级电网的全部对地电容电流如果此电容电流相当大,就会在接地点产生间歇性电弧,引起过电压,从而使非故障相对地电压极大增加在电弧接地过电压的作用下,可能导致绝缘损坏,造成两点或多点的接地短路,使事故扩大为此,我国采取的措施是当各级电压电网单相接地故障时,如果接地电容电流超过一定数值35kV电网为10A,10kV电网为10A,3〜6kV电网为30A,就在中性点装设消弧线圈,其目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流,使接地故障电流减少,以致自动熄弧,保证继续供电中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流,使接地故障电流减少通常这种补偿有三种不同方式,即欠补偿、全补偿和过补偿1欠补偿补偿后电感电流小于电容电流,或者说补偿的感抗大于线路容抗,电网以欠补偿的方式运行2全补偿补偿后电感电流等于电容电流,或者说补偿的感抗等于线路容抗,电网以全补偿的方式运行实际此方式电网处于谐振状态,不能正常运行3过补偿补偿后电感电流大于电容电流,或者说补偿的感抗小于线路容抗,电网以过补偿的方式运行
32、什么叫电力系统的稳定运行?电力系统稳定共分几类?答当电力系统受到扰动后,能自动地恢复到原来的运行状态,或者凭借控制设备的作用过渡到新的稳定状态运行,即谓电力系统稳定运行电力系统的稳定从广义角度来看,可分为1发电机同步运行的稳定性问题根据电力系统所承受的扰动大小的不同,又可分为静态稳定、暂态稳定、动态稳定三大类;2电力系统无功不足引起的电压稳定性问题;3电力系统有功功率不足引起的频率稳定性问题
33、各类稳定的具体含义是什么?答各类稳定的具体含义是1电力系统的静态稳定是指电力系统受到小干扰后不发生非周期性失步,自动恢复到起始运行状态2电力系统的暂态稳定是指系统在某种运行方式下突然受到大的扰动后,经过一个机电暂态过程达到新的稳定运行状态或回到原来的稳定状态3电力系统的动态稳定是指电力系统受到干扰后不发生振幅不断增大的振荡而失步主要有电力系统的低频振荡、机电耦合的次同步振荡、同步电机的自激等4电力系统的电压稳定是指电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限之内的能力它与电力系统中的电源配置、网络结构及运行方式、负荷特性等因素有关当发生电压不稳定时,将导致电压崩溃,造成大面积停电5频率稳定是指电力系统维持系统频率与某一规定的运行极限内的能力当频率低于某一临界频率,电源与负荷的平衡将遭到彻底破坏,一些机组相继退出运行,造成大面积停电,也就是频率崩溃
34、保证和提高电力系统静态稳定的措施有哪些?答电力系统的静态稳定性是电力系统正常运行时的稳定性,电力系统静态稳定性的基本性质说明,静态储备越大则静态稳定性越高提高静态稳定性的措施很多,但是根本性措施是缩短“电气距离”主要措施有1减少系统各元件的电抗减小发电机和变压器的电抗,减少线路电抗采用分裂导线;2提高系统电压水平;3改善电力系统的结构;4采用串联电容器补偿;5采用自动调节装置;6采用直流输电在电力系统正常运行中,维持和控制母线电压是调度部门保证电力系统稳定运行的主要和日常工作维持、控制变电站、发电厂高压母线电压恒定,特别是枢纽厂站高压母线电压恒定,相当于输电系统等值分割为若干段,这样每段电气距离将远小于整个输电系统的电气距离,从而保证和提高了电力系统的稳定性
35、提高电力系统的暂态稳定性的措施有哪些答提高静态稳定性的措施也可以提高暂态稳定性,不过提高暂态稳定性的措施比提高静态稳定性的措施更多提高暂态稳定性的措施可分成三大类一是缩短电气距离,使系统在电气结构上更加紧密;二是减小机械与电磁、负荷与电源的功率或能量的差额并使之达到新的平衡;三是稳定破坏时,为了限制事故进一步扩大而必须采取的措施,如系统解列提高暂态稳定的具体措施有1继电保护实现快速切除故障;2线路采用自动重合闸;3采用快速励磁系统;4发电机增加强励倍数;5汽轮机快速关闭汽门;6发电机电气制动;7变压器中性点经小电阻接地;8长线路中间设置开关站;9线路采用强行串联电容器补偿;10采用发电机-线路单元结线方式;11实现连锁切机;12采用静止无功补偿装置;13系统设置解列点;14系统稳定破坏后,必要且条件许可时,可以让发电机短期异步运行,尽快投入系统备用电源,然后增加励磁,实现机组再同步
36、采用单相重合闸为什么可以提高暂态稳定性?答采用单相重合闸后,由于故障时切除的是故障相而不是三相,在切除故障相后至重合闸前的一段时间里,送电端和受电端没有完全失去联系电气距离与切除三相相比,要小得多,如图所示,这就可以减少加速面积,增加减速面积,提高暂态稳定性图中I为故障前的功角特性曲线;II为切除一相后的功角特性曲线;川为一相故障后的功角特性曲线b0为故障开始时刻的功角;6q为故障切除时刻的功角;6H为单相重合时刻的功角
37、什么叫同步发电机的同步振荡和异步振荡?答同步振荡当发电机输入或输出功率变化时,功角b将随之变化,但由于机组转动部分的惯性,3不能立即达到新的稳态值,需要经过若干次在新的5值附近振荡之后,才能稳定在新的b下运行这一过程即同步振荡,亦即发电机仍保持在同步运行状态下的振荡异步振荡发电机因某种原因受到较大的扰动,其功角b在0s360°之间周期性地变化,发电机与电网失去同步运行的状态在异步振荡时,发电机一会工作在发电机状态,一会工作在电动机状态
38、如何区分系统发生的振荡属同步振荡还是异步振荡?答异步振荡的明显特征是,系统频率不能保持同一个频率,且所有电气量和机械量波动明显偏离额定值如发电机、变压器和联络线的电流表,功率表周期性地大幅度摆动;电压表周期性大幅摆动,振荡中心的电压摆动最大,并周期性地降到接近于零;失步的发电厂间的联络线的输送功率往复摆动;送端系统频率升高,受端系统的频率降低并有摆动同步振荡时,其系统频率能保持相同,各电气量的波动范围不大,且振荡在有限的时间内衰减从而进入新的平衡运行状态
39、系统振荡事故与短路事故有什么不同?答:电力系统振荡和短路的主要区别是1振荡时系统各点电压和电流值均作往复性摆动,而短路时电流、电压值是突变的此外,振荡时电流、电压值的变化速度较慢,而短路时电流、电压值突然变化量很大2振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变;而短路时,电流与电压之间的角度是基本不变的3振荡时系统三相是对称的;而短路时系统可能三相不对称
40、引起电力系统异步振荡的主要原因是什么?系统振荡时一般现象是什么答引起系统振荡的原因有1电力线路输送功率超过极限值造成静态稳定破坏;2电网发生短路故障,切除大容量的发电、输电或变电设备,负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏;3环状系统或并列双回线突然开环,使两部分系统联系阻抗突然增大,引起动稳定破坏而失去同步;4大容量机组跳闸或失磁,使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降,造成联络线稳定极限降低,易引起稳定破坏;5电源间非同步合闸未能拖入同步系统振荡时一般现象1发电机,变压器,线路的电压表,电流表及功率表周期性地剧烈摆动,发电机和变压器发出有节奏的轰鸣声2连接失去同步的发电机或系统的联络线上的电流表和功率表摆动得最大电压振荡最激烈的地方是系统振荡中心,每一周期约降低至零值一次随着离振荡中心距离的增加,电压波动逐渐减少如果联络线的阻抗较大,两侧电厂的电容也很大,则线路两端的电压振荡是较小的3失去同期的电网,虽有电气联系,但仍有频率差出现,送端频率高,受端频率低并略有摆动
41、什么是电压崩溃?对系统与用户有何影响答如图所示和分别为系统内某点的无功电源与无功负荷的电压特性曲线假设Q QFFH这时所有的无功电源容量都已调至最大在某一时刻,无功电源和无功负荷在点1达到平衡,运行电压为5随着无功负荷的增长(增加值为)由于无功电源已不能增加,实AQ,FHI际运行点不是Q2上对应UI的点,而是在Q2与Q的交点2处,运行电压为U同理,FH FHF2o当无功负荷继续增加A Q2时,实际运行点是Q3与Q的切点3处,止匕点dQ/dU=O,FH FHF运行电压为我们称为临界电压U ULJLJ电力系统运行电压如果等于(或低于)临界电压,那么,如扰动使负荷点的电压下降,将使无功电源永远小于无功负荷,从而导致电压不断下降最终到零(如果无功负荷增加很多,以致使不能和曲线相交时,电压会迅速下降至零)这种电压不断下降最终到零的Q QFHF现象称为电压崩溃或者叫做电力系统电压不稳定电压降落的持续时间一般较长,从几秒到几十分钟不等,电压崩溃会导致系统大量损失负荷,甚至大面积停电或使系统(局部电网)瓦解
42、什么叫频率崩溃调整,减少备用容量和装机容量
(4)可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量,增强抵御事故能力,提高电网安全水平和供电可靠性
(5)能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量
(6)可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益
5、电网接线有哪几种方式?各有哪些优缺点答电网主接线方式大致可分为有备用和无备用两大类无备用接线方式包括单回的放射式、干线式、链式网络有备用结线方式包括双回路的放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络无备用接线方式:()放射式;(8干线式;(c)链式有备用接线方式()放射式;(b)干线式;(c)链式;(d)环式;(㊀)两端供电网络无备用接线方式的主要优点在于简单、经济、运行方便,主要缺点是供电可靠性差因此这种结线不适用于一级负荷占很大比重的场合但一级负荷的比重不大,答如图所示B和A分别为发电机和负荷的有功频率特性曲线某一时刻,发电机和负荷的有功负荷在点达到平衡,系统频率为fo随着有功负荷的增长,由于发电机调速器的作用,发电机和负荷的有功负荷在点1达到平衡,系统频率为当有功负荷继续增加时(经过点2后),由于发电厂的汽压、供水量、水头等随频率的变________I/oo flfo f化而下降,所以出力不仅不可能增大,反而是随着频率的下降而下降即发电机的实际出力特性是沿曲线2-3-4变化的当有功负荷的增加使发电机和负荷的有功频率特性曲线相切时(对应点3),此点,dP/df=O,运行频率为fu我们称储为临界频率电力系统运行频率如果等于(或低于)临界频率,那么,如扰动使系统频率下降,将迫使发电机出力减少,从而使系统频率进一步下降,有功不平衡加剧,形成恶性循环,导致频率不断下降最终到零(如果有功负荷增加很多或大机组低频保护动作掉闸,以致使A不能和B曲线相交时,系统频率会迅速下降至零)这种频率不断下降最终到零的现象称为频率崩溃,或叫做电力系统频率不稳定
43、低频率运行会给电力系统带来哪些危害?答电力系统低频运行是非常危险的,因为电源与负荷在低频率下重新平衡很不牢固,也就是说稳定性很差,甚至产生频率崩溃,会严重威胁电网的安全运行,并对发电设备和用户造成严重损坏,主要表现为以下几方面1引起汽轮机叶片断裂在运行中,汽轮机叶片由于受不均匀汽流冲击而发生振动在正常频率运行情况下,汽轮机叶片不发生共振当低频率运行时,末级叶片可能发生共振或接近于共振,从而使叶片振动应力大大增加,如时间过长,叶片可能损伤甚至断裂2使发电机出力降低,频率降低,转速下降,发电机两端的风扇鼓进的风量减小,冷却条件变坏,如果仍维持出力不变,则发电机的温度升高,可能超过绝缘材料的温度允许值,为了使温升不超过允许值,势必要降低发电机出力3使发电机机端电压下降因为频率下降时,会引起机内电势下降而导致电压降低,同时,由于频率降低,使发电机转速降低,同轴励磁电流减小,使发电机的机端电压进一步下降4对厂用电安全运行的影响当低频运行时,所有厂用交流电动机的转速都相应地下降,因而火电厂的给水泵、风机、磨煤机等辅助设备的出力也将下降,从而影响电厂的出力其中影响最大的是高压给水泵和磨煤机,由于出力的下降,使电网有功电源更加缺乏,致使频率进一步下降,造成恶性循环5对用户的危害频率下降,将使用户的电动机转速下降,出力降低,从而影响用户产品的质量和产量另外,频率下降,将引起电钟不准,电气测量仪器误差增大,自动装置及继电保护误动作等
44、什么叫低频振荡?产生的主要原因是什么答并列运行的发电机间在小干扰下发生的频率为
0.2〜
2.5赫兹范围内的持续振荡现象叫低频振荡低频振荡产生的原因是由于电力系统的负阻尼效应,常出现在弱联系、远距离、重负荷输电线路上,在采用快速、高放大倍数励磁系统的条件下更容易发生
45、电力系统中电抗器的作用有哪些?答电力系统中的电抗器,常见的有串联电抗器和并联电抗器串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波并联电抗器用来吸收电网中的容性无功,如500kV电网中的高压电抗器,500kV变电站中的低压电抗器,都是用来吸收线路充电电容无功的;220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括1减轻空载或轻负荷线路的电容效应,以降低工频暂态过电压2改善长输电线路上的电压分布3使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动,同时也减轻了线路上的功率损失⑷在大机组与系统并列时,降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列5防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象6当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用单相快速重合闸
46、500KV电网中并联高压电抗器中性点加小电抗的作用答其作用是补偿导线对地电容,使相对地阻抗趋于无穷大,消除潜供电流纵分量,从而提高重合闸的成功率并联高压电抗器中性点小电抗阻抗大小的选择应进行计算分析,以防止造成铁磁谐振
47、什么叫次同步振荡?其产生原因是什么?如何防止答当发电机经由串联电容补偿的线路接入系统时,如果串联补偿度较高,网络的电气谐振频率较容易和大型汽轮发电机轴系的自然扭振频率产生谐振,造成发电机大轴扭振破坏此谐振频率通常低于同步50赫兹频率,称之为次同步振荡对高压直流输电线路HVDC.静止无功补偿器SVC,当其控制参数选择不当时,也可能激发次同步振荡防止次同步谐振的措施有⑴通过附加或改造一次设备;⑵降低串联补偿度;⑶通过二次设备提供对扭振模式的阻尼类似于PSS的原理
48、电力系统过电压分几类其产生原因及特点是什么?答电力系统过电压分以下几种类型1大气过电压由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关因此,220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定2工频过电压由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起,特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用3操作过电压由电网内开关操作引起,特点是具有随机性,但最不利情况下过电压倍数较高因此,330KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定4谐振过电压由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长
49、何谓反击过电压?答在变电站中,如果雷击到避雷针上,雷电流通过构架线接地引下线流散到地中,由于构架电感和接地电阻的存在,在构架上会产生很高的对地电位,高电位对附近的电气设备或带电的导线会产生很大的电位差如果两者间距离小,就会导致避雷针构架对其它设备或导线放电,引起反击闪络而造成事故
50、何谓跨步电压?答通过接地网或接地体流到地中的电流,会在地表及地下深处形成一个空间分布的电流场,并在离接地体不同距离的位置产生一个电位差,这个电位差叫做跨步电压跨步电压与入地电流强度成正比,与接地体的距离平方成反比因此,在靠近接地体的区域内,如果遇到强大的雷电流,跨步电压较高时,易造成对人、畜的伤害
51、电力系统工频过电压的产生原因及防范措施有那些?答电力系统工频过电压的原因主要有⑴空载长线路的电容效应;⑵不对称短路引起的非故障相电压升高;⑶甩负荷引起的工频电压升高;工频过电压的限制措施有1利用并联高压电抗器补偿空载线路的电容效应;2利用静止无功补偿器SVC也能起到补偿空载线路电容效应的作用;3变压器中性点直接接地可降低由于不对称接地故障引起的工频电压升高;4发电机配置性能良好的励磁调节器或调压装置,使发电机突然甩负荷时能抑制容性电流对发电机的助磁电枢反应,从而防止过电压的产生和发展5发电机配置反应灵敏的调速系统,使得突然甩负荷时能有效限制发电机转速上升造成的工频过电压
52、什么叫操作过电压?如何防范答操作过电压是由于电网内开关操作或故障跳闸引起的过电压,主要包括
(1)切除空载线路引起的过电压;
(2)空载线路合闸时的过电压;
(3)切除空载变压器引起的过电压;
(4)间隙性电弧接地引起的过电压;
(5)解合大环路引起的过电压;限制操作过电压的措施有
(1)选用灭弧能力强的高压开关;
(2)提高开关动作的同期性;
(3)开关断口加装并联电阻;
(4)采用性能良好的避雷器,如氧化锌避雷器;
(5)使电网的中性点直接接地运行;
53、什么叫谐振过电压?分几种类型?如何防范?答电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压谐振过电压分为以下几种
(1)线性谐振过电压谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成
(2)铁磁谐振过电压谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成因铁芯电感元件的饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振
(3)参数谐振过电压由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在乙与间周期变化)〜和系统电容元件(如空载线路)组成回路,当参数配合时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压限制谐振过电压的主要措施有
(1)提高开关动作的同期性由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高开关动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生
(2)在并联高压电抗器中性点加装小电抗用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振
(3)破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压
54、避雷线和避雷针的作用是什么?避雷器的作用是什么?答避雷线和避雷针的作用是防止直击雷使在它们保护范围内的电气设备(架空输电线路及变电站设备)遭直击雷绕击的几率减小避雷器的作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用,对入侵流动波进行削幅,降低被保护设备所受过电压值避雷器既可用来防护大气过电压,也可用来防护操作过电压
55、接地网的电阻不合规定有何危害答接地网起着工作接地和保护接地的作用,当接地电阻过大时,
(1)发生接地故障时,使中性点电压偏移增大,可能使健全相和中性点电压过高,超过绝缘要求的水平而造成设备损坏
(2)在雷击或雷电波袭击时,由于电流很大,会产生很高的残压,使附近的设备遭受到反击的威胁,并降低接地网本身保护设备(架空输电线路及变电站电气设备)带电导体的耐雷水平,达不到设计的要求而损坏设备
56、什么叫标幺值和有名值?采用标幺值进行电力系统计算有什么优点?采用标幺值计算时基值体系如何选取答有名值是电力系统各物理量及参数的带量纲的数值标幺值是各物理量及参数的相对值,是不带量纲的数值标幺值是相对某一基值而言的,同一有名值,当基值选取不一样时,其有名值标幺值=标幺值也不一样它们的关系如下电力系统由许多发电机、变压器、线路、负荷等元件组成,它们分别接入不同电压等级的网络中,当用有名值进行潮流及短路计算时,各元件接入点的物理量及参数必须折算成计算点的有名值进行计算,很不方便,也不便于对计算结果进行分析采用标幺值进行计算时,则不论各元件及计算点位于哪一电压等级的网络中,均可将它们的物理量与参数标幺值直接用来计算计算结果也可直接进行分析当某些变压器的变比不是标准值时,只须对变压器等值电路参数进行修正,不影响计算结果按基值体系的基值电压传递到各电压等级进行有名值的换算基值体系中只有两个独立的基值量,一个为基值功率,一般取容易记忆及换算的数值,如取100MW、1000MW等,或取该计算网络中某一些发电元件的额定功率另一个为基值电压,取各级电压的标称值标称值可以是额定值的
1.
0、
1.05或
1.10倍如取500/330/220/110KV或525/
346.5/231/
115.5KV或550/363/242/121KV,其它基值量电流、阻抗等可由以上两个基值量算出
57、潮流计算的目的是什么?常用的计算方法有几种?答潮流计算有以下几个目的1在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平年的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求2在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议3正常检修及特殊运行方式下的潮流计算,用于日运行方式的编制,指导发电厂开机方式,有功、无功调整方案及负荷调整方案,满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求4预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案常用的潮流计算方法有牛顿一拉夫逊法及快速分解法并可为这些负荷单独设置备用电源时,仍可采用这种结线这种结线方式之所以适用于二级负荷是由于架空电力线路已广泛采用自动重合闸装置有备用结线中,双回路的放射式、干线式、链式网络的优点在于供电可靠性和电压质量高,缺点是可能不够经济因为双回路放射式结线,对每一负荷都以两回路供电,每回路分担的负荷不大,而在较高电压级网络中,往往由于避免发生电晕等原因,不得不选用大于这些负荷所需的导线截面积,以致浪费有色金属干线式或链式结线所需的断路器等高压电器很多有备用结线中的环式结线有与上列结线方式相同的供电可靠性,但却较它们经济,缺点为运行调度较复杂,且故障时的电压质量差有备用结线中的两端供电网络最常见,但采用这种结线的先决条件是必须有两个或两个以上独立电源,而且它们与各负荷点的相对位置又决定了采用这种结线的合理性
6、什么叫电磁环网?对电网运行有何弊端?什么情况下还不得不保留?答电磁环网是指不同电压等级运行的线路,通过变压器电磁回路的联接而构成的环路电磁环网对电网运行主要有下列弊端⑴易造成系统热稳定破坏如果在主要的受端负荷中心,用高低压电磁环网供电而又带重负荷时,当高一级电压线路断开后,其原来所带全部负荷将通过低一级电压线路(虽然可能不止一回)送出,容易出现超过导线热稳定电流的问题
(2)易造成系统动稳定破坏正常情况下,两侧系统间的联络阻抗将略小于高压线路的阻抗一旦高压线路因故障断开,系统间的联络阻抗将突然显著增大(突变为两端变压器阻抗与低压线路阻抗之和,而线路阻抗的标么值又与运行电压的平方成正比),因而极易超过该联络线的暂态稳定极限,可能发生系统振荡
58、潮流计算中哪些是有源节点?哪些是无源节点?何谓PQ、PV及缓冲节点?其选用原则如何考虑?答潮流计算中具有功率注入的节点是有源节点,如发电机、调相机、负荷节点没有功率、注入的节点是无源节点,也叫联络节点有源节点可分为PV及ve三种节点类型PQPQ节点是注入有功、无功功率给定不变的节点,一般选负荷节点及没有调整能力的发电节点PV节点是注入有功功率和节点电压幅值给定不变的节点,一般选有调压能力的发电节点ve节点又称缓冲节点,是电压幅值、相位给定的节点,其有功、无功注入是完全没有限制的,一般选调频发电机节点
59、潮流计算需要输入哪些原始数据?答潮流计算需要输入的原始数据主要有
(1)支路元件参数,包括线路电阻、电抗、对地导纳、变压器变比、两X L-H-I-D.L I乂而点亏,
(2)发电机参数,包括各类节点类型的给定值及节点编号;
(3)负荷参数,包括P、Q给定值及节点编号;60s短路计算的作用是什么?常用的计算方法是什么?答短路计算的作用是
(2)校验开关的遮断容量;
(3)确定继电保护及自动装置的定值;
(4)为系统设计及选择电气主接线提供依据;
(5)进行故障分析;
(6)确定输电线路对相邻通讯线的电磁干扰常用的计算方法是阻抗矩阵法,并利用迭加原理,令短路后网络状态二短路前网络状态+故障分量状态,在短路点加一与故障前该节点电压大小相等、方向相反的电势,再利用阻抗矩阵即可求得各节点故障分量的电压值,加上该节点故障前电压即得到短路故障后的节点电压值继而,可求得短路故障通过各支路的电流
61、稳定计算中最简单的发电机模型是什么?更精确的计算还要考虑哪些模型?答稳定计算中最简单的发电机模型是转子运动方程式n EU.,r二——smdXg式中,5为发电机功角,丁,为发电机惯性常数,分为原动机功率,为阻尼系数,匕为发电机的电磁功率,它是功角3的非线性函数,片为发电机电势在单机一无穷大系统中,如果不考虑原动机功率及发电机电势的变化,以上简单模型是个二阶微分方程更精确的计算要考虑原动机功率及发电机电势的变化,需增加调速器、励磁系统及励磁调节器模型整个发电机系统模型是个高阶微分方程式模型
62、稳定计算与潮流计算在数学模型及计算方法上的区别是什么?除了潮流计算的原始数据外,稳定计算还需要输入哪些原始数据答稳定计算用来计算状态量随时间变化的暂态过程,所建立的数学模型是一组微分方程,所用计算方法是各种求解微分方程组的数值积分法潮流计算用来计算稳态过程,不考虑状态量随时间的变化,所建立的数学模型是一组代数方程,所用计算方法是各种迭代算法稳定计算需要输入的原始数据除了潮流计算的原始数据外,还有发电机、励磁机、励磁调节器、原动机、调速器等各种特征参数
63、电网调峰的手段有哪些答电网调峰的手段主要有1抽水蓄能电厂改发电机状态为电动机状态,调峰能力接近200%2水电机组减负荷调峰或停机,调峰依最小出力考虑震动区接近100%3燃油气机组减负荷,调峰能力在50%以上4燃煤机组减负荷、启停调峰、少蒸汽运行、滑参数运行,调峰能力分别为70%若投油或加装助燃器可减至60%、100%、100%、40%5核电机组减负荷调峰6通过对用户侧负荷管理的方法,削峰填谷调峰
64、电力系统经济调度要求哪些基础资料?答经济调度的基础资料包括:需通过热力试验得到火电机组带不同负荷运行工况下的热力特性,包括锅炉的效率试验及汽机的热耗、汽耗试验;
(2)水电机组耗量特性该特性为不同水头下的机组出力一流量特性,也应通过试验得到或依据厂家设计资料;
(3)火电机组的起、停损耗
(4)线损计算基础参数
(5)水煤转换当量系数
65、经济调度软件包括哪些功能模块?答经济调度包括以下功能模块
(1)负荷预计
(2)机组优化组合
(3)机组耗量特性及微增耗量特性拟合整编
(4)等微增调度
(5)线损修正如果是水、火电混联系统,则需用大系统分解协调法或其它算法对水电子系统和火电子系统分别优化,然后根据一天用水总量控制或水库始末水位控制条件协调水火子系统之间水电的当量系数
66、试述等微增调度的概念及线损修正的概念?答等微增调度是根据机组耗量特性为下凹的特点,在并列运行机组间使耗量最小的经济分配功率的原则以两台并列机组为例,已知它们的耗量特性曲线分别为Cl及G2,其中C2曲线为倒置的,参与分配的总负荷为户12设在m点两条曲线的斜率相等,即微增率相等,两台机组的总耗量=4+犯外如果分配点在点,两台机组的总耗量=年+如%+八%+八电;如果分配点在右点,两台机组的总耗量=与+班+44+助2可见按等微增率原则分配机组间的功率,耗量是最低的多台机并列运行结论也是一样的线损修正是考虑各发电厂离负荷中心距离远近不同时加进的一个惩罚因子离负荷中心远的电厂,惩罚得多;离负荷中心近的电厂,惩罚得少这样,使功率分配既考虑机组本身的经济性,也考虑了网损的合理性月23不利于经济运行500kV与220kV线路的自然功率值相差极大,同时500kV线路的电阻值多为4x400mm2导线也远小于220kV线路多为2x240或1X400mm2导线的电阻值在500/220kV环网运行情况下,许多系统潮流分配难于达到最经济4需要装设高压线路因故障停运后联锁切机、切负荷等安全自动装置但实践说明,安全自动装置本身拒动、误动影响电网的安全运行一般情况中,往往在高一级电压线路投入运行初期,由于高一级电压网络尚未形成或网络尚不坚强,需要保证输电能力或为保重要负荷而又不得不电磁环网运行
7、母线接线主要有几种方式?答母线接线主要有以下几种方式1单母线单母线、单母线分段、单母线或单母线分段加旁路;2双母线双母线、双母线分段、双母线或双母线分段加旁路;3三母线三母线、三母线分段、三母线分段加旁路;43/2接线、3/2接线母线分段;54/3接线;6母线-变压器-发电机组单元接线;7桥形接线内桥形接线、外桥形接线、复式桥形接线;8角形环形接线三角形接线、四角形接线、多角形接线
8、常用母线接线方式有何特点答1单母线接线具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建等优点,但可靠性和灵活性较差当母线或母线隔离开关发生故障或检修时,必须断开母线的全部电源2双母线接线具有供电可靠、检修方便、调度灵活或便于扩建等优点但这种接线所用设备多特别是隔离开关,配电装置复杂,经济性较差;在运行中隔离开关作为操作电器,容易发生误操作,且对实现自动化不便;尤其当母线系统故障时,须短时切除较多电源和线路,这对特别重要的大型发电厂和变电所是不允许的3单、双母线或母线分段加旁路其供电可靠性高,运行灵活方便,但投资有所增加,经济性稍差特别是用旁路断路器带路时,操作复杂,增加了误操作的机会同时,由于加装旁路断路器,使相应的保护及自动化系统复杂化43/2及4/3接线具有较高的供电可靠性和运行灵活性任一母线故障或检修,均不致停电;除联络断路器故障时与其相连的两回线路短时停电外,其他任何断路器故障或检修都不会中断供电;甚至两组母线同时故障或一组检修时另一组故障的极端情况下,功率仍能继续输送但此接线使用设备较多,特别是断路器和电流互感器,投资较大,二次控制接线和继电保护都比较复杂5母线-变压器-发电机组单元接线具有接线简单,开关设备少,操作简便,宜于扩建,以及因为不设发电机出口电压母线,发电机和主变压器低压侧短路电流有所减小等特点
9、电力系统负荷分几类各类负荷的频率电压特性如何答电力系统的负荷大致分为同步电动机负荷;异步电动机负荷;电炉、电热负荷;整流负荷;照明用电负荷;网络损耗负荷等类型
(1)有功负荷的频率特性同(异)步电动机的有功负荷与频率变化的关系比较复杂,与其所驱动的设备有关当所驱动的设备是球磨机、切削机床、往复式水泵、压缩机、卷扬机等设备时,与频率的一次方成正比当所驱动的设备是通风机、静水头阻力不大的循环水泵等设备时,与频率的三次方成正比当所驱动的设备是静水头阻力很大的给水泵等设备时,与频率的高次方成正比电炉、电热;整流;照明用电设备的有功负荷与频率变化基本上无关网络损耗的有功负荷与频率的平方成正比
(2)有功负荷的电压特性同(异)步电动机的有功负荷与电压基本上无关(异步电动机滑差变化很小)电炉、电热;整流;照明用电设备的有功负荷与电压的平方成正比(其中照明用电负荷与电压的
1.6次方成正比,为简化计算,近似为平方关系)网络损耗的有功负荷与电压的平方成反比(其中变压器的铁损与电压的平方成正比,因所占比例很小,可忽略)
(3)无功负荷的电压特性异步电动机和变压器是系统中无功功率主要消耗者,决定着系统的无功负荷的电压特性其无功损耗分为两部分励磁无功功率与漏抗中消耗的无功功率励磁无功功率随着电压的降低而减小,漏抗中的无功损耗与电压的平方成反比,随着电压的降低而增加输电线路中的无功损耗与电压的平方成反比,而充电功率却与电压的平方成正比照明、电阻、电炉等因为不消耗无功,所以没有无功负荷电压静态特性10s什么是电力系统综合负荷模型?其特点是什么?在稳定计算中如何选择?答电力系统综合负荷模型是反映实际电力系统负荷的频率、电压、时间特性的负荷模型,一般可用下式表达儿如/而1◊=上式中,若含有时间T则反映综合负荷的动态特性,这种模型称为动态负荷模型(动态负荷模型主要有感应电动机模型和差分方程模型两种);反之,若不含时间T,则称为静态负荷模型(静态负荷模型主要有多项式模型和幕函数模型两种,其中多项式模型可以看作是恒功率(电压平方项)、恒电流(电压一次方项)、恒阻抗(常数项)三者的线性组合)电力系统综合负荷模型的主要特点是具有区域性—每个实际电力系统有自己特有的综合负荷模型,与本系统的负荷构成有关;具有时间性即使同一个电力系统,在不同的季节,具体不同的综合负荷模型;不唯一性研究的问题不同,采用的综合负荷模型也不同;在稳定计算中综合负荷模型的选择原则是在没有精确综合负荷模型的情况下,一般按40%恒功率、60%恒阻抗计算
11、调速器在发电机功率-频率调整中的作用是什么?何谓频率的一次调整、二次调整与三次调整?答调速器在发电机功率-频率调整中的作用是:当系统频率变化时,在发电机组技术条件允许范围内,自动地改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量,从而增减发电机的出力(这种反映由频率变化而引起发电机组出力变化的关系,叫发电机调速系统的频率静态特性),对系统频率进行有差的自动调整由发电机调速系统频率静态特性而增减发电机的出力所起到的调频作用叫频率的一次调整系统负荷发生变化时,仅靠一次调整是不能恢复到系统原来运行频率的,即一次调整是有差调整为了使系统频率维持不变,需要运行人员手动操作或调度自动化系统自动操作,以增减发电机组的发电出力,进而使频率恢复目标值,这种调整叫二次调整频率二次调整后,使有功功率负荷按最优分配即经济负荷分配是电力系统频率的三次调整
12、什么是线路充电功率?答由线路的对地电容电流所产生的无功功率称为线路的充电功率每百公里线路的充电功率参考值如下表所示电压(kV)分裂数充电功率(MVR)。
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